桥梁下部结构施工工艺及质量控制对策研究

郑州市交通规划勘察设计研究院 / 李浩浩 张万鹏

引言

桥梁下部施工的持续性使得在施工之前需要对区域内的气象资料、水文治疗进行全方位调查，才能有助于开展桥梁的整体建设工作，进行多种施工方案的对比和筛选。在综合考虑不同类型的方案之后可以从中选择最合适的部分，根据实际情况来采取工艺措施与施工组织设计，做好统筹规划和安排。

一、桥梁桩基础施工技术

（一） 选择钻机与设置钻孔

按照标段桩基的不同桩径结合实际的地质状况可以对钻孔桩的施工钻机进行选择，并且围绕施工要求来进行调整和优化。对于孔径在2米左右的桩基，成孔施工可以选择某些适应性较强并且能适应复杂地层的施工方案，如果是某些黏土层或是卵石基岩比较厚的阶段则选择冲击钻机。在钻孔平台设计方面，按照设计图纸展开规划。

（二）钢护筒加工

钢护筒的加工按照工程设计的桩径制作，并且要确保钢护筒的内径至少要大于桩基直径200毫米以上。在实际的施工阶段，施工人员还应根据钢护筒的壁厚参数与地质状态对壁厚展开优化设计，即在不影响钢护筒本身下沉质量的前提下，采取有效措施重点提升刃脚的刚度，让下沉过程可以变得更加顺利。另外，钢护筒上部区域也应做好相应的技术处理提升刚度，从而有效地避免结构被振动锤影响受到损坏。钢护筒制作环节的长度确定根据总长度要求进行选择，如果总长度在15米以下可以直接开展一次性施工，如果长度超过这一限度则可以进行分段制作，在综合考虑运输和施工环节的安全要求之后做好现场焊接处理。

在导向架施工阶段当中，应先确保钢护筒的自重作用和效果，在钻孔平台和施工平台的底部设置定位导向架，定位导向架是采用整体焊接的钢桁结构，下层单层结构借助钻孔平台钢管桩进行固定，且为了便于进行钢护筒吊装，顶层的导向架可以制作成为开放式桁架结构。安装固定阶段先使用履带吊进行吊装和移位，然后在已经完成的钻孔平台上预留钢护筒的顶口位置，顶层导向架和钻孔平台之间通过焊接的方式进行连接和固定，整个导向装置也能因此保持稳定。与此同时，也可以在导向架与钢板之间进行螺栓连接以便于正常拆解，减少电焊结构对于钢材料产生的损伤。导向架四周设置了纠偏调整的锁定装置，再利用钻孔平台进行固定。

在整个钻孔平台全部搭设完毕之后安装好导向架，将其直接地固定在钻孔平台之上校正垂直度与平面位置。之后让其自重下沉，结合地质勘查的报告信息来确定入土深度。互通能够着床并定位之后需要在钢护筒上焊接倒挂牛腿然后利用导向架对垂直度进行调节，让首节钢护筒可以直接固定在导向架之上后再继续下放钢护筒。整个阶段都可以利用全站仪和垂线进行位置监测以保障平面位置、倾斜度等参数满足技术要求。整个钢护筒选择GPS测量仪进行定位，在钢护筒全部就位完毕之后对钢护筒平面位置进行检查直至其能够最终调整到设计需要的位置。下沉环节应避免位置偏离和校正情况，可以安排专项技术人员对钢护筒进行检查，如利用人工吊线锤测量倾斜度，在两个方向同时进行控制。测量阶段还应控制顶标高和钢护筒的入土深度，检查好中心位置、钢护筒的倾斜度、钢护筒底高程数据。

（三）海水泥浆管理

对于某些跨海大桥而言，整个施工阶段还要认真做好海水泥浆管理工作。海水泥浆全部使用机械拌制方法，将海水、黏土、外加剂等材料合理地融合配浆，并且在实际施工前做好泥浆配制实验确定合理的泥浆配比。钻孔施工阶段则要让护筒之间保持连接降低含砂率，箱内的过滤筛可以将钻渣和其它废弃物全部筛除，从护筒之间的连通管回流至钻孔之内。总体来看泥浆质量管理是当前钻孔作业当中的关键组成部分，按照《公路桥涵施工技术规范》的相关要求，泥浆在不同区域和不同钻机下的性能存在着一定的差异，要随时对泥浆的性能进行评估并做好相关数据的记录工作，使之能够满足现场工作的要求。例如，一般底层、卵石土、易坍塌地层在黏度、含砂率、失水率静切力、酸碱度方面都存在差异，现场勘察数据获取阶段也应做好此类参数的合理控制。

（四）钻孔施工阶段

每个钻孔平台之上放置两台冲击反循环钻机进行施工，并且钻进阶段用小冲程反复冲击的方式进行钻进以形成稳定的孔壁，然后直至钻头超过钢护筒3米之后让钻进速度保持在正常速度。钻进的速度应始终保持在一个相对平稳的水平之上，尤其是在钻头接近底口时还应避免机器和钢护筒之间产生碰撞。因此，现场要准备好磁铁随时对可能掉入孔内的物件进行打捞处理，施工阶段也应根据现场要求作出计划和调整。例如不同类型的土层在特征上存在差异，因而需要对泥浆进行检查并且补充优质泥浆，同时关注地层变化，如果地层信息和地质报告资料信息存在不一致的情况则及时地通知项目部做好后续处理。另外，对于可能出现的漏浆问题要做好预防措施，如果现场有漏浆情况则要停止钻进然后保持泥浆循环确保指标可以达到基础要求。总之，要根据漏浆程度差异来选择不同类型的处理措施，包括加入水泥、下沉等。钻孔之后使用测绳进行测量和检查确定深度，最后进行清孔，清孔的泥浆性能指标也有明确要求。

（五）安装钢筋笼

钢筋笼安装完毕之后才能完成整体的骨架制作，这一步骤可以直接地在加工厂完成，以骨架设计尺寸为参考依据先确定一个固定支架，最后将钢筋放进已经设置完毕的固定件当中完成焊接与加工流程。考虑到在实际的施工环节当中钢筋笼长度本身存在差异，那么需要先按照钢筋长度进行分节，并且在钢筋接头处错开。在起吊阶段，钢筋笼内需设置好三角形撑以避免骨架产生变形，且起吊过程的应力集中比较明显，为了避免应力过于集中出现其它问题，可以选择长吊索的方式来减少水平分力。所以在钢筋笼离开地面时就可以拆除根部吊点，并控制好结构的整体变形情况。安放环节以分段预制模式为主，各段之间的主筋选择机械连接方法，现场施工时相互连接的两端钢筋不可发生转动情况。下放时控制好速度，同时避免钢筋笼和孔壁出现碰撞。一般还应设置好声测管，且声测管要与钢筋笼连接成为整体随着钢筋笼一同沉放。声测管选择专业厂家生产的高质量专用声测管，水下作业时还应关注孔壁孔内部水位情况。

（六）混凝土灌注

混凝土灌注工作一般是在跨海大桥的下部结构施工环节的主要技术应用。此时导管应该保持在桩孔内的居中位置以避免导管和钢筋笼产生碰撞，底部和孔底之间也应保持一定的距离从而能够顺利地放出混凝土。通常情况下现场施工过程可以将这一范围保持在400毫米以内。导管顺利地进入孔之后需要先计算底部位置再将相关数据做好记录，各项指标检验合格之后可以开始灌注，同时保障灌注效率。

二、承台施工技术

（一） 陆地区承台

承台模板使用单独套的承台模板便于拼装，且承台模板要考虑到不同类型平面尺寸承台的周转和利用，模板选择固定尺寸的标准节配合拼装组合模板。

工艺阶段按照地面与承台的顶标高数据来计算出地面的放坡位置，放样后开挖基坑。开挖完毕后按照基坑内的渗水情况设置好集水沟及时地将渗水全部抽取。承台开挖完毕采用人工整平，垫层强度符合指标要求之后安装钢筋并浇筑混凝土，直至混凝土达到基本强度后再将模板全部拆除，防腐涂装层施工完毕后开始检测，检测结束进行承台基坑回填处理。

（二）浅水区施工

浅水区施工阶段利用钢套箱作为桩基施工的主要作业空间，即先在承台四周设置好阻水设备再利用液压破碎锤进行松动爆破，基坑开挖完毕之后人工找平，在低潮位时将整体拼装结束的钢套箱进行设置，内部做好钢管支撑处理以提升稳定性。此外钢套箱底用木塞进行垫平，周围浇筑混凝土进行填堵。桩基施工完毕之后需要将桩头全部凿除然后对混凝土表面进行清理，安装承台钢筋与模板。封底混凝土强度达到要求之后再将钢套箱内的海水全部去除，抽水结束后再割去钢护筒。

（三） 深水区施工

深水区的承台施工工艺流程按照钢套箱制作、钢套箱吊装固定、承重体系转换、浇筑封底混凝土、安装钢筋模板、养护的顺序进行，且钢吊箱在设计时需要进一步考虑到模板的安装控件与水底高程等相关因素。除此之外，还应完成钢吊箱盐酸、钢套箱拼装下放、体系转换、混凝土施工和第二次体系转换，才能最大化地保障施工环节的质量要求和工艺要求。

三、结语

现代科学技术的发展使得大型桥梁的建设技术有了明显提升，而通过实践之后也可以得知，桥梁下部结构的施工技术要求较高，对于工艺方面有着非常明确的技术标准。我国处于建设桥梁的关键时期，结合当前的桥梁工程甚至是跨海桥梁工程进行分析研究非常有必要。在未来的工程实践环节还应进一步加强对于复杂施工环境的勘察，力图对每一个施工工艺全方位了解并掌握，再对施工方法进行选择，不断地展开工程总结与工程创新。