杜立安

摘要：高速鐵路框架橋在各新建鐵路中被越來越多的應(yīng)用，本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了框架橋涵施工技術(shù)要點(diǎn)，對關(guān)鍵性技術(shù)的控制進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高鐵框架橋涵施工

1 工程概況

該鐵路客運(yùn)專線第Ⅰ標(biāo)段沿線地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，軟土是本區(qū)段主要特殊地質(zhì)，具有壓縮性高、透水性差、抗剪強(qiáng)度低、觸變性的特點(diǎn)，一旦受到擾動(dòng)，軟土的強(qiáng)度明顯下降，甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。地層結(jié)構(gòu)為地面標(biāo)高2～5 m之間，表層為第四系淤泥質(zhì)黏土，流塑，厚0.5～2 m，下為淤泥、淤泥質(zhì)黏土，局部為泥炭，夾較多的腐爛植物，流塑，一般厚15～45 m;底部多為粉質(zhì)黏土、黏土，夾碎石，軟～硬塑，厚8～20 m，下伏卵石土或基巖。

基于以上地質(zhì)情況，本區(qū)段中小橋涵主要采用框架結(jié)構(gòu)形式，主要有2座框架中橋及4座框架小橋、12座框架涵。由于地基處理情況復(fù)雜，橋涵基坑開挖深度為4～9 m，施工難度相當(dāng)大。為此，項(xiàng)目有針對性地制定了一些方案和措施，通過工程實(shí)踐取得了一些成功的施工經(jīng)驗(yàn)，但也有失誤。通過總結(jié)吸取教訓(xùn)，希望能為以后的類似工程施工提供借鑒。

2框架橋涵施工技術(shù)要點(diǎn)

2．1承臺(tái)樁基礎(chǔ)施工

根據(jù)工程地質(zhì)情況及降低工程造價(jià)的設(shè)計(jì)原則，本區(qū)段框架橋涵承臺(tái)基礎(chǔ)為打入高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。

依據(jù)框架承臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的管樁規(guī)格、長度及承載力要求，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件，項(xiàng)目選用DD-45型柴油錘打樁機(jī)施工。管樁施工應(yīng)首先控制好管樁的垂直度，在沉樁過程中應(yīng)始終用2臺(tái)互成90°角的經(jīng)緯儀觀測監(jiān)控樁身的垂直度。第1節(jié)管樁垂直度控制是關(guān)鍵，其垂直度偏差不得超過0.5%。管樁接樁采用樁端板焊接法，上下節(jié)管樁的中心線偏差不超過10mm節(jié)點(diǎn)彎曲矢量不大于1‰樁長。連接處法蘭盤表面要清理干凈，上下節(jié)間隙應(yīng)用楔形鐵片墊密焊牢，焊接采用電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。坡口槽周圍分三層對稱環(huán)縫焊接，每層焊縫連續(xù)飽滿，由3個(gè)焊工同時(shí)對稱施焊，減小焊接變形。焊縫寬度不低于10mm，焊縫高度不低于8mm，其焊縫外觀質(zhì)量滿足二級焊縫要求。焊接完畢后應(yīng)自然冷卻10 min后方可繼續(xù)沉樁不得用水冷卻或焊好即沉。

采用控制標(biāo)高和控制貫入度來決定收錘標(biāo)準(zhǔn)。摩擦樁應(yīng)按樁長和標(biāo)高控制，樁端位于一般土層的端承摩擦樁，以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高為主，貫入度控制為輔。樁端達(dá)到堅(jiān)硬、硬塑的黏性土及中密以上粉土、砂土、碎石類土、風(fēng)化巖時(shí)，以貫入度控制為主，樁端標(biāo)高控制為輔。打樁過程中應(yīng)認(rèn)真詳細(xì)的記錄接樁、施焊等各種作業(yè)時(shí)間，每打入1m的錘擊數(shù)、全樁總的錘擊數(shù)、最后10擊的平均貫入度和最后1m的錘擊數(shù)等。

2．2基坑開挖

針對地區(qū)淤泥粉質(zhì)軟土的特點(diǎn)，為了節(jié)約用地，有效利用好施工紅線內(nèi)用地，基坑施工中項(xiàng)目采取的2種基坑支護(hù)形式及方法。一是對于開挖深度小于5 m的陸上基坑，采用H型工字鋼樁墻結(jié)構(gòu)支護(hù)和放坡聯(lián)合應(yīng)用。二是對于水塘及小河內(nèi)的框架橋承臺(tái)基礎(chǔ)，開挖深度為7～9m，采取先筑島填土，后施工鋼板樁圍堰支護(hù)的方案。

型鋼樁墻結(jié)構(gòu)是在基坑開挖前沿基坑邊緣施工成排的H型工字鋼，隨著基坑的下挖，一邊放坡一邊將H型工字鋼向下壓至高出基坑底標(biāo)高1/3 h(h為工字鋼長度)高度。放坡是給H型工字鋼樁墻結(jié)構(gòu)側(cè)壁上土壓力減載，防止周圍土壓力過大，造成型鋼樁墻侵限影響承臺(tái)施工?；泳o鄰便道一側(cè)采用鋼索對拉H型工字鋼樁墻，便道鋪架上旱橋，保證施工道路暢通。本支護(hù)形式適用于基坑深度較淺，同時(shí)周邊環(huán)境對支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移要求不高的情況下采用。

利用鋼板樁具有重量輕、強(qiáng)度高、鎖口緊密、封閉滲水、施工方便、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，對水塘及小河內(nèi)的框架橋承臺(tái)基礎(chǔ)深基坑，采用鋼板樁圍堰支護(hù)。鋼板樁圍堰基坑支撐的施工與基坑土方開挖按“先支撐后開挖，分層支撐分層開挖”的原則進(jìn)行，如圖1所示。根據(jù)現(xiàn)場的支撐材料和開挖深度，項(xiàng)目采取在鋼板樁內(nèi)側(cè)加二層或三層圍檁并設(shè)置剛性支撐，每層圍檁采用雙60a型工字鋼，四周每個(gè)角設(shè)置邊長2m、5m直角三角形，斜邊采用直徑53cm無縫鋼管作加強(qiáng)支撐，中間縱向?qū)?道直徑53cm無縫鋼管。根據(jù)現(xiàn)場工程實(shí)踐，鋼板樁圍堰保證了整個(gè)工程施工正常和周圍環(huán)境的安全，雖然支護(hù)結(jié)構(gòu)有較小變形，但未影響正常使用，造成周圍土體結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。

圖1承臺(tái)基坑開挖及支護(hù)圖

2．3模板及支架安裝

為達(dá)到框架混凝土外觀質(zhì)量美觀，模板的制作安裝質(zhì)量是關(guān)鍵，因?yàn)榛炷恋钠秸?、光潔度、色差度都與模板直接相關(guān)。模板采用單塊大平面組合鋼模板，對于跨度大的框架橋頂板采用高質(zhì)量的竹膠合板做模板，框架橋涵上下倒角(梗肋)部位采用定型鋼模。對使用的鋼模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如有翹曲變形，應(yīng)進(jìn)行修整，仔細(xì)打磨拋光，清理干凈，均勻涂刷脫模劑。采用竹膠合板時(shí)，宜使用專業(yè)切割機(jī)裁割，防止出現(xiàn)毛邊、破茬，以免竹膠合板遇水變形。模板接縫處理目前較常用的就是在縫隙處壓海綿膠條或橡膠條，縫隙細(xì)小的可用玻璃膠或膩?zhàn)又苯用芊狻?/p>

模板支撐設(shè)計(jì)應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外受力計(jì)算，模板支架體系根據(jù)模板及混凝土的荷載和支撐體系的剛度進(jìn)行布置?？蚣軜蚝敯屙?xiàng)目采用滿堂鋼管支架施工，支架平面間距為70cm×70cm，如圖2所示。墻身兩側(cè)模板拉桿采用對拉螺栓，單塊模板拉桿孔布置相對平直，穿插螺栓時(shí)外套PVC管。支撐模板的水平鋼楞可用雙排鋼管、槽鋼和矩形楞木，盡量采用整根桿件，接頭錯(cuò)開設(shè)置。支架立桿和斜撐下的承力面應(yīng)平整墊實(shí)，并具有足夠的承載力和受壓面積。此外還應(yīng)根據(jù)支架受力的穩(wěn)定性，在立桿受力大高度方向布置水平撐與剪力撐。

圖2模板支架搭設(shè)圖

2．4混凝土施工工藝

項(xiàng)目施工管段所有框架橋涵都采用明挖基礎(chǔ)現(xiàn)澆，框架中小橋混凝土分底板(含下梗肋)、邊(中)墻身和頂板(含上梗肋)3次澆筑。澆筑框架身底板(包括下梗肋)時(shí)，預(yù)埋邊(中)墻身鋼筋。當(dāng)框架底板混凝上強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%后，再綁扎邊(中)墻身鋼筋，一次澆筑邊(中)身混凝土。其中在框架邊墻內(nèi)預(yù)埋拉模螺栓，待邊墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上再搭設(shè)頂板模板支架，確保支撐體系受力穩(wěn)定。而框架涵洞因孔徑小，框架結(jié)構(gòu)尺寸小，澆筑時(shí)分先澆筑底板(包括下梗肋)，再澆筑墻身和頂板2次澆筑成型。

根據(jù)混凝土澆筑高度，自由傾落高度超過2m時(shí)，采用串筒或溜槽等下料，避免混凝土離析?；炷恋牟剂喜扇》侄畏謱愉伭?，可以從一端開始向另一端，也可以從中部開始向兩端對稱鋪料，使?jié)仓幕炷撩娉市泵鎸哟危珨嗝嫱七M(jìn)澆筑?；蛘邚南孪蛏弦粚訉拥摹⒊仕綄哟螡仓椒?，都必須按照分段、分層地進(jìn)行澆筑作業(yè)。振搗混凝土?xí)r要控制好振搗間距和澆筑層厚度，振搗新的一層，應(yīng)插進(jìn)已澆混凝土5～10 cm，保證上下層緊密結(jié)合。振動(dòng)棒操作時(shí)應(yīng)快插慢拔，控制好振搗程序，掌握好振搗時(shí)間，做到不欠振、不過振、不漏振。

2．5拆模與養(yǎng)生

混凝土的拆模要綜合考慮，既要保證結(jié)構(gòu)安全，又不能因拆模損害混凝土。本區(qū)段框架橋涵所使用的混凝土為高性能耐久性混凝土，框架橋涵邊墻拆模必須控制在澆筑混凝土6d以后，頂板拆模必須達(dá)到同條件養(yǎng)護(hù)試件滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后進(jìn)行。

為使混凝土后期強(qiáng)度的增長，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土的耐久性能，必須加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)工作?？蚣軜蚝捎米匀火B(yǎng)護(hù)，用濕潤的土工布將外露混凝土和模板表面覆蓋嚴(yán)密，并安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)生，始終保持混凝土面濕潤，防止混凝土表面失水形成早期裂紋。拆模后，先用土工布包裹墻面，再用塑料薄膜封包，利用混凝土自身水化熱蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3 關(guān)鍵性技術(shù)的控制

3．1模板工程工藝控制

模板拼裝配模前應(yīng)根據(jù)配模面的幾何尺寸及形狀繪制配模圖，保證澆筑的結(jié)構(gòu)物既符合設(shè)計(jì)幾何尺寸，又滿足一定的外觀質(zhì)量要求。脫模劑的選用很關(guān)鍵，項(xiàng)目通常采用優(yōu)質(zhì)的機(jī)油與柴油按一定比例勾兌成脫模劑，摻和柴油可降低機(jī)油粘度，增強(qiáng)氣泡上浮逃逸能力。涂刷時(shí)要用棉布蘸少許擰干，均勻涂刷，不得涂刷得太多而造成淤積或流淌的現(xiàn)象發(fā)生。刷好后注意做好防護(hù)，防止灰塵、雜物、碎屑等附著在表面上，影響將來混凝土的外觀質(zhì)量。模板安裝好后，應(yīng)保證接縫橫平豎直，接縫處外漏的海綿條要仔細(xì)切除干凈。模板的拉、頂、撐各個(gè)部位要認(rèn)真檢查每一個(gè)支撐是否可靠，每一個(gè)螺絲是否擰緊。澆筑混凝土前要再復(fù)核一遍模板的平面尺寸，垂直度及標(biāo)高，確保模板安裝準(zhǔn)確無誤符合設(shè)計(jì)要求。

3．2混凝土工程工藝控制

澆筑混凝土?xí)r如采用吊車吊送入模，入模處的坍落度應(yīng)控制在8～10cm的范圍內(nèi)，采用泵送混凝土在入模處的坍落度應(yīng)控制在10～14cm的范圍內(nèi)。在澆筑墻身底部混凝土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)減少粗骨料的用量，以防止底部出現(xiàn)“爛根”現(xiàn)象。對于框架頂板澆筑時(shí)，先以較快的速度將頂板滿鋪一層，同時(shí)要嚴(yán)格控制混凝土運(yùn)輸時(shí)間，保證混凝土的質(zhì)量特別是坍落度要穩(wěn)定。選用有豐富振搗經(jīng)驗(yàn)，并具有一定責(zé)任心的工人振搗。根據(jù)振搗范圍分組，一組為2人，一人負(fù)責(zé)粗振，一人負(fù)責(zé)細(xì)振，振搗時(shí)嚴(yán)格控制振搗間距，不應(yīng)大于其作用半徑的1.5倍，振搗棒至模板的距離不應(yīng)大于其作用半徑的0.5倍。注意保護(hù)層墊塊處的混凝土振搗，使水泥砂漿充分包裹，或采取邊振搗一小段邊取下一小段墊塊的方法，避免混凝土表面出現(xiàn)墊塊暗斑。澆筑過程中應(yīng)加強(qiáng)對上下層混凝土頂面的砂漿浮層接觸面的振搗，避免形成“砂漿帶”分層和“波浪形痕跡”現(xiàn)象。

3．3外觀修飾工藝控制

人們都期望澆筑出來的結(jié)構(gòu)物，表面光潔，色澤均勻，但是往往由于施工技術(shù)水平差異不同的原因，難免造成一些外觀質(zhì)量缺陷。雖然不會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全，但是項(xiàng)目有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎棧哉橥昝?，因此，對結(jié)構(gòu)物混凝土外觀缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎椧埠荜P(guān)鍵?；炷列扪a(bǔ)是一種細(xì)活，要由專人負(fù)責(zé)進(jìn)行，嚴(yán)禁亂抹亂擦，出現(xiàn)顏色不一致、表面不平整等現(xiàn)象。拆除模板后及時(shí)處理，第一時(shí)間進(jìn)行修飾效果最好，對不同的缺陷修飾方法各異。

對細(xì)小氣泡或局部模板銹斑、油污可先用肥皂水清洗一遍，待表面水跡干后再用砂布將銹斑、油污擦磨干凈;然后采用一定比例的黑、白水泥調(diào)制成中稠灰漿，對細(xì)小的氣泡進(jìn)行填塞性補(bǔ)漿，待達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)用細(xì)布擦去浮砂，最后采用一定比例的黑、白水泥混拌干灰用棉紗布將混凝土面抹擦一遍。

對于因振搗不密實(shí)出現(xiàn)的蜂窩麻面現(xiàn)象，砂斑線、泌水線的現(xiàn)象，須先用清水將其沖洗干凈，待表面無積水但較潮濕時(shí)，采用一定比例的黑水泥、白水泥、細(xì)砂、膠水組成的砂漿填補(bǔ)、刮抹平整，待達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)用砂布擦去浮砂，最后對局部或連同大面積范圍，采用適當(dāng)比例的黑、白水泥干灰擦一遍。

對于錯(cuò)臺(tái)，要輕輕鑿除，再用電動(dòng)砂輪打磨平順;墻身模板形成的拉桿孔眼，用高標(biāo)號混凝土或砂漿堵塞密實(shí)，表面也應(yīng)用適當(dāng)比例的黑、白水泥干灰擦一遍，使之與周圍混凝土顏色基本一致。

4 結(jié)束語

通過工程實(shí)踐，框架橋涵混凝土的外觀質(zhì)量整體上得到了較好的控制，達(dá)到了線形美觀、顏色均勻一致的目的。此外，項(xiàng)目對軟基認(rèn)識還不夠，軟土地基框架橋涵施工從技術(shù)和管理上需要進(jìn)一步總結(jié)和完善?？傊?，由于施工環(huán)境條件具有多變性，要根據(jù)實(shí)際情況，邊摸索、邊總結(jié)，積累成功的施工經(jīng)驗(yàn)。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。