城郭河大桥关键施工环节中的技术运用

摘要：本文着重结合工程实际对桥梁施工中的关键环节进行分析，并介绍几种问题的处理方法，供同行交流借鉴。

关键词：钻孔灌注桩、泥浆、预应力空心板、上浮处治

Abstract: this article emphatically combined with engineering practice of bridge construction of the key link analysis, and introduce some problem, the processing method for academic exchange for reference.

Keywords: bored piles, mud, prestressed concrete hollow slab, will rise

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

一、概述

城郭河大桥位于滕州市西岗镇付楼村与杜庄村交界处，设计为正交25孔20米预应力空心板桥。全桥长505.96米，采用8孔20米一联+9孔20米一联+8孔20米一联组合形式，中间以“人“字型制动墩相连。桥面净宽18米，设计荷载汽-20，挂-100，纵坡为零，横坡2%。上部结构为20米预应力混凝土空心板，下部结构普通墩采用三柱式墩柱，钻孔灌注桩基础；制动墩采用“人“字型墩柱，钻孔灌注桩基础；桥台采用肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。全桥共有空心板350片，桩基90棵。

二、几个关键施工环节的技术运用

1．测量定位细致严密

该桥为本地区最大桥，工程量大，结构相应复杂。所以自进驻工地，我们首先对桥位进行了详细的测量放样，绘制了准确细致的大桥墩台桩位及桩控制点示意图，打印成册，测量组人手一份。考虑到大桥工期将近一年时间，所以对控制木桩油浸后，以低标号混凝土加固，有效地防止了木桩腐烂和位移，并作出明显标记，便于查找。测量是分项工程、单位工程的定线、定位检查，是保证设计图纸付诸实际的重要环节，测量的准确程度直接影响工程质量的好坏，我们重点抓了控制测量和尺寸测量，对于控制测量，我们首先对导线点进行了复测加密，水准点复测、调整、加密；这些不但要注意数据的准确，还要考虑实际施工中的方便、快捷。对于尺寸测量，我们对施工前尺寸的放样检查，如基坑开挖长、宽，单根钢筋长度、直径，模板的长度，钢筋笼的长度以及钻孔的孔深等。都进行了认真的检查和核对。25孔的跨径，由测距仪逐空测距定位，钢尺标验，最后由全站仪测通长的方法标核，这样大桥每孔的跨度误差控制在几毫米之内，大桥总长误差亦未超出1公分。

该桥基础为钻孔灌注桩基础，共90棵，普通墩桩长25米，直径1.4米，主河道桩长27米，桥台、制动墩桩长21米、18米，直径1.2米。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，影响灌注桩工程质量的因素很多，对其施工过程中的每一环节都必须严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑。如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼上浮、混凝土的配制、灌注等。稍有不慎或措施不当，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔、松散，缩颈，大到断桩，报废，影响工期并对整个工程产生不利影响。在施工中，我们首先对钻机钻杆进行精确测量定位，由沿导线方向，与垂直导线两个方向交叉定位，确保每台钻机的钻杆轴心，始终与桩的轴线重合，尽可能地减小桩的平面偏位，用此法控制的90棵桩基无一例偏差超出规范规定值。

2．钻孔过程中泥浆技术的运用

在成孔过程中，为防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用澎润土制备泥浆进行护壁，泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁的稳定。沉渣和孔壁泥层过厚会造成桩基础的承载力显著降低，以及上部结构的沉降量增大。因此如何减小或消除因沉碴、孔壁泥层过厚引起的负面效应，显的非常重要。泥浆的比重起到非常关键的作用，如果泥浆比重过小，泥浆护壁就容易失去阻挡土体坍塌的作用，如果泥浆比重过大，又会阻塞泥浆泵的正常运转，增加钻机的阻力，影响进尺，耽误工期，并且灌注水下混凝土时对泥浆的置换增加难度。使施工变得很复杂，成桩质量难以保证。要充分发挥泥浆的作用，其指标的选用非常重要，即要保护孔壁，防止坍孔，又要能悬浮钻渣，还要使钻渣在泥浆池中循环时迅速下沉。这就要求在实际工程的施工中，根据工地具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标。我们根据地质勘察报告中勘察柱状图，对不同部位的钻孔，不同地层中泥浆指标进行分别调整，具体情况具体分析。全桥90棵桩基础，用此方法控制不论是在钻孔过程中，还是在清孔后水下砼的灌注过程中，无一例发生塌孔、断桩卡管等工程事故。

此表是根据大量的工程实践得出来的，施工中工程技术人员应结合工程的实际情况选取合理的指标进行施工，才能获得巨大的社会效益和经济效益，以确保桩基础的承载力的正常发挥。

3．水下混凝土的浇筑技术

钻孔桩水下混凝土的灌注，是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响桩的质量，所以要求单位水泥的用量较大，坍落度也较大，且和易性较好的混凝土，在运输和灌注过程中应无显著离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性。如果初凝时间较短，就要求使用缓凝剂等外加剂，以保证混凝土的缓凝效果。我们采用的灌注混凝土的指标如表2

混凝土灌注时，首批混凝土的数量非常重要，它必须满足导管首次埋置深度和填充导管底部空间的需要，也就是封底必须成功。另外，在灌注过程中，导管埋置的深度也是一个重要的指标。导管埋置深度过大，以及灌注时间过长，导致混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管的磨擦力，加上采用提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升过程中拉断连接螺栓或导管破裂而产生断桩。导管埋置过小，出现拨脱提漏现象而形成夹层断桩，这些稍有疏忽极易造成质量事故。所以在施工中，应坚持预防为主的原则，加强各个环节的管理，按照设计与施工规范的基本要求，及时解决出现的各种问题。城郭河大桥采用2台500型拌合机同时拌合，材料电子计量。为缩短运距，我们采取就地拌合，连续浇灌的方法，有力地预防了成品混凝土的离析等现象，采用两台容积7m3的混凝土拌合车运输灌注成品混凝土。首次混凝土的连续浇灌量达到13 m3 ，有力地保证封底的成功。缩短了灌注时间。长25米的桩，我们曾经一天连续灌注4棵，平均每棵桩2.5小时左右。在灌注过程中，认真落实各项保证措施，定时用垂球测量混凝土上升高度，准确计算导管埋深，及时拆除导管，密切注意混凝土的各项指标，杜绝断桩等质量事故的发生。

4．钢筋笼上浮的处理

混凝土灌注时钢筋笼的受力并不复杂，使钢筋笼上升的力有钢筋笼在泥浆中的浮力Fa1，混凝土上升部分对钢筋笼的顶力Fa2及混凝土上升部分对钢筋笼的摩擦力Fa3。阻止钢筋笼上升的力有钢筋笼的重力G，混凝土静止部分与钢筋笼的磨擦力Fb1。很明显钢筋笼的上浮只发生在灌注混凝土的导管口位于钢筋笼底部或更下方，以及混凝土埋管深度较大时。此时钢筋笼仅靠自身的重力，抵抗混凝土的上顶力、磨擦力、以及泥浆的浮力。一旦失去平衡，钢筋笼就会上浮。所以当灌注混凝土上升至钢筋笼底部开始埋置钢筋笼时，应加强观察，并可在钢筋笼顶施加竖向约束，将钢筋笼顶部加长，焊于护筒顶部，笼子周围四个方向安放钢管夹，防止钢筋笼上浮。最根本的办法，还是保证导管埋置深度不要过大，这很容易做到。发现钢筋笼上浮时，应立即停止灌注，查明原因及程度，如上浮不严重，则检查钢筋笼底及导管的准确位置，拆除一部分导管，使导管底升高至钢筋笼底上方后，方可恢复灌注，若上浮严重，应立即通过吸渣等方式清理已灌注的砼，另行处理。11#墩2#桩施工中，因第一次拆除导管时间延迟，混凝土埋管达9.3m，导致钢筋笼上浮，所幸发现及时，（钢筋笼仅上浮40cm），立即停止灌注混凝土，并拆除6.5m导管，加焊型钢将钢筋笼固定在护筒上，然后继续灌注混凝土，钢筋笼未再上浮。测桩结果为A类桩。

钻孔灌注桩作为一种基础形式，以其适应性强，成本适中，施工简便等特点被广泛用于公路桥梁，及其它领域，但由于影响灌注桩施工的因素很多，对其施工过程每环节都必须要严格要求，对各种因素都必须有周密地考虑，钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。所以高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故造成的损失，以利工程顺利进展。

三、结束语

城郭河大桥的修筑，使我们进一步认识到，每项工程在施工过程中都会遇到各种技术难题，要使施工顺利进行，关键是在于找出对问题的处理方法，以及各种常见问题的早期预防。城郭河大桥作为枣庄地区特大桥，省优精品工程，在施工中采取的各种解决问题的措施，都是在实践的基础上总结出的，也是行之有效的。施工中工程技术人员应结合实际情况，选取合理的指标进行施工，保质保量完成施工任务，才能获得巨大的社会效益和经济效益。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。