现代桥梁施工控制误区的分析及措施

【摘要】目前，桥梁工程在工程建设中已经占有很大比重，在桥梁施工中，随着大型机械设备、先进的测量、检测仪器的使用，施工工艺的不断改进、提高，桥梁施工的控制越来越好，甚至趋于完美，但在一些施工过程控制中还存在一些误区，本文就桥梁钻孔桩的孔径、泥浆控制，中部结构钢筋保护层控制，预应力施工控制方面存在的误区做了一些分析，提出了措施。

【关键词】 桥梁；控制；误区；分析；措施

中图分类号：U445 文献标识码：A

引言

随着我国公路、铁路建设的高速发展，工程建设逐步向山区、地形复杂地段延伸，受地形条件限制，桥隧比例逐步上升，有些山岭工程的桥隧比例甚至达到90%以上，桥梁工程在工程建设领域的比例越来越大，可以说每个山岭项目都会有桥梁存在。目前，各方面对桥梁施工的控制越来越重视，有些地方规定了严格的控制标准，有些地方设置了控制“红线”，有些标准和“红线”对提高工程质量和施工效率起到了积极作用，但有些也起了相反作用，本文就桥梁施工控制过程中的一些误区提出自己的看法。

一、桥梁施工过程控制的误区

（一）钻孔桩

对大部分山岭项目而言，钻孔桩的设计有嵌岩要求，钻孔桩的施工都选择冲击钻成孔，冲击钻成孔施工技术已经比较成熟，但存在以下两个控制误区：孔径和泥浆

（1）孔径

施工过程中一锥到底，部分地层扩孔较大，造成砼超量严重，成本失控。

（2）泥浆

对泥浆的质量对成桩质量的影响认识不够，导致泥浆配比随意，桩孔灌注前，对泥浆的质量检测不严或不检测，导致成桩后桩基检测出现大量的Ⅱ类桩，甚至是事故桩。

（二）桥梁中部结构的钢筋保护层

随着大型机械设备、先进的测量、检测仪器的使用，施工工艺的不断改进、提高，桥梁中部结构施工过程中从平面位置、垂直度、强度、外观质量等的控制越来越好，甚至趋于完美，但在钢筋保护层的控制上比较差，大部分桥梁中部结构的钢筋保护层厚度合格率不超过50%，有些甚至是零。

钢筋保护层作为钢筋砼结构的一个重要指标，直接影响着结构物的使用寿命，虽然现场对钢筋保护层的要求很高，有些省份的高速公路要求正负误差不超过2mm，并且制定了严格的、幅度较大的奖惩措施，施工单位也在这方面挖空心思，花了一定的血本，但控制效果也不理想，合格率最终也没超过50%。究其原因是因为设计时只对保护层做了要求，没有针对保护层严格定位的相关设计，由于钢筋笼自身刚度不够，笼体制作、定位特别准确，但在砼浇筑过程中笼体的钢筋局部变形，导致保护层偏移。因此，要从设计角度出发解决钢筋的保护层，仅从施工角度控制是一个误区。

（三）预应力施工

预应力在工程建设领域越来越广泛的应用，但在预应力的张拉时间的确定上，有些地方设置了张拉时间红线，有些地方用《标准化施工指南》将张拉时间统一设定为10天，有些甚至设置为14天，而且不分季节，不管温度高低。张拉时间的选择跟起拱度的需要有关，起拱度大小跟砼强度有关，强度的增长时间跟养护的环境条件（温度、湿度等）有关，因此，张拉时间的选择应该是通过相关试验由砼自己说了算，而不是由“红线”、“指南”说了算，人为设置红线本身就是一个误区。

二、对误区的分析及控制措施

（一）钻孔桩

1、孔径控制

分析：

孔桩的深度几十米，要穿越不同的地层，对同样的锥径而言，对不同地层形成的孔径是不一样的，如果整个钻孔过程中使用同样的锥径，在一种地层中保证了设计桩径，在同一个孔桩的其它地层中可能造成扩孔，造成砼超量，严重时超量可以达到20%以上。

控制措施：

如果要求现场备用不同直径的多个锥也是不现实的，而且有可能成本会更高，我们的做法是:进场的锥径比设计桩径小10cm，进场后，根据2～3根桩找出各种地层的扩孔情况，根据不同的扩孔情况，现场采用焊接加大锥径的办法控制扩孔，加锥材料采用锰合金钢或钢轨。根据各种地层的扩孔情况，在锥边加焊不同尺寸的锰合金钢板以满足孔径的要求，同时尽量减少扩孔，以控制砼的超量。利用这种方法，福建×高速公路项目约200根桩，砼的平均超量控制在了5%以内，控制效果比较理想。

2、泥浆

分析：

泥浆的作用是护壁，随清孔排出钻渣，在桩孔钻进过程中泥浆的浓度很大，在桩孔灌注前，通过反复清孔使泥浆浓度达到理想的灌桩要求，泥浆质量的好坏对成桩质量的好坏影响较大；泥浆过清，灌桩时因阻力不够，砼下的过快，导致砼离析，造成粗骨料出现在桩周围，细骨料在中间的情况，桩径越大，这种现象越明显，直径超过2米的桩很容易出现以上情况，成桩后检测不是Ⅱ类桩就是事故桩；泥浆过浓，沉淀会很快，大量沉淀导致砼灌注时阻力加大，大到一定程度时，就会堵管造成断桩事故。

另外，如果钻孔地层中含有特殊物质，也会对泥浆造成影响，对泥浆有特殊要求，如：在西汉高速公路×标段，在前2根桩灌注时均出现了断桩事故，我们立即停工分析，最后发现，桥梁桩基范围内的地质为卷云母石英片岩，由于云母的轻物质特性，清孔时，由于对泥浆的扰动，云母成片状悬浮于泥浆中，无法将其清出，灌桩时，由于泥浆静止，石英片岩小颗粒遇见片状云母后附着在其表面，缓慢下沉，下沉过程中与下部的云母缠绕成团，越往下团越大，重量越大，下沉速度加快，经现场实测，在灌桩过程中，30min沉淀物的厚度可以达到2米以上，沉淀物厚度大，云母团缠绕在一起形成较大的云母球，其重量超过了灌桩时向上的推力，这是引起断桩的主要因素，针对这种情况，我们经过反复试验，最后发现，在泥浆中加0.3%～0.5%的水泥，以适当的增加泥浆的浓度，保证泥浆的稳定性，对云母团行程有效的托举，减缓其下沉速度，经现场实测30min沉淀物的厚度可以控制在10cm以内，很好的解决了云母片岩的快速沉降问题，在以后的桩基施工中再也没有发生断桩事故

控制措施：

要充分认识对泥浆浓度、沉降厚度及其关系试验检测的重要性，在桩孔灌注前，经过反复检测泥浆的浓度和沉降厚度及其关系，灌桩时做好灌注记录，通过1～2根桩找出最佳的成桩泥浆浓度，灌注1～2根桩时，先检测，合格后再灌桩，这样会有效的避免事故桩和Ⅱ类桩，即使出现Ⅱ类桩也只有2根，不会出现大批的Ⅱ类桩，当地层地质发生变化时，重新进过试验选择泥浆，找出规律。

（二）桥梁中部结构钢筋保护层

分析：

保护层作为钢筋砼结构的一个重要指标，直接影响着结构物的使用寿命。保护层过小，水由砼渗入腐蚀钢筋，部分结构物完工几年后在砼面出现钢筋的影子就是这种情况；钢筋保护层过大，由于砼本身的特性，在使用过程中，受温度、外部荷载的影响，在砼表面出现大量裂纹，雨水随裂纹进入结构内部，天长日久，当裂纹延伸至钢筋附近时，同样造成钢筋锈蚀，影响结构物的使用寿命。目前，各地对钢筋保护层的要求都比较高，有些地方要求控制在±2mm,但对桥梁中部结构钢筋保护层厚度检测的合格率都比较低，究其原因不是施工单位做的不精细，对垫块的投入不够，而是钢筋笼本身的刚度不足，拿高速公路双柱墩来说，钢筋笼每2米设置一道加强箍，内部再无其它支撑结构，钢筋笼本身的刚度不够，在施工过程中，由于吊装、砼浇筑时的震动、涨力等因素导致钢筋笼变形，造成钢筋移位，保护层出现偏差。我们曾在福建省×高速公路上做过试验，将钢筋笼的加强箍缩小为1.5米，并在每个箍上设置“米”型支撑，施工过程中钢筋笼基本无变形，钢筋保护层基本合格，但这块增加成本较多，拿直径2米，高度30米的柱子来说，如此做增加成本约4000元，而该柱子的总产值只有8万元左右，要增加成本的5%，施工单位无法承受。

控制措施：

在设计时，考虑施工因素，从钢筋保护层的需要考虑钢筋笼的刚度，在设计中增加钢筋笼自身的刚度和保护层的定位设计，将这部分费用列入工程成本预算之中，或许可以很好的解决钢筋保护层的问题。

（三）预应力施工

分析：

对梁体而言，预应力的双控指标为张拉力和伸长值，张拉力要求达到设计值，伸长值达到相对应的计算长度。梁体的起拱度也是衡量张拉效果的一个重要指标，预应力施工后，如果起拱度过大，会造成桥面铺装的厚度不足，影响桥面铺装的质量，如果起拱度过小，远小于施工时预留的反拱度，造成桥面铺装过厚，增加中部结构的荷载，影响结构物的使用寿命，当桥面铺装的平均厚度超出设计值6cm后，从理论上讲，桥梁中部结构是受不了的，只能通过局部调整坡度解决，局部调坡后又必然导致局部厚度不足。梁体的起拱度与张拉时梁体砼的强度密切相关，砼的强度过低，起拱度肯定大，砼的强度过高，起拱度肯定小，有时几乎拉不起来。而砼强度的增长跟施工环境的温度、湿度、养护方式密切相关的，温度高、湿度适宜、养护到位，砼的强度增长就快，温度低、湿度不理想、养护不到位，砼的强度增长就慢，可见决定多少天达到砼张拉强度的不是人为规定，而是施工的环境温度、湿度和养护方式，如果不管这些条件，人为设置“红线”，张拉后不是拱不起来，就是拱高了。而且如果人为规定的时间过长，梁体在台座（预制）或支架（现浇）上占的时间太长，会导致施工效率低下，人员、设备闲置，大量增加施工成本，最要命的是前期规定的时间太长，影响了制梁速度，当后期发现工期不保的时候，有大量压缩张拉时间，人为制造隐患，有些地方经常这样干。

控制措施：

经过现场试验，确定达到预计起拱度的最佳张拉砼强度范围，再利用现场同等养护条件下的试件，通过试验确定达到所需要的张拉强度的时间，以这个时间指导张拉，当施工环境发生变化后，重新通过试验修订张拉时间。

三、结束语

本文根据自己多年的施工实践，对目前桥梁施工控制中几个较突出的问题提出了一些想法，希望能为今后同类工程的施工提供参考依据，由于本人水平有限，有些想法可能有不妥之处，希望读者批评指正。

参考文献:

[1]马文刚.连续刚构桥施工控制技术研究 - 基于 ANSYS 二次开发[D].石家庄铁道学院,2006.

[2]姚琳.基于施工控制的桥梁施工技术研究[J].科技创新导报,2011.