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公路施工技术论文3篇

时间:2022-12-21 16:06:50

公路施工技术论文3篇

公路施工技术论文篇1

公路桥梁工程是我国现代经济发展和科技进步的重要力量,将改扩建工作为施工中不可分割的一部分加以强化,并对其进行规范化管理,对提高桥梁的安全使用,提高桥梁承载量、延长新桥寿命、控制成本支出等具有重要的现实意义[1]。现结合某公路桥梁加固施工工程建设情况,就其施工中的相关技术规范阐述如下。

1工程概况

本工程蕉岭大桥正在维修加固,Y165线蕉岭大桥位于蕉城镇(Y165线K1+315)段,横跨石窟河,全长259.8m,主桥上部结构为5孔48.2m刚架拱,桥面宽为8.5m,设计荷载:公路II级;预计春节前可完工恢复通车。加固之家网了解到蕉岭大桥位于蕉城镇段,横跨石窟河,全长259.8m;行车道宽7m,人行道宽1.75m,其维修加固工程完成桥梁全部拱肋、横隔板增大截面,对拱上填料、侧墙、腹拱等予以更换;第一跨至第三跨右幅桥面铺装也已全面完工;全桥路缘石及栏杆底座已完成三跨。最后一跨桥面板的铺装及第一跨至第三跨左幅桥面铺装,确保在春节前完成所有工程量。拱、侧墙开裂等问题,经省公路工程质量监测中心对大桥全面检测后确认为危桥。为保证道路交通安全,县域对蕉岭大桥行全封闭维修加固,且建设进程也逐步加快。维修加固工程主要包括主拱肋、横隔板增大截面+横向预应力加固,增大截面加固,腹拱圈、拱上侧墙重做;更换拱上填料、浇筑整体式桥面板。下部结构破损露筋部位采用水下混凝土进行修补,并对水下基础进行抛填防护。重做桥面铺装,设置伸缩缝,重做两侧人行道及护栏,并设置泄水管。三牙大桥维修加固工程于今年4月19日开始施工,预计本月底完工通车。增大截面作为本次加固工程的主要内容,还需要对拱肋、横系梁加以更换;拆除重做拱上立柱;桥面板、桥面铺装和防撞护栏等予以拆除重建。

2基于工程的施工细则

2.1施工技术选择

该加固工程中,拟对桥面地基裂缝或孔隙等予以加固,并通过施工建设实践以实现相关置换、充填、挤压等施工技术选择。加大立墙截面,改三铰拱为两铰拱,增厚拱圈,更换拱腹伸缩缝等结构措施,增大截面加固(包钢、植筋加固)等先进的施工技术工法。

2.2主墩盖梁病害处理

竖向裂缝或网状裂缝病害为主墩面临的主要问题,严格施工中的规范,具体包括。(1)施工中的材料质量控制标准塑性混凝土制备环节,常采用C40或C50混凝土减水剂等作为添加剂,应用混凝土泵送。微硅粉高强混凝土、免振混凝土、密筋混凝土等。采用高强钢丝、钢绞线及高强度粗钢筋作为预应力钢材;本工程中,拟采用1860MPa低松弛预应力钢绞线,配合C50与C60混凝土。在断面上布置固定预应力钢束,确保锚点位置平弯,穿束、张拉、压浆等为其基本工序;而同时以纤维塑料、预应力筋等无粘结[5-6]。(2)施工中对混凝土的温度控制控制混凝土的配合比,严格水泥等级选择,砂石等原材料的选择。应用“补偿收缩技术”实现混凝土无缝施工。即在拆除重建施工中,为预防混凝土开裂,在混凝土中掺加膨胀剂,在钢筋和临位限制下,钢筋混凝土中建立0.2~0.7MPa预应力,抵消混凝土收缩时产生的拉应力,防止混凝土开裂,解决超长结构无缝施工及大体积混凝土温差抗裂问题。控制好不同层级的浇筑时间,做好相关养生工作,依据实际情况,针对性对公路桥梁工程予以合理的养生处理。(3)施工全过程管理拱上立柱采用钢管混凝土结构,较高的1#~4#立柱钢管截面采用φ1000×12mm,其它立柱钢管截面采用φ800×12mm,钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#~4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑,剪刀撑采用φ610×12mm钢管。横梁采用预制的预应力混凝土结构,横梁内预应力钢束分两阶段张拉,予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚,待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后,再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。横梁通过预埋的钢板及竖向预应力筋和立柱连接。基底应落在完整中风化砂岩上,基底基本承载力按1000kPa设计。拱座内预埋钢管应与主拱钢管焊成整体,以利于传递拱脚截面内力。主拱基础地质资料按《工程地质勘察报告》取用。用钢筋混凝土周边框,用钢筋混凝土周边框架增强石砌结构的力学特点架增强石砌拱上建筑结构。拱上立柱采用钢管混凝土结构,较高的1#~4#立柱钢管截面采用φ1000×12mm,其它立柱钢管截面采用φ800×12mm,钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#~4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑,剪刀撑采用φ610×12mm钢管。横梁采用预制的预应力混凝土结构,横梁内预应力钢束分两阶段张拉,予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚,待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后,再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。将桥面依桥的长度方向从桥面中央向两侧划分奇数个工作面,每个工作面的宽度为100~3000mm;首先开挖桥面中央工作面,卸载桥面铺装和拱顶填料,进行拱背清洗,座浆修复主拱圈和腹拱病害;然后立模用素混凝土回填开挖面;回填混凝土养护,使强度达到设计强度65%~75%;再依次开挖中央工作面两侧的工作面,按中央工作面施工过程和要求施工,直至所有工作面施工完毕。为保证先后浇筑混凝土的整体性,不出现施工缝,本发明所述工作面回填的素混凝土之间的连接面进行拉毛处理,按间距250~350mm布置,传力筋的直径为1~20mm,长度为150~250mm。(可多点)开挖卸载中央工作面I区域的桥面铺装和拱顶填料;清洗拱背泥土,用水泥浆修复拱圈和腹拱空洞和缺陷;沿开挖面安装简易模,用C20素混凝土回填开挖工作面,离回填面10mm高度处,按间距250~350mm布置传力筋,传力筋的直径为14mm,长度为150mm;混凝土回填环节,相关养护需满足设计强度的70%;开挖第三工作面3或第五工作面5或同时开挖,再开挖第二工作面2或第四工作面4或同时开挖,施工过程同中央工作面I的施工过程;开挖完后,拆除模板,回填混凝土的侧面拉毛,回填混凝土,完成全桥拱顶填料的换填;桥面铺装层混凝土绑扎和浇筑,并予以养护,做桥的防撞栏杆,全桥修复加固完毕。具体拱桥加固方案:拱脚截面强化上,以加强拱背,实现对桥梁的加固。而该阶段的施工中,主要以现浇混凝土为主施工工艺方法,在拱脚截面处厚度、腹拱墩处厚度分别为40cm、20cm。其中主筋、锚固钢筋的分布上,分别以纵向间距为20cm的钢筋为主筋,直径16mm、Ⅱ级钢筋,腹拱墩并锚入拱座内50cm。横向钢筋分布钢筋设置上,以间距为50cm、直径10mm、Ⅰ级钢筋。径向布置的锚固钢筋上,将其植于拱肋上面,在新老钢筋连接环节,起到强有力的加固作用。无论是施工方,还是设计方,均需结合具体的工程现场实况,严格合同要求和技术标准进行施工。从全局思维出发,确保施工工作兼具严谨性、科学性、安全性。(4)腹拱圈拆除方案施工方法:以人工方法拆除人行道、栏杆,并行对称作业,并将其运至指定地点,清理干净。依据本次工程建设实践,人工凿除桥面铺装混凝土,并能人工运至制定地点。拆除填料及空腹段侧墙,并由桥台运至制定地点。以压力灌注法为例,施工规范上,针对施工中存在的问题逐一解决。首先做好对裂缝处的表面处理:为保卡本封缝胶的粘接性能与正常固化,应保证封缝胶粘贴处的混凝土表面无灰尘、浮渣等污物,且施工温度与湿度符合胶体施工要求。另外,裂缝内部也应当保证清洁,防止灰尘过多或过于潮湿影响裂缝胶的粘接性能与固化效果。在采用压力灌注法时,应注意裂缝胶灌注效果是否满足要求。这里需要注意两点,一点是针筒注胶嘴的布置间距应为100~300mm,防止间距过大压力达不到注射要求;另一方面,要注意排气嘴的布置,封缝胶固化后,行压气试验,确保密封和通气效果满足相关要求,防止形成封闭空间影响胶液压注。

2.3环氧砂浆修补施工规范

结合该工程,出现墩台与桥台处裂缝、表面砌石松动、支撑主体不佳等问题。解决对策上,严格做好对各个结构的了解,因地制宜选择施工材料、施工设备、施工建材,制定科学的施工计划、施工工艺流程更严格和技术操作更佳。施工规范上,应在施工前做好对相关人员的培训,以满足施工各环节标准。最终,无论是施工前的半径测量,还是相关标准乃至技术规程的了解上,均需合理灌浆孔的间距,并在注浆施工开始中,做好对相关材料的疏堵。并选用性能较好的材料予以补强。

2.4灌浆工艺要求,施工技术规范

依照施工环境及其实际情况选择施工工艺,灌浆严格预应力范围标准。施工人员通过强化对工程材料质量进行控制来改善桥梁路面裂缝现象,保证工程建设使用寿命。通过制定合理化灌浆工艺方案,尽可能降低生产成本支出,保证灌浆过程连续性。桥面铺装层施工时,控制好铺装层标高。在钢筋加工场按图纸要求加工成型,调整好钢筋间距,钢筋网片绑扎成型后,按要求垫设保护层。模板支护支设好的模板应具有一定的刚度,以防浇筑时混凝土的测压力使模板变形或跑模。混凝土浇筑由施工现场的拌和系统拌制。专人养护。伸缩缝制作安装及桥面辅助设施安装;将防撞栏杆、装饰块、人行道、栏杆及照明灯柱等都属于桥面系施工范畴。桥面施工,保证预制块件质量,安装(或现浇)施工的重点是控制好线形和标高,使其协调一致。

3施工中的关键点

本次公路桥梁加固工程中,裂缝处理仅为病害治理的表面,应在杜绝裂缝的二次出现上关注要点。当由于承载力不足而产生裂缝时,还需对裂缝处理完毕的结构进行加固,采用卡本碳纤维布进行加固。分析原因,并通过解决地基沉降问题避免裂缝二次出现。必要时,在本工程建设实践中,引入碳纤维布加固的优势。人工涂胶粘贴,采用德国进口设备生产的复合材料,丝束顺直、布面平整。秉承了碳纤维高度度、高弹性模量、耐腐蚀、耐老化的优点。同时其抗拉强度能够达到3800~4000MPa,能有效应用于结构受弯加固中。为进一步提高工程建设质量,桥梁加固防水在不改变简支桥梁受力条件下为车辆提供连续、平稳的行车道。排水管式ECS连续装置特点就是排水管式ECS连续装置造价低、使用简单、运输方便、宜于存放。通过抢抓有利天气,抓紧桥梁、土方等路基收尾;完成水系沟通和路基附属工程,为封路和路面施工创造良好条件;协调推进主体与配套工程,提早做好备料和工序衔接;继续按照标准化和精细化要求,确保安全,提升质量等方法,全面推进改线工程建设任务顺利完成。

4结束语

在上述公路桥梁加固施工中,为进一步提升工程建设质量,严格施工规范,能在工程建设使用中大幅度提升其使用性能,保障施工质量满足技术要求。

作者:傅希升 单位:烟台公路工程质量监测中心

公路施工技术论文篇2

现阶段公路工程沥青路面使用率不断提升,因此我国也对公路工程施工单位提出了更高的标准和要求。对于施工单位来说,施工人员必须要采取多种施工手段来保障工程质量,确保沥青路面在投入使用后不会出现裂缝或其他问题,从而能够在极大程度提升路面强度,增强公路工程道路的使用寿命。

1公路工程质量控制的意义

1.1保证效益

公路工程沥青路面施工过程中,通过提高施工技术应用水平,强化质量控制措施,能够有效提升公路工程的使用性能,同时也能够提升公路工程交通运输的安全性,防止投入使用后不久便出现较多的病害问题,降低运维保养的次数与费用,从而控制企业的施工成本,为企业带来良好的经济效益[1]。除此之外,这也能够保证原施工计划的顺利进行,第一时间找出施工中存在的问题,并进行有针对性的解决,避免在施工操作中出现安全事故。

1.2提升质量

施工技术和质量控制是保证公路工程施工质量的重要前提。在实际施工过程中,应将各项质量控制技术手段彻底落实,通过科学合理的方法将施工技术的优势最大化发挥出来,严格把关施工质量,从多个维度入手,保障公路工程在各个领域、各个环节都能够安全运行,将安全事故发生的几率降到最低,切实有效的提升公路工程整体质量,充分发挥公路工程的实际效益与价值。

1.3延长寿命

公路工程是长期服务交通运输的城市化建设基础工程,受多年来外部环境不利因素的影响,再加上承受汽车荷载,导致公路工程沥青路面很容易出现各种病害问题,在后期维修或重建的过程中,不仅需要花费大量经济成本,而且还会影响人们的正常生活。而通过提高企业沥青路面施工技术水平,并实施严谨的质量控制手段,能够让公路工程达到较高的质量标准,可以承受长期的使用负荷,实现延长使用寿命的目的,将公路工程的建设价值最大化发挥出来[2]。

2公路工程沥青路面施工技术

2.1施工准备

在公路工程沥青路面施工前期,有必要做好充足的准备工作,包括制定施工方案、施工材料的选用、明确沥青种类、施工过程中外界的各种因素等,这些都是正式施工前的一些基本问题,所以在开展施工前应全部得到有效解决,防止在施工过程中由于某一问题没有得到解决而影响到施工进度,或者导致在施工过程中埋下不同程度的安全隐患,影响公路工程后续的使用质量。例如,对于地质薄弱的区域要选择混凝土沥青混合路面,主要是因为混凝土的抗压力较强,是一种较为结实的施工材料,避免沥青路面交工运营后,由于大型汽车碾压而产生塌陷、裂缝等现象,切实有效的延长公路工程沥青路面的使用寿命。而这项工作开展的前提需要施工前期相关人员做好充分的地质调查工作,才能够分析出科学合理的施工方法,按照既定的施工方案开展工程建设,遵循公路工程沥青路面施工特点,充分发挥因地制宜的作用[3]。又或者要将沥青搅拌的温度控制在150℃左右,搅拌的方式分为连续式和间歇式两种,现阶段应用较为普遍的是间歇式的搅拌方式,对于提高施工质量有着良好的作用。

2.2摊铺施工

在公路工程沥青路面施工过程中,摊铺机是一个应用较多的设备,大多数施工作业都需要应用机械摊铺,这对于提高施工质量和施工效率有着重要的影响。为了充分发挥这一机械设备的作用,应注重对机械设备的质量控制。例如,施工人员要合理调配摊铺机的运行速度。通常来说,摊铺机的正常运行速度为2~5m/min,然后均匀的摊铺路面。当遇到特殊路面如十字路口等,就需要施工人员手动进行填补。同时,也要利用多台机械同时进行施工,以梯队的形式进行摊铺作业(如图1所示),两台摊铺机前后的距离应控制在15m左右,两幅之间的搭接距离应是30~60m,通过试铺试压的方式来确定松铺厚度等。

2.3碾压施工

公路工程沥青路面碾压施工通常分为三个环节,分别是初压、复压和终压,主要是为了增强沥青路面的压实度,提升路面的质量。首先,要利用钢轮压路机开展初压工作(如图2所示),通过静力压实的方式,按照先低后高的顺序开展路面碾压,在沥青路面的平曲线部分则是要遵循由内向外的碾压原则。其次,在复压时要选用振动压路机或轮胎压路机,具体要根据骨料的形式选择不同的机械设备,若是骨料较多,则是要利用振动压路机,而密实度较高的沥青则是利用轮胎压路机[4]。最后,终压环节要选用钢筒式压路机,遵循“紧跟、慢压”的施工原则,合理的将碾压速度控制在1~3km/h,最高不可以超过5km/h,不然就需要提升碾压次数来保障沥青路面的压实度。为了防止出现遗漏或重复碾压等问题,施工人员在碾压过程中也要做好标注工作,从而有效提升公路工程沥青路面的施工效率。

3公路工程沥青路面质量控制策略

3.1合理选用施工材料

在公路工程沥青路面施工过程中,施工材料的选用质量将会直接影响到后续的施工质量。因此,为了能够有效提升公路工程沥青路面施工质量,就必须要加强对施工材料的选用与管理。在选择施工材料时,相关人员必须要考虑到成品材料或半成品材料是否达标的情况,应先对其进行试验检测工作,然后再判断材料的优劣程度。同时,管理人员还应严格按照施工材料的各项指标开展检测工作,利用先进的技术和仪器来判断沥青的质量,只有这样才能够确保施工材料能够达到公路工程的施工标准和要求。采购人员要具备高度的责任意识和安全意识,并积极配合试验检测人员的工作,随机抽检选用的施工材料,若是发现质量不过关、不达标的材料要拒绝进入现场[5]。只有保证施工材料同时具备出厂证、合格证和检验证,并通过检测后发现没有质量问题时,才能够真正投入使用。除此之外,也要尽量选取一下性价比最高的施工材料,这样才能够节约施工成本,保证质量效益和施工效益同时得到提升。

3.2提高机械设备养护水平

在公路工程沥青路面施工过程中,机械设备所发挥的作用是无可替代的,机械设备的运行性能也会在一定程度上影响沥青路面的施工质量。例如,若是压路机出现故障时没有及时发现,那么开展碾压工作时就会出现不均匀、遗漏等问题,这时就需要重新进行施工,不仅会耽误施工进度,同时也会对施工企业带来一定的经济损失。因此,在施工中,相关人员必须要及时检查机械设备的运行状态,确保机械设备能够时刻处于功能齐全、性能稳定的运行状态下。同时,施工人员还要做好对机械设备的日常巡检与保养,施工完成后,就要对设备进行全面的检查,避免由于一些小的故障隐患最终引起较大的故障问题,影响沥青路面施工工作顺利开展。

3.3做好混合料质量控制

混合料的质量控制将会直接影响沥青面层的施工质量,所以相关人员对沥青混合料的质量控制工作也要予以足够重视。例如,要及时检查沥青混合料各个组成材料的性能,以实验室送检或进场检查的方式,同时也要重点检查材料规格、性能以及质量证明文件等,确保沥青混合料能够得到科学的配比。

3.4应用先进的检测技术

随着我国社会经济不断发展,先进的工程检测技术层出不穷。在开展公路工程沥青路面施工工作时,利用先进的工程检测技术能够在一定程度上提升质量控制工作的效率的质量,最大化发挥工程检测的价值与作用,保障公路工程沥青路面的整体质量。现阶段,公路工程沥青路面检测工作中广泛利用实时动态检测技术,通过这一技术能够及时、全面的掌握公路工程沥青路面的动态损伤情况,从而进行深入的分析,研究出有针对性的解决措施。虽然目前公路工程沥青路面检测可应用的技术非常多,但在利用时也要充分了解实际施工情况,如果检测技术应用的不科学、不合理,也会严重影响工程检测的结果,最终出现不同程度的问题。因此,在开展公路工程沥青路面检测工作时,不仅要利用先进的工程检测技术,并且还要结合实际情况选择合理的检测技术,这样才能够切实有效的提升公路工程沥青路面的稳定性和安全性。公路工程是一项庞大的项目,由于道路沥青路面较长,并且具有复杂的施工特点,所以为了公路工程沥青路面的质量,可以运用跟踪检测的方法,公路工程沥青路面的每一项分项工程都要按其相对应的施工标准严格检测。由于路面检测工作的任务量较大,可以将其作为重点检测工作,切实有效的提升公路工程整体质量。此外,在公路工程竣工后,可以利用相关的仪器设备做好试验检测工作,按照相关的标准和规定,对公路工程沥青路面开展最后的检测工作,这是整个工程的收尾阶段,也是最重要的一个阶段。在检测过程中,若是发现质量问题要及时向上级部门反映,通过各部门之间的沟通和协调共同探讨出解决的办法。对一些掩盖工程质量瑕疵的人员和不按照实际情况汇报的人员加大惩罚力度。同时,上级部门还要对市政道路的压实度、厚度和沥青用量进行监督管理,确保试验检测数据的准确性。只有将施工前、施工过程和工程完工所有环节全部按质按量的完成,才能从根本上提升公路工程沥青路面的整体质量和后期的使用效果。

3.5健全沥青路面质量控制体系

公路工程沥青路面质量控制工作中,保证道路结构的均匀性也是非常重要的,其发挥着衡量路基面压实效果的作用,路基结构层内体板作用的大小与后续公路工程投入使用的稳定性有着直接的关联,由于土质本身不具备水的抗腐蚀作用,所以就要严格控制沥青路面的板体性以及压实度。因此,建立健全的沥青路面质量控制体系就很有必要。相关工作人员为了提高公路工程沥青路面的施工质量,应最大程度规避质量管理工作中容易出现的疏忽问题,同时,在工程施工过程中,对项目的管理人员、施工人员、监理人员和设计人员进行质量登记,明确责任主体,并将责任划分到个人,切实将质量责任落到实处。参与建设的相关单位还应设计系统的施工方案,确保在施工前能够预防突发事故,在施工过程中能控制施工质量,在施工完成后能总结施工经验,从而不断完善路面质量控制体系,切实有效的提高公路工程沥青路面的施工质量与效率。

4结束语

总而言之,公路工程是城市化建设发展过程中的一项基础设施,其施工质量将会直接影响人们的生活水平与社会的发展水平,因此,有必要加强公路工程的质量控制。为了能够有效提高公路工程的施工质量,相关人员就必须要重视沥青路面施工工作,不断提高施工技术应用水平,并通过科学有效的措施做好质量控制工作,如合理选用施工材料、加强对机械设备的维护、做好沥青混合料的控制工作等,只有这样才能够满足公路工程沥青路面施工的具体要求,提高施工单位的建设水平,为人们安全出行奠定良好的基础。

作者:徐全威 单位:苏交科集团股份有限公司

公路施工技术论文篇3

在高速公路建设过程中,要跨越多种障碍,如河流、既有线路等,此时就需要通过建设桥梁来满足交通需要,高速公路桥梁建设施工难度大、周期长,尤其是跨越河流的桥梁建设,梁体的下部结构需要在河流中建设完成,为实现在水中进行承台作业,多采取钢板桩围堰施工技术,而此技术施工难度大、质量要求高,为保证其施工安全,应加强对高速公路钢板桩围堰施工技术的应用分析。

1工程概况

某高速公路工程路线全长为25.3km,工程位于我国沿海地区,公路修建过程中需要横跨1处大江,拟修建一座桥梁,该桥梁的总长度为1.2km,采用双向4车道形式,桥梁的上部结构为预应力混凝土连续箱梁,下部结构为承台和钻孔灌注桩基础,其中承台设计为矩形结构,由于工程桥梁需跨越大江施工,且桥梁下部结构主要位于江面以下,为确保桥梁的施工质量,施工单位在承台建设时需进行围堰作业,以营造良好的是施工环境,基于此,本文对该高速公路桥梁工程围堰施工技术进行分析。

2钢板桩围堰施工技术

2.1围堰施工方案选择

2.1.1土石围堰

土石围堰施工方案是利用土石材料对工程施工区域进行围筑,该方案优点是可以充分利用当地的土石材料,施工工艺较为简单,且对基础具有较强的适应性,缺点是为保证土石材料的性能,需要向其中掺加大量的水泥及石灰等材料。较大的块石填筑前需要清洗干净,土石填筑中利用的车辆及船只较多,会对周围环境造成不良影响。土石围堰在水下难以有效压实,需要工期较长,不利于控制工程进度。土石围堰要采用大量的土石材料,在围堰施工后还需要对其进行清理,增加了施工成本。

2.1.2钢板桩围堰

钢板桩围堰施工方案是利用截面为U形的钢板桩,通过钢板桩上的锁口连接在一起,形成钢板墙,实现对施工区域的围筑作业,该方案的优点是材料强度高、密封性能好,能起到很好的防水效果,同时可以随意变换钢板桩组合形式,较为灵活。采用的钢板桩材料在施工结束后,可以直接拔出,施工后能再次利用,可节省工程成本。钢板桩围堰施工需要的设备较少,施工人员较少,能有效控制施工进度,缺点是钢板桩围堰施工技术难度较土石围堰大,需要施工人员具有专业的施工技术[1]。

2.1.3方案比选及设计

通过对两种围堰施工方案各方面的比对,同时结合工程实际情况,最终决定采取钢板桩围堰方案开展施工。针对工程临近岸边位置施工时,采用12m的钢板桩材料,深水区则采用15m长的钢板桩材料,施工前需要在其搭设施工平台,以便于各类机械入场作业。目前,钢板桩围堰施工中常用的钢栈桥作为施工平台,本工程也采取此类平台,待施工平台搭建完成后,再准备施工中采用的钢板桩、机械设备等,然后进行钢板桩插打作业。

2.2施工平台搭设

(1)依据施工设计方案,本工程钢板桩围堰的施工平台采用钢栈桥结构,主要用于施工材料运输及机械、车辆行驶。其中钢栈桥结构是由钢管桩墩台、贝雷梁结构构成,搭设于水面之上,搭设完成后会承受材料、设备的荷载,同时会受到外界风力和水流的冲刷。因此,为确保搭设完成后施工平台的稳定性,在钢栈桥搭设前建立了MIDAS/CIVIL三维有限元分析模型,通过计算机对其受力进行验算分析。经过对模型的分析得知,本次搭设的钢栈桥强度、刚度及稳定性符合施工要求,可以确保施工人员及机械的安全。(2)钢栈桥施工平台采取钓鱼法进行搭设施工,即先利用重50t的履带吊车从岸边位置向前推进施工,并利用3.8t重的DZ90型振动锤进行钢管桩打入施工,振动锤的施工半径为15m,可以满足施工需要。在钢管桩振动下沉过程中,应随时观测其垂直度及桩体位置,如出现偏差及时调整,在沉桩入土深度为5cm以内时表示打桩完成,此时利用吊车安装钢栈桥的上部结构以及贝雷梁结构,安装过程中需利用螺栓将贝雷梁与工字钢固定在一起,待整个钢栈桥面焊接固定完成后,再架设水管、电缆以及栏杆等配件[2]。

2.3钢板桩的选用

(1)本工程采用拉森钢板桩施工,此类钢板桩为小锁口形式,其止水性能较强,每根钢板桩的宽度为40cm,重量为760kg/m。结合工程施工方案要求,采用的钢板桩长度分为2个等级,分别为12m长和15m长。所有的钢板桩材料由加工厂制作完成,再运输至施工现场短暂存储并插打施工。在钢板桩材料入场前需要进行抽检,经检测后其性能应满足桩体的垂直度偏差小于1%,桩身弯曲度偏差小于2%L,锁口应通过实验检测,如存在不合格的钢板桩不得入场,受损严重的不得使用。入场后的钢板桩按照型号、规格分类存放于施工区域内,并安排专人负责管理,在后续钢板桩运输、堆放中应避免发生碰撞。(2)钢板桩材料使用前,要在施工场地内进行必要的处理,先将桩尖位置的凹槽底口封闭,再在座扣位置涂抹适量的黄油配置物,减少钢板桩锁口处的摩擦及渗漏。黄油配置物由黄油、干膨润土及干锯末组成,其比例为5∶5∶3。针对钢板桩转角位置还要设置90°的转角桩,以便于形成密闭环境。此外,为保证钢板桩的垂直度,在准备钢板桩材料时还需要设置导向架,采用的材料主要为型钢,导向架入场后利用焊接的方式固定于施工平台上,焊接后再明确标记出各片钢板桩的界限及位置[3]。

2.4施工机械选型

(1)钢板桩围堰施工前需要制定施工方案,确定合理的施工机械设备及配套的工具,本工程钢板桩围堰施工利用的机械主要包括振动锤和吊机。其中振动锤具有一定的重量以及激振力,作用于钢板桩时能够将其插打入地基中,吊机可以将钢板桩材料吊放至施工现场,并控制桩体的垂直度。在选取机械类型时,应结合需要插打的钢板参数、插打时地基的土质条件、施工速度要求、噪音要求以及施工现场的交通情况等多种因素选择。(2)结合工程要求及实际情况,本次施工采用DZJ120A型号的振动锤,经过对该振动锤的试验分析及受力计算,机械的性能符合施工的实际要求,采用的起吊机械为QUY50型履带吊机。该吊机的起吊半径为15m,最大的起吊重量为15t,经过对钢板桩实际重量的计算完全符合施工要求。在机械选择完成后,为保证机械的使用性能,可组织进行试验施工,通过试验结果确定机械施工中的相关参数,并验证机械的性能,经验证合格后,在施工前安排专人对机械的定期检查保养工作[4]。

2.5钢板桩插打施工

2.5.1插打顺序

在施工平台搭建完成且材料、机械准备就位后,即可开始钢板桩插打施工。钢板桩插打的顺序对施工质量存在直接地影响,经过多场地的实际勘察后得知,本工程钢板桩插打沿着顺水流方向作业,合龙段选择在下游某一侧的转角位置。为节省施工周期,钢板桩插打施工与水下钻孔灌注桩作业可同步进行,但施工中需遵循相关的原则。其中,钢板桩边桩的插打应位于钻孔灌注桩之后,施工时钢板桩与孔位的距离应不小于10m,施工过程中应实时监测,以避免造成塌孔的事故。

2.5.2插打方法

(1)确定插打顺序后正式开始施工,本项目钢板桩插打采用DZJ120A振动锤进行,该机械的最大振动力为725kN。插打时先采用振动锤夹紧钢板桩的一端,并沿着桩端方向将其向下推,整个插打过程中,需要注意检查夹板是否紧固在钢板桩上,机械的液压装置是否正常工作,如不存在异常问题则保持振动锤机械的性能,利用机械振动锤击的方式将钢板桩插打入设计的深度,整个钢板桩插打过程中采取逐根插打,并边插打边纠正,直至最后合龙完成为止[5]。(2)在钢板桩插打过程中,第一片钢板桩是整个施工的起点,其施工质量会影响到其余钢板桩的施工质量,因此必须保证其垂直度,避免垂直度偏差超过1%。钢板桩的插打深度应满足设计要求,如插打过程中钢板桩还未达到设计深度,但出现了难以插打的现象,此时应立即停止插打,并检查钢板桩是否存在损坏,或者下方是否存在障碍物,排除问题之后再插打施工。

2.5.3钢板桩合龙

当钢板桩插打至最后5片时,应采用先插后打的施工方式。即先将钢板桩插入地基中,插入的深度保持钢板桩自身的稳定即可,此时由技术人员对钢板桩连接的密实性进行调整,待调整结束后再插打施工完成合龙。如在钢板桩调整结束后,无法实现钢板桩合龙作业时,可采取道链对拉的方法强行合龙钢板桩,但在合龙前应根据合龙口的实际情况选择对拉方式。如合龙口上下尺寸都偏大,则应采取利用道链相向对拉的方式;如合龙口上下尺寸都偏小,则应采取道链反向对拉的方式;如合龙口上尺寸偏大,下尺寸偏小,则应采取上部相向对拉下部反向对拉的方式,反之则对拉方式相反。如经过道链对拉后仍无法合龙,则需要采取异型钢板桩合龙作业。

2.6支撑系统安装

(1)所有钢板桩插打施工完成后,应结合施工方案要求将围堰内的水和淤泥全部抽出,并做好围堰内部的支撑系统,避免因外部水的压力造成围堰变形或坍塌。围堰中的水和泥浆采用机械抽取完成,围堰的内部支撑系统主要由围檩和支撑杆组成,在设置支撑系统时伴随着开挖深度自上而下逐层设置,每层的支撑结构均采用焊接的方式完成。安装时先测定各个构件的平面位置,并控制好其高程,然后结合测定结果将其安装于一个平面,焊接时为保证内支撑与钢板桩的良好接触,宜采用加劲板满焊的施工方法[6]。(2)围堰内部支撑系统施工过程中,应加强对钢板桩位移、桩身变形及内支撑受力的分析与检测,一旦发现存在异常情况,应及时向主管部门汇报问题,并及时疏散施工人员,避免发生安全事故。如检测过程中发现钢板桩锁扣位置存在漏水情况,则施工人员可在围堰外侧利用木屑、砂堵塞漏水处,并在围堰内利用板条、棉絮将缝隙填充密实,如漏水情况十分严重,则应在钢板桩外侧设置止水布,从而形成止水帷幕。

2.7水下封底施工

钢板桩围堰结构内的水和淤泥清理至坑底标高后,本工程拟采用水泥混凝土封底的方式增加地基的稳定性。在封底施工前应先将基础表面清理干净,并实现初步整平,然后再利用小导管灌注混凝土。本次封底施工采用C30混凝土,封底厚度设计为1.2m,混凝土的坍落度宜控制在180~200mm,灌注混凝土采用的小导管直径为300mm,导管口与坑底距离为20~30cm,主要布置于基坑四个角落位置。在灌注混凝土施工时利用天泵压入,首批混凝土灌注后小导管的埋深应不小于0.6m,待封底混凝土全部浇筑完成后,停止天泵作业,并对混凝土进行为期7~14d的养护作业[7]。

2.8钢板桩拔除

混凝土养护至设计强度后组织桥梁墩台施工,待墩台及墩身全部浇筑养护完成后,即可拔除钢板桩围堰。其围堰的拔出顺序为先拆除内部的支撑系统,支撑拆除顺序由下至上,待内部支撑拆除完成后向围堰中引水,主要目的是平衡外部水带来的压力,引水的高度应比外界水面高出10~15cm,引水完成后即可拔除钢板桩,其拔除的顺序与打桩顺序相反,先拔除下游一侧转角,拔除时应先松动钢板桩,并轻微拔高1~2m,然后再全部拔除。经拔除后的钢板桩应及时清洗干净,并检查其变形情况,如经检查整体结构良好则涂刷油脂后运至存放区分类存储。

3结语

综上所述,在高速公路桥梁施工过程中,采取钢板桩围堰施工技术能够为承台作业提供广阔空间,其施工环境安全性及桥梁下部结构的质量可以得到保证。因此,为确保钢板桩围堰的施工效果,施工单位在施工中应把握其施工要点,施工前制定详细的施工方案,施工中做好方案的落实工作,并安排专人对施工过程进行监控,以保证钢板桩围堰施工的安全,保障整个高速公路工程的施工质量。

参考文献:

[1]蒋政文.桥梁水中墩钢板桩围堰施工技术分析[J].建材与装饰,2017(36):259-260.

[2]陈小玉.浅谈桥梁水中墩钢板桩围堰施工技术[J].建筑工程技术与设计,2017(17):1506.

[3]刘理汉.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2021(4):154-157.

[4]张赟.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].运输经理世界,2021(2):73-74.

[5]杨泉勇.水下嵌岩钢板桩围堰设计施工研究[J].四川水泥,2020(10):133-135.

[6]单龙.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].商品与质量,2020(10):200-201.

[7]麦年飞.深基坑钢板桩围堰设计分析[J].公路与汽运,2015(5):159-162.

作者:陈泽锋 单位:邢台路桥千山桥梁构件有限责任公司