浅谈现代桥梁施工控制误区的分析及措施

浅谈现代桥梁施工控制误区的分析及措施

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摘要: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。

关键词:桥梁;控制;误区;分析;措施

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。

(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。

(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.

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