現代橋梁施工控制誤區的分析及措施

劉全貴

【摘要】目前，橋梁工程在工程建設中已經占有很大比重，在橋梁施工中，隨著大型機械設備、先進的測量、檢測儀器的使用，施工工藝的不斷改進、提高，橋梁施工的控制越來越好，甚至趨于完美，但在一些施工過程控制中還存在一些誤區，本文就橋梁鉆孔樁的孔徑、泥漿控制，中部結構鋼筋保護層控制，預應力施工控制方面存在的誤區做了一些分析，提出了措施。

【關鍵詞】 橋梁；控制；誤區；分析；措施

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A

引言

隨著我國公路、鐵路建設的高速發展，工程建設逐步向山區、地形復雜地段延伸，受地形條件限制，橋隧比例逐步上升，有些山嶺工程的橋隧比例甚至達到90%以上，橋梁工程在工程建設領域的比例越來越大，可以說每個山嶺項目都會有橋梁存在。目前，各方面對橋梁施工的控制越來越重視，有些地方規定了嚴格的控制標準，有些地方設置了控制“紅線”，有些標準和“紅線”對提高工程質量和施工效率起到了積極作用，但有些也起了相反作用，本文就橋梁施工控制過程中的一些誤區提出自己的看法。

一、橋梁施工過程控制的誤區

（一）鉆孔樁

對大部分山嶺項目而言，鉆孔樁的設計有嵌巖要求，鉆孔樁的施工都選擇沖擊鉆成孔，沖擊鉆成孔施工技術已經比較成熟，但存在以下兩個控制誤區：孔徑和泥漿

（1）孔徑

施工過程中一錐到底，部分地層擴孔較大，造成砼超量嚴重，成本失控。

（2）泥漿

對泥漿的質量對成樁質量的影響認識不夠，導致泥漿配比隨意，樁孔灌注前，對泥漿的質量檢測不嚴或不檢測，導致成樁后樁基檢測出現大量的Ⅱ類樁，甚至是事故樁。

（二）橋梁中部結構的鋼筋保護層

隨著大型機械設備、先進的測量、檢測儀器的使用，施工工藝的不斷改進、提高，橋梁中部結構施工過程中從平面位置、垂直度、強度、外觀質量等的控制越來越好，甚至趨于完美，但在鋼筋保護層的控制上比較差，大部分橋梁中部結構的鋼筋保護層厚度合格率不超過50%，有些甚至是零。

鋼筋保護層作為鋼筋砼結構的一個重要指標，直接影響著結構物的使用壽命，雖然現場對鋼筋保護層的要求很高，有些省份的高速公路要求正負誤差不超過2mm，并且制定了嚴格的、幅度較大的獎懲措施，施工單位也在這方面挖空心思，花了一定的血本，但控制效果也不理想，合格率最終也沒超過50%。究其原因是因為設計時只對保護層做了要求，沒有針對保護層嚴格定位的相關設計，由于鋼筋籠自身剛度不夠，籠體制作、定位特別準確，但在砼澆筑過程中籠體的鋼筋局部變形，導致保護層偏移。因此，要從設計角度出發解決鋼筋的保護層，僅從施工角度控制是一個誤區。

（三）預應力施工

預應力在工程建設領域越來越廣泛的應用，但在預應力的張拉時間的確定上，有些地方設置了張拉時間紅線，有些地方用《標準化施工指南》將張拉時間統一設定為10天，有些甚至設置為14天，而且不分季節，不管溫度高低。張拉時間的選擇跟起拱度的需要有關，起拱度大小跟砼強度有關，強度的增長時間跟養護的環境條件（溫度、濕度等）有關，因此，張拉時間的選擇應該是通過相關試驗由砼自己說了算，而不是由“紅線”、“指南”說了算，人為設置紅線本身就是一個誤區。

二、對誤區的分析及控制措施

（一）鉆孔樁

1、孔徑控制

分析：

孔樁的深度幾十米，要穿越不同的地層，對同樣的錐徑而言，對不同地層形成的孔徑是不一樣的，如果整個鉆孔過程中使用同樣的錐徑，在一種地層中保證了設計樁徑，在同一個孔樁的其它地層中可能造成擴孔，造成砼超量，嚴重時超量可以達到20%以上。

控制措施：

如果要求現場備用不同直徑的多個錐也是不現實的，而且有可能成本會更高，我們的做法是:進場的錐徑比設計樁徑小10cm，進場后，根據2～3根樁找出各種地層的擴孔情況，根據不同的擴孔情況，現場采用焊接加大錐徑的辦法控制擴孔，加錐材料采用錳合金鋼或鋼軌。根據各種地層的擴孔情況，在錐邊加焊不同尺寸的錳合金鋼板以滿足孔徑的要求，同時盡量減少擴孔，以控制砼的超量。利用這種方法，福建×高速公路項目約200根樁，砼的平均超量控制在了5%以內，控制效果比較理想。

2、泥漿

分析：

泥漿的作用是護壁，隨清孔排出鉆渣，在樁孔鉆進過程中泥漿的濃度很大，在樁孔灌注前，通過反復清孔使泥漿濃度達到理想的灌樁要求，泥漿質量的好壞對成樁質量的好壞影響較大；泥漿過清，灌樁時因阻力不夠，砼下的過快，導致砼離析，造成粗骨料出現在樁周圍，細骨料在中間的情況，樁徑越大，這種現象越明顯，直徑超過2米的樁很容易出現以上情況，成樁后檢測不是Ⅱ類樁就是事故樁；泥漿過濃，沉淀會很快，大量沉淀導致砼灌注時阻力加大，大到一定程度時，就會堵管造成斷樁事故。

另外，如果鉆孔地層中含有特殊物質，也會對泥漿造成影響，對泥漿有特殊要求，如：在西漢高速公路×標段，在前2根樁灌注時均出現了斷樁事故，我們立即停工分析，最后發現，橋梁樁基范圍內的地質為卷云母石英片巖，由于云母的輕物質特性，清孔時，由于對泥漿的擾動，云母成片狀懸浮于泥漿中，無法將其清出，灌樁時，由于泥漿靜止，石英片巖小顆粒遇見片狀云母后附著在其表面，緩慢下沉，下沉過程中與下部的云母纏繞成團，越往下團越大，重量越大，下沉速度加快，經現場實測，在灌樁過程中，30min沉淀物的厚度可以達到2米以上，沉淀物厚度大，云母團纏繞在一起形成較大的云母球，其重量超過了灌樁時向上的推力，這是引起斷樁的主要因素，針對這種情況，我們經過反復試驗，最后發現，在泥漿中加0.3%～0.5%的水泥，以適當的增加泥漿的濃度，保證泥漿的穩定性，對云母團行程有效的托舉，減緩其下沉速度，經現場實測30min沉淀物的厚度可以控制在10cm以內，很好的解決了云母片巖的快速沉降問題，在以后的樁基施工中再也沒有發生斷樁事故

控制措施：

要充分認識對泥漿濃度、沉降厚度及其關系試驗檢測的重要性，在樁孔灌注前，經過反復檢測泥漿的濃度和沉降厚度及其關系，灌樁時做好灌注記錄，通過1～2根樁找出最佳的成樁泥漿濃度，灌注1～2根樁時，先檢測，合格后再灌樁，這樣會有效的避免事故樁和Ⅱ類樁，即使出現Ⅱ類樁也只有2根，不會出現大批的Ⅱ類樁，當地層地質發生變化時，重新進過試驗選擇泥漿，找出規律。

（二）橋梁中部結構鋼筋保護層

分析：

保護層作為鋼筋砼結構的一個重要指標，直接影響著結構物的使用壽命。保護層過小，水由砼滲入腐蝕鋼筋，部分結構物完工幾年后在砼面出現鋼筋的影子就是這種情況；鋼筋保護層過大，由于砼本身的特性，在使用過程中，受溫度、外部荷載的影響，在砼表面出現大量裂紋，雨水隨裂紋進入結構內部，天長日久，當裂紋延伸至鋼筋附近時，同樣造成鋼筋銹蝕，影響結構物的使用壽命。目前，各地對鋼筋保護層的要求都比較高，有些地方要求控制在±2mm,但對橋梁中部結構鋼筋保護層厚度檢測的合格率都比較低，究其原因不是施工單位做的不精細，對墊塊的投入不夠，而是鋼筋籠本身的剛度不足，拿高速公路雙柱墩來說，鋼筋籠每2米設置一道加強箍，內部再無其它支撐結構，鋼筋籠本身的剛度不夠，在施工過程中，由于吊裝、砼澆筑時的震動、漲力等因素導致鋼筋籠變形，造成鋼筋移位，保護層出現偏差。我們曾在福建省×高速公路上做過試驗，將鋼筋籠的加強箍縮小為1.5米，并在每個箍上設置“米”型支撐，施工過程中鋼筋籠基本無變形，鋼筋保護層基本合格，但這塊增加成本較多，拿直徑2米，高度30米的柱子來說，如此做增加成本約4000元，而該柱子的總產值只有8萬元左右，要增加成本的5%，施工單位無法承受。

控制措施：

在設計時，考慮施工因素，從鋼筋保護層的需要考慮鋼筋籠的剛度，在設計中增加鋼筋籠自身的剛度和保護層的定位設計，將這部分費用列入工程成本預算之中，或許可以很好的解決鋼筋保護層的問題。

（三）預應力施工

分析：

對梁體而言，預應力的雙控指標為張拉力和伸長值，張拉力要求達到設計值，伸長值達到相對應的計算長度。梁體的起拱度也是衡量張拉效果的一個重要指標，預應力施工后，如果起拱度過大，會造成橋面鋪裝的厚度不足，影響橋面鋪裝的質量，如果起拱度過小，遠小于施工時預留的反拱度，造成橋面鋪裝過厚，增加中部結構的荷載，影響結構物的使用壽命，當橋面鋪裝的平均厚度超出設計值6cm后，從理論上講，橋梁中部結構是受不了的，只能通過局部調整坡度解決，局部調坡后又必然導致局部厚度不足。梁體的起拱度與張拉時梁體砼的強度密切相關，砼的強度過低，起拱度肯定大，砼的強度過高，起拱度肯定小，有時幾乎拉不起來。而砼強度的增長跟施工環境的溫度、濕度、養護方式密切相關的，溫度高、濕度適宜、養護到位，砼的強度增長就快，溫度低、濕度不理想、養護不到位，砼的強度增長就慢，可見決定多少天達到砼張拉強度的不是人為規定，而是施工的環境溫度、濕度和養護方式，如果不管這些條件，人為設置“紅線”，張拉后不是拱不起來，就是拱高了。而且如果人為規定的時間過長，梁體在臺座（預制）或支架（現澆）上占的時間太長，會導致施工效率低下，人員、設備閑置，大量增加施工成本，最要命的是前期規定的時間太長，影響了制梁速度，當后期發現工期不保的時候，有大量壓縮張拉時間，人為制造隱患，有些地方經常這樣干。

控制措施：

經過現場試驗，確定達到預計起拱度的最佳張拉砼強度范圍，再利用現場同等養護條件下的試件，通過試驗確定達到所需要的張拉強度的時間，以這個時間指導張拉，當施工環境發生變化后，重新通過試驗修訂張拉時間。

三、結束語

本文根據自己多年的施工實踐，對目前橋梁施工控制中幾個較突出的問題提出了一些想法，希望能為今后同類工程的施工提供參考依據，由于本人水平有限，有些想法可能有不妥之處，希望讀者批評指正。

參考文獻:

[1]馬文剛.連續剛構橋施工控制技術研究 - 基于 ANSYS 二次開發[D].石家莊鐵道學院,2006.

[2]姚琳.基于施工控制的橋梁施工技術研究[J].科技創新導報,2011.