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摘要:結合實際案例,探討了公路橋梁下部結構和基礎結構的環保以及施工技術,希望可以提高公路橋梁的施工質量和安全。
關鍵詞:公路橋梁;下部結構與基礎;環保設計
1橋梁概況
某橋梁全長526m,橋面坡度設計為1.2%。橋梁設計行車速度為100km/h,橋梁為雙向6車道,設計安全等級為一級。橋面總寬度為42m,護欄(0.5m)+行車道(19.5m)+護欄(0.5m)+間隔帶(1m)+(0.5m)+行車道(19.5m)+護欄(0.5m)。經過勘察,橋梁施工位于山區,施工周圍地形復雜,植被茂密,線路縱坡比較多,施工過程中,可能對周圍的環境造成影響。因此在設計的時候,必須嚴格按照破壞最小、恢復最多的原則進行環保設計,確保橋梁設計可以保護自然、恢復生態環境的效果。橋梁的主墩和過渡墩采用薄壁墩,橋梁基礎采用鉆孔灌注樁。
2橋梁下部結構設計
2.1橋墩設計
橋梁下部結構設計為分離式路基,為了降低施工成本,橋墩采用圓柱橋墩,減少開挖土方量。圓柱橋墩承受著橋梁上部結構的荷載和車輛荷載。由于橋梁施工現場地形結構復雜,淺層存在軟弱土層,在施工前,需要將軟土進行處理,用換填法和強夯法,將軟土挖出來,填上強度比較大的砂土,用強夯法將其夯實達到施工的強度標準才能施工。34#~36#主橋墩設計為混凝土橋墩,橋墩厚度為4.5m,橫向寬度為8m,縱向寬度為4.5m,并設計8根2.4m鉆孔灌注樁。由于橋頭位置地勢比較陡峭,采用圓柱橋墩,需要開挖大量的土方,因此,將其設計為柱式橋墩。
2.2橋臺設計
由于施工區域地形復雜,為了將路基下檔與橋臺進行承接,將其設計為U型橋臺。橋面總寬度為42m,橋臺分幅設計,每一個橋臺寬22m,高24m。考慮到地基基礎的持力層穩定性能不好,承載力比較低,為了減少邊坡開挖,部分橋臺基礎為承臺樁基礎,承臺基礎為兩層臺階式鋼筋混凝土基礎,基礎頂面距離地面的距離為0.2m,每一層的厚度為0.95m,上層平面尺寸為6.48m×21.7m,下層平面尺寸為6.86m×22.4m。
2.3雨水處理系統設計
公路橋梁運行環境復雜,車輛運輸過程中可能將重金屬、碳氫化合物等物品殘留在橋面,雨水天氣將順著橋面直接流入到排水溝或者周圍的溪流,造成嚴重的水污染。因此,需要設置雨水收集以及處理系統,將橋面徑流雨水收集并進行處理。雨水處理系統包括橋面泄水孔、格柵蓋、三通管、橋下的PVC管道以及橋墩豎直管道。橋面的雨水通過橫坡直接匯聚到橋外,通過泄水孔、三通管進入到橋下的三通管道進入到橋下PVC管道,經過路面截水溝過濾,最終進入到環保處理池,對雨水進行沉底、隔離處理,直到符合標準后,才能排放到河流。
3橋梁下部結構和基礎施工
3.1橋梁樁基施工要點
橋梁下部采用圓柱橋墩和鉆孔混凝土灌注樁,其中圓柱橋墩的施工方法比較簡單,本文主要探討鉆孔灌注樁施工。鉆孔灌注樁施工流程如下:測量放樣—→埋設護筒—→配置泥漿—→鉆孔—→成孔及清孔—→制作鋼筋籠—→第二次清孔—→灌注混凝土。在施工過程中,必須嚴格遵守鉆孔混凝土灌注樁的施工工藝流程。埋設護筒的時候,必須將護筒中心線與樁基中心線重合,其平面誤差不能超過50mm,傾斜度小于1%。鉆孔是鉆孔灌注樁施工的重點,直接關系到成孔質量。在鉆孔過程中,開始鉆進的速度較慢。直到鉆頭全部進入土層后才能加速鉆孔。在鉆進過程中,還要及時校整鉆孔的垂直度,防止鉆機出現傾斜現象。遇到堅硬巖石或者孤石,立即停止鉆進,評估后采用合適的方法鉆進。鉆孔深度達到設計的要求后,需要對孔深、孔徑、垂直度進行檢查,檢查合格后需要進行清孔。灌注樁需要進行二次清孔,第一次清孔是鉆孔成型后,需要及時將孔內的砂漿清出來,可以利用鉆頭將砂漿帶出來一部分,采用正循環旋轉鉆機或者反旋轉真空吸泥機進行清孔。清孔結束后,需要檢查孔底的沉渣情況。第二次清孔是在灌注混凝土前,以免影響到混凝土樁的質量。由于灌注樁比較長,將其分段制作鋼筋籠,鋼筋籠制作后,采用吊裝的方式將其吊放到孔洞中,在吊放的時候,需要對準孔洞保持垂直,避免下放過程中碰到孔壁,導致孔洞倒塌,鋼筋籠無法下放。鋼筋籠吊放到預定位置后,用鋼絲繩將其固定下來,防止鋼筋籠出現上浮現象。鋼筋籠下放成功后才能安放導管和清孔。混凝土通過導管進行灌注,灌注需要一次完成,中間不能停止,否則混凝土容易出現斷樁現象,導致混凝土灌注樁質量不合格,當導管混凝土灌注到設計標高,停止灌注混凝土,并開始將導管拆除。
3.2橋梁承臺施工
承臺施工前,按照設計圖紙進行測量,確定承臺的邊線和中心線,并做好主筋的位置。鋼筋加工制作后運輸到現場后進行綁扎,必須滿足相同斷面鋼筋接頭的相關要求。按照承臺施工要求,安裝模板,橋梁承臺面積比較大,采用分層澆筑方式,模板支撐結構必須達到混凝土澆筑的要求。確定模板支撐結構、預埋件合格后,才能澆筑混凝土。由于承臺的高度比較大,需要采用串筒以及溜槽進行澆筑,以免造成混凝土材料散落。混凝土采用連續澆筑,澆筑過程中,還需要用振搗棒進行振搗,減少混凝土材料中的氣泡孔洞。
4結束語
橋梁的下部結構與基礎結構關系到橋梁上部結構的安全性、耐久性以及車輛行車的安全性。在設計和施工過程中不僅要保障結構的安全性、經濟性,還要考慮環保,減少橋梁結構施工對周圍環境的影響。在施工過程中,必須嚴格按照施工工藝流程,和設計規范,確保橋梁施工質量。
參考文獻:
[1]張建文,曾鵬,陳玉剛.大廣高速公路粵境段水源保護區橋梁環保設計[J].公路交通技術,2013,(3):158-161.
[2]裴浩燃.公路橋梁下部結構和基礎的環保設計研究[J].建筑工程技術與設計,2018,(24):2081-2081.
作者:熊美玲 單位:江西省宏發路橋建筑工程有限公司