文 廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司欽北高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)指揮部 李瑞嬌 韋港榮 廣西交科集團(tuán)有限公司 黃凱楠

蘭州至?？诟咚俟窂V西欽州至北海段改擴(kuò)建工程（以下簡(jiǎn)稱“欽北改擴(kuò)建工程”）應(yīng)用的裝配式橋梁“樁柱一體化”建造工藝技術(shù)，是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的裝配式橋梁建造技術(shù)，解決了常規(guī)技術(shù)工藝存在持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、場(chǎng)地要求大、施工質(zhì)量難以保證的難題。目前，該技術(shù)已被列入交通運(yùn)輸部“科技示范工程”。本文主要分析了裝配式橋梁“樁柱一體化”的研究背景、安全性及應(yīng)用等方面。

常用橋梁下部結(jié)構(gòu)施工痛點(diǎn)

在公路改擴(kuò)建工程中，如何在盡量減少施工對(duì)既有交通影響的前提下，既保障施工質(zhì)量又保證建設(shè)速度，是十分棘手的問題。作為公路改擴(kuò)建工程中的重要一環(huán)，橋梁施工對(duì)施工場(chǎng)地、工程質(zhì)量、建設(shè)效率等提出了更高要求。

目前，常用的橋梁下部結(jié)構(gòu)形式分為現(xiàn)澆式和裝配式。其中，現(xiàn)澆式橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中需要現(xiàn)場(chǎng)支模，其工藝特性也會(huì)導(dǎo)致施工臨時(shí)場(chǎng)地占用大、現(xiàn)場(chǎng)整潔性較差，而且在澆筑完成后橋梁下部結(jié)構(gòu)需要持續(xù)多天養(yǎng)護(hù)，工程耗時(shí)較長(zhǎng)。

常規(guī)裝配式橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)多采用預(yù)制群樁的形式，現(xiàn)澆承臺(tái)，通過承臺(tái)將預(yù)制墩柱連接。但群樁施工多采用錘擊打入，存在施工臨時(shí)場(chǎng)地占用時(shí)間長(zhǎng)、施工噪音大等問題，同時(shí)承臺(tái)建設(shè)也加大了永久場(chǎng)地的占用面積。

綜上可見，已有的施工工藝并不能滿足改擴(kuò)建工程中對(duì)橋梁下部結(jié)構(gòu)施工迅速、場(chǎng)地占用小的要求。針對(duì)這些問題，形成一種施工速度快、占地小、無需養(yǎng)護(hù)的橋梁下部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新施工工藝十分必要。

“樁柱一體化”的研發(fā)

欽北改擴(kuò)建工程的建設(shè)對(duì)完善沿海港口的高速公路網(wǎng)，增強(qiáng)沿海港口集疏運(yùn)能力意義重大。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有橋梁存在樁基不深、墩柱不高等問題，同時(shí)項(xiàng)目存在施工場(chǎng)地有限、施工時(shí)間短等情況。為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)。

“樁柱一體化”工藝結(jié)構(gòu)示意圖

該技術(shù)是一種對(duì)預(yù)制樁基礎(chǔ)及墩柱進(jìn)行有效連接的橋梁下部結(jié)構(gòu)建造技術(shù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了包含設(shè)計(jì)、制造、施工、檢測(cè)在內(nèi)的“樁柱一體化”工藝，通過在樁柱間采用法蘭盤連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的承臺(tái)連接，不但能夠減少現(xiàn)場(chǎng)澆筑承臺(tái)的環(huán)節(jié)，縮短建造時(shí)間，還解決了樁基處于中央分隔帶時(shí)的場(chǎng)地占用難題，起到緩解改擴(kuò)建工程交通組織壓力、縮短施工周期的作用。

試驗(yàn)操作流程

在實(shí)際案例中，“樁柱一體化”工藝可供參考的經(jīng)驗(yàn)并不多。本著項(xiàng)目安全建設(shè)目標(biāo)，為進(jìn)一步檢驗(yàn)“樁柱一體化”工藝的可行性，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過在欽北改擴(kuò)建項(xiàng)目開展工藝試驗(yàn)，模擬了裝配式橋梁“樁柱一體化”建造的全過程。

欽北改擴(kuò)建“樁柱一體化”工藝試驗(yàn)蓋梁安裝

首先，樁基、樁柱及蓋梁全部采用工廠化預(yù)制生產(chǎn)；然后，樁基旋挖成孔后植入大直徑預(yù)制樁，再通過與樁柱等直徑的法蘭盤連接預(yù)制樁柱；接著，樁周采用反循環(huán)填充改良的水泥攪拌土，樁底下導(dǎo)管灌入水泥墊層，再通過坐漿法將樁柱下放至孔底；最后，安裝預(yù)制蓋梁，完成下部結(jié)構(gòu)施工。

精度嚴(yán)格可控

試驗(yàn)過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，蓋梁安裝對(duì)樁柱的垂直度等施工精度的控制要求十分嚴(yán)格。為此，在欽北改擴(kuò)建工程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)預(yù)制構(gòu)件拼裝過程中空間姿態(tài)定位控制效率低、精度差及缺乏配套監(jiān)測(cè)控制手段的問題，研發(fā)了一整套實(shí)時(shí)、高精度、可視化空間姿態(tài)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了全拼裝樁柱垂直度控制和水平位置控制的難題，實(shí)現(xiàn)了預(yù)制拼裝空間姿態(tài)位置控制反應(yīng)時(shí)間達(dá)毫秒級(jí)、方位精度達(dá)0.05度、坐標(biāo)定位精度達(dá)0.1毫米，可實(shí)現(xiàn)安裝構(gòu)件姿態(tài)的三維可視化展示，滿足了裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)對(duì)安裝精度的要求。

符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

裝配式管樁吊裝

在充分進(jìn)行理論論證的基礎(chǔ)上，“樁柱一體化”工藝試驗(yàn)取得了良好的效果，驗(yàn)證了包含設(shè)計(jì)、制造、施工、檢測(cè)在內(nèi)的全過程工藝的可行性，并由具有相應(yīng)檢測(cè)資質(zhì)的企業(yè)出具試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果表明：使用“樁柱一體化”工藝建造樁柱的豎向承載力、水平承載力，以及法蘭盤連接可靠性均滿足設(shè)計(jì)及國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求。

這為指導(dǎo)裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)在工程實(shí)體中的運(yùn)用提供了充分的保障。

技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

實(shí)際建設(shè)中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇欽北改擴(kuò)建工程K2197+592.367天橋、K2199+621.215天橋進(jìn)行示范性運(yùn)用，并在工藝試驗(yàn)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化法蘭盤設(shè)計(jì)及鋼筋與端板的連接工藝。其中，法蘭盤采用的三重防腐技術(shù)措施，保證了連接部位的耐久性能，進(jìn)一步加強(qiáng)了連接性能的可靠性。

欽北改擴(kuò)建“樁柱一體化”天橋

從兩座天橋施工資源消耗對(duì)比結(jié)果看，“樁柱一體化”技術(shù)在消耗的時(shí)間和場(chǎng)地要求方面，相比于常規(guī)方式具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

“樁柱一體化”待研究與完善的問題

新技術(shù)的運(yùn)用不僅能夠確保裝配式橋梁施工順利進(jìn)行，有利于提高施工效率，改善交通環(huán)境，還有利于推動(dòng)行業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新和施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。然而，在具體實(shí)施中，限于目前技術(shù)水平，尚有一些問題有待研究完善。

目前，裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)還處在初步應(yīng)用階段，對(duì)建成橋梁的運(yùn)行數(shù)據(jù)及長(zhǎng)期性能的研究還未有足夠的數(shù)據(jù)支撐。為此，下一步還需結(jié)合健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，研究裝配式橋梁“樁柱一體化”結(jié)構(gòu)的耐久性能及長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)性能，建立相應(yīng)的長(zhǎng)期性能效果評(píng)價(jià)機(jī)制。

此外，相關(guān)單位制定出臺(tái)相應(yīng)的施工及驗(yàn)收規(guī)范勢(shì)在必行。目前，針對(duì)裝配式橋梁“樁柱一體化”建造技術(shù)還未有標(biāo)準(zhǔn)化的施工及驗(yàn)收規(guī)范，需要繼續(xù)細(xì)化該項(xiàng)工藝各建造過程的標(biāo)準(zhǔn)及要求，注意總結(jié)后續(xù)項(xiàng)目應(yīng)用成果，逐步完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。