程 飛,劉丙宇,郄慧國
(北京建工路橋集團有限公司,北京 100123)
隨著國家經濟建設越來越迅速,沿海道路不滿足現(xiàn)有交通的需求,但國家圍填海政策要求沿海老舊道路改擴建工程不允許采用填海路基進行現(xiàn)有道路拼接加寬,如何解決沿海老舊道路的拓寬迫在眉睫。
洞頭區(qū)中心漁港港區(qū)道路(生態(tài)慢道)二期工程,環(huán)島沿海岸線設置通行道路工程,采用半幅道路、半幅橋梁設計,全長為1.445km。道路位于島上,橋梁位于海中。海域氣候條件惡劣,地層巖性變化較大,水文、地形、地質情況比較復雜。
本項目屬于沿海老舊道路改擴建工程,常規(guī)采用填海路基與現(xiàn)有道路拼接加寬,但隨著國家圍填海政策的變化發(fā)展,此種方式對生態(tài)發(fā)展、海洋生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞,越來越不可取。但老舊道路已經不滿足現(xiàn)況交通通行、周邊環(huán)境以及經濟發(fā)展的需求,改擴建勢在必行。如何解決現(xiàn)有的矛盾是擺在設計與施工面前的難題。
本工程的設計是將常規(guī)碼頭、水工設計特點融入公路設計,跨專業(yè)、跨行業(yè)合并,利用類似“棧橋”形式進行拼寬,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的填海筑路或預應力板式橋梁設計,從而達到綜合平衡。既滿足了社會交通需求,也保護了海洋生態(tài),也解決了海浪沖刷及臺風、浪涌對岸基的破壞,避免填海道路與現(xiàn)況道路拼接后不均勻沉降的問題[1]。
(1)在原有港區(qū)老路的基礎上向外側加寬,加寬部分為棧橋結構,形成“半路半橋拼接”形式。
(2)灌注樁采用全護筒嵌巖樁,最大限度減小后期的自然沉降,降低與道路拼接后出現(xiàn)的沉降差,又解決了沿海施工時巖系裂縫較多,灌注樁充盈系數(shù)大的問題。
(3)取消了承臺,采用一柱一樁形式,直接至蓋梁,減少潮汐、浪涌對基礎的沖刷破壞。
(4)采用現(xiàn)澆混凝土擋梁作為梁板擋塊,與蓋梁相連接,整體性、穩(wěn)定性更好。
(5)空心板疊合鋼筋與蓋梁互錨,形成剛性連接,能充分抵抗浪涌力,提高橋梁的抗沖刷及抗臺風能力,減少蓋梁集中受力過大造成的不利影響。
工藝流程如下:空心板預制→嵌巖樁施工→駁岸修整及擋墻施工→凸字型蓋梁的設計與施工→梁板吊裝→擋梁及懸挑板設計與施工→枕梁及路基板施工→混凝土外防腐。
臺座采用C20鋼筋混凝土結構,厚度10~20cm,并按設計要求設置反拱?;炷吝_到一定強度后,在表面覆蓋10mm的鋼板,鋼板采取打孔灌注環(huán)氧樹脂與臺座混凝土固定,空心板梁底部預留鋼筋涂刷帶阻銹劑的水泥砂漿。
施工地處海邊,每日受潮汐影響,且無樁承臺,采用鋼平臺+沖擊成孔樁施工。
4.3.1 鋼平臺施工
灌注樁平臺主要支撐系統(tǒng)采用?114×3.5mm鋼管樁,縱橫間距為1500~2000mm以井字型布置,縱橫撐采用8#槽鋼連接,縱向設通長剪刀撐,橫向斜撐每四排設置一道,并以交叉方式布置??亢让颗啪?#槽鋼設置斜撐,底腳插入巖層200mm或利用現(xiàn)有巖層凹槽抵住,并采用500mm×500mm×500mm混凝土進行包封。鋼管頂面橫向采用16#槽鋼加牛腿焊接,并作為主要承重橫梁,根據(jù)施工范圍的大小及人行通道內均鋪設6mm鋼板,如圖1所示。
4.3.2 樁基施工
圖1 鋼平臺施工
樁基為嵌巖樁,樁長12~17m,樁基直徑為800mm、1000mm,要求嵌巖深度(入中風化凝灰?guī)r)≥2D,基樁嵌巖深度以全斷面進入中風化層起算,并且實際有效入土樁長不小于9m。在鋼平臺上進行樁基施工,鋼護筒壁厚8~10mm,采用全入巖形式,采用振動錘將鋼護筒振入,且護筒頂面高于最高潮汐水位1m以上,避免潮浪影響,樁基采用沖擊鉆施工。
灘涂上進行打樁時,海邊巖層變化大,且較斜,為保證樁身垂直度,每進尺1m進行樁孔十字線垂直度檢測,并對沖擊鉆頭爪牙進行觀察。對偏磨較大的進行及時修復,避免偏孔[2]。
每天進行3次巖層取樣,并做好巖樣留存,及時匯同監(jiān)理、地勘進行巖層分析,確定入巖深度。對樁基清孔,采用撈渣筒+泥漿循環(huán)雙清孔方式,這種方式能大大提高清孔效率,保證清孔質量。樁基采用補償收縮混凝土,保證與鋼護筒緊密結合,如圖2所示。
圖2 嵌巖樁吊放鋼筋籠
老舊駁岸由干砌片石建成,拆除修整時現(xiàn)況道路存在巨大隱患。現(xiàn)場實際施工時,采用分段拆除+臨時剛支撐,拆除部分及時進行新?lián)鯄Y構施工,新建擋墻采用鋼模板+內鋼支撐施工片石混凝土,墻身分段施工,每層高度不大于1.5m,墻身強度達到75%時,及時進行墻身后背回填。
為保證路基中施工排水通暢,防止沖刷路基,對應的邊溝施工應在路基土石方施工前完成;在路基施工完成后及時按設計完善整段路基的排水系統(tǒng),保證在施工過程中和施工后整個排水系統(tǒng)的暢通,如圖3、圖4所示。
圖3 路基板及枕梁施工
圖4 駁岸修整及擋墻施工
本橋梁蓋梁采用凸字型設計,分層施工,使預制板鋼筋與蓋梁鋼筋同時澆筑形成整體,抵抗浪涌力。蓋梁施工時,先澆筑蓋梁下半部分,再進行梁板吊裝,梁間鉸縫澆筑完成,擋梁、橋面鋪裝懸挑板鋼筋綁扎完成后,一起澆筑,以保障共同受力,避免出現(xiàn)應力分布不同情況,具體如圖5所示。
圖5 蓋梁側立面圖
根據(jù)梁板長度、板重,結合現(xiàn)場吊裝位置及吊裝角度,本工程梁板吊裝采用2臺50t自行式起重機+2輛運梁車進行吊裝。
4.7.1 擋梁施工
擋梁為現(xiàn)澆混凝土結構,采用支架法施工,鋼筋與蓋梁互錨,與蓋梁共同進行澆筑,以保障共同受力,避免出現(xiàn)應力不均。這樣既起到了保護預制梁板的作用,同時也是翼板,對調節(jié)橋梁線型起到關鍵作用。具體如圖6所示。
圖6 擋梁施工
4.7.2 懸挑板
為避免橋梁熱脹冷縮對橋梁進行剪切傷害,懸挑板每5跨設置一處伸縮縫,伸縮縫采用80異型鋼伸縮裝置。如圖7所示。
圖7 伸縮縫布置
道路部分所有管線、路基、墊層施工完成后,開始進行路基板及枕梁施工,要求路基板為6m/塊,鋼筋采用?16雙層雙向鋪設,為整體受力良好,施工時鋼筋應盡可能的避免搭接,提高路基板抗剪性能[3]。
施工前對混凝土表面進行處理,用同配比水泥砂漿對蜂窩等進行修補,用鋼鏟刀對表面附著物進行清理。
由于場地限制,現(xiàn)場采用滾涂法進行施工。滾涂時,為保證厚度均勻,采用向同一方向進行滾涂施工,用厚度規(guī)進行漆膜厚度檢查。
(1)確定質量管理目標、編制質量控制專項方案,成立以項目技術負責人為組長的質量管理小組,建立獎罰措施,現(xiàn)場施工互相監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)問題及時整改。
(2)鋼筋、預埋件、水泥、砂、石、外加劑、粉煤灰、礦料等材料的品種、規(guī)格、化學成分及力學性能必須符合設計和有關技術規(guī)范的要求,具有出廠質量合格證明,檢驗檢測報告等,進場后必須復驗合格后方可投入使用。
(3)施工過程中嚴格按“三檢”制度執(zhí)行,即操作工人“自檢”,項目專業(yè)質檢員的“專查”,下道工序的班組對上道工序的“互檢”。施工嚴格按照設計與技術規(guī)范要求進行,加強對工作質量、工序質量和中間產品質量檢查,做好原始記錄的整理。
(4)嵌巖樁沉渣厚度<50mm,垂直度偏差要求≤1%H。為確保樁基嵌巖深度要求,對每根樁進行挖深10cm。樁基每進尺1米進行樁孔十字線垂直度檢測,并對沖擊鉆頭爪牙進行觀察。對偏磨較大的進行及時修復,避免偏孔。鋼筋籠吊裝完成后,必須進行二次清孔,保證沉渣厚度符合要求。
(1)沿海地區(qū)半路半橋拼接施工技術與傳統(tǒng)填海相比較,具有較大優(yōu)勢,不用考慮圍堰、筑島等潮汐影響,減少了施工措施,加快了施工工期。
(2)在相同道路等級的條件下,采用橋梁拼接相比回填海拼接,在政策處理費用、施工措施費用等方面具有極大的優(yōu)勢,雖然橋梁拼接要采用樁基工程,造成一定費用的增加,但傳統(tǒng)填海也同時需要施工維護樁、抗浪樁等結構保證路基穩(wěn)定性,相比較而言,橋梁拼接老舊道路方法在經濟上具有明顯優(yōu)勢。
(3)沿海地區(qū)半路半橋拼接施工技術在沿海道路擴建工程中具有很好的實用價值,隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護、海洋、漁業(yè)資源的保護,海域審批越來越困難,利用橋梁拼接道路的施工技術來滿足社會交通通行的方式會越來越常見,并且隨著橋梁的亮化工程越來越完善,海邊橋梁工程會是一道美麗的風景線,對以后的沿海改擴建工程具有較好的推廣價值。
沿海橋路拼接通過原有港區(qū)老路的外側架設棧橋,實現(xiàn)了原有港區(qū)老路的加寬改造,以嵌巖樁基礎配合碼頭、水工設計的蓋梁及梁板,加上獨特的路基板,為半路半橋拼接施工提供了保障。同時,取消了承臺,采用一柱一樁形式,直接至蓋梁,減少潮汐、浪涌對基礎的沖刷破壞,具有技術推廣價值。