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桥梁下部结构基础环保设计与施工

摘要:结合实际案例,探讨了公路桥梁下部结构和基础结构的环保以及施工技术,希望可以提高公路桥梁的施工质量和安全。

关键词:公路桥梁;下部结构与基础;环保设计

1桥梁概况

某桥梁全长526m,桥面坡度设计为1.2%。桥梁设计行车速度为100km/h,桥梁为双向6车道,设计安全等级为一级。桥面总宽度为42m,护栏(0.5m)+行车道(19.5m)+护栏(0.5m)+间隔带(1m)+(0.5m)+行车道(19.5m)+护栏(0.5m)。经过勘察,桥梁施工位于山区,施工周围地形复杂,植被茂密,线路纵坡比较多,施工过程中,可能对周围的环境造成影响。因此在设计的时候,必须严格按照破坏最小、恢复最多的原则进行环保设计,确保桥梁设计可以保护自然、恢复生态环境的效果。桥梁的主墩和过渡墩采用薄壁墩,桥梁基础采用钻孔灌注桩。

2桥梁下部结构设计

2.1桥墩设计

桥梁下部结构设计为分离式路基,为了降低施工成本,桥墩采用圆柱桥墩,减少开挖土方量。圆柱桥墩承受着桥梁上部结构的荷载和车辆荷载。由于桥梁施工现场地形结构复杂,浅层存在软弱土层,在施工前,需要将软土进行处理,用换填法和强夯法,将软土挖出来,填上强度比较大的砂土,用强夯法将其夯实达到施工的强度标准才能施工。34#~36#主桥墩设计为混凝土桥墩,桥墩厚度为4.5m,横向宽度为8m,纵向宽度为4.5m,并设计8根2.4m钻孔灌注桩。由于桥头位置地势比较陡峭,采用圆柱桥墩,需要开挖大量的土方,因此,将其设计为柱式桥墩。

2.2桥台设计

由于施工区域地形复杂,为了将路基下档与桥台进行承接,将其设计为U型桥台。桥面总宽度为42m,桥台分幅设计,每一个桥台宽22m,高24m。考虑到地基基础的持力层稳定性能不好,承载力比较低,为了减少边坡开挖,部分桥台基础为承台桩基础,承台基础为两层台阶式钢筋混凝土基础,基础顶面距离地面的距离为0.2m,每一层的厚度为0.95m,上层平面尺寸为6.48m×21.7m,下层平面尺寸为6.86m×22.4m。

2.3雨水处理系统设计

公路桥梁运行环境复杂,车辆运输过程中可能将重金属、碳氢化合物等物品残留在桥面,雨水天气将顺着桥面直接流入到排水沟或者周围的溪流,造成严重的水污染。因此,需要设置雨水收集以及处理系统,将桥面径流雨水收集并进行处理。雨水处理系统包括桥面泄水孔、格栅盖、三通管、桥下的PVC管道以及桥墩竖直管道。桥面的雨水通过横坡直接汇聚到桥外,通过泄水孔、三通管进入到桥下的三通管道进入到桥下PVC管道,经过路面截水沟过滤,最终进入到环保处理池,对雨水进行沉底、隔离处理,直到符合标准后,才能排放到河流。

3桥梁下部结构和基础施工

3.1桥梁桩基施工要点

桥梁下部采用圆柱桥墩和钻孔混凝土灌注桩,其中圆柱桥墩的施工方法比较简单,本文主要探讨钻孔灌注桩施工。钻孔灌注桩施工流程如下:测量放样—→埋设护筒—→配置泥浆—→钻孔—→成孔及清孔—→制作钢筋笼—→第二次清孔—→灌注混凝土。在施工过程中,必须严格遵守钻孔混凝土灌注桩的施工工艺流程。埋设护筒的时候,必须将护筒中心线与桩基中心线重合,其平面误差不能超过50mm,倾斜度小于1%。钻孔是钻孔灌注桩施工的重点,直接关系到成孔质量。在钻孔过程中,开始钻进的速度较慢。直到钻头全部进入土层后才能加速钻孔。在钻进过程中,还要及时校整钻孔的垂直度,防止钻机出现倾斜现象。遇到坚硬岩石或者孤石,立即停止钻进,评估后采用合适的方法钻进。钻孔深度达到设计的要求后,需要对孔深、孔径、垂直度进行检查,检查合格后需要进行清孔。灌注桩需要进行二次清孔,第一次清孔是钻孔成型后,需要及时将孔内的砂浆清出来,可以利用钻头将砂浆带出来一部分,采用正循环旋转钻机或者反旋转真空吸泥机进行清孔。清孔结束后,需要检查孔底的沉渣情况。第二次清孔是在灌注混凝土前,以免影响到混凝土桩的质量。由于灌注桩比较长,将其分段制作钢筋笼,钢筋笼制作后,采用吊装的方式将其吊放到孔洞中,在吊放的时候,需要对准孔洞保持垂直,避免下放过程中碰到孔壁,导致孔洞倒塌,钢筋笼无法下放。钢筋笼吊放到预定位置后,用钢丝绳将其固定下来,防止钢筋笼出现上浮现象。钢筋笼下放成功后才能安放导管和清孔。混凝土通过导管进行灌注,灌注需要一次完成,中间不能停止,否则混凝土容易出现断桩现象,导致混凝土灌注桩质量不合格,当导管混凝土灌注到设计标高,停止灌注混凝土,并开始将导管拆除。

3.2桥梁承台施工

承台施工前,按照设计图纸进行测量,确定承台的边线和中心线,并做好主筋的位置。钢筋加工制作后运输到现场后进行绑扎,必须满足相同断面钢筋接头的相关要求。按照承台施工要求,安装模板,桥梁承台面积比较大,采用分层浇筑方式,模板支撑结构必须达到混凝土浇筑的要求。确定模板支撑结构、预埋件合格后,才能浇筑混凝土。由于承台的高度比较大,需要采用串筒以及溜槽进行浇筑,以免造成混凝土材料散落。混凝土采用连续浇筑,浇筑过程中,还需要用振捣棒进行振捣,减少混凝土材料中的气泡孔洞。

4结束语

桥梁的下部结构与基础结构关系到桥梁上部结构的安全性、耐久性以及车辆行车的安全性。在设计和施工过程中不仅要保障结构的安全性、经济性,还要考虑环保,减少桥梁结构施工对周围环境的影响。在施工过程中,必须严格按照施工工艺流程,和设计规范,确保桥梁施工质量。

参考文献:

[1]张建文,曾鹏,陈玉刚.大广高速公路粤境段水源保护区桥梁环保设计[J].公路交通技术,2013,(3):158-161.

[2]裴浩燃.公路桥梁下部结构和基础的环保设计研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(24):2081-2081.

作者:熊美玲 单位:江西省宏发路桥建筑工程有限公司

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