橋梁工程嵌巖樁鋼平臺塔機基礎施工要點分析

李偉華

（江西省景德鎮(zhèn)市公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

對于橋梁工程項目建設來說，合理地增加樁基礎的間隔距離，需要在橋墩圍堰外部的棧橋平臺上預留足夠的空間，有效擴大空間結構的尺寸，所以會對橋梁工程的運行產生不利的影響，現(xiàn)場施工的效率不斷降低，同時造成塔身中心和橋墩的距離比較大，附墻結構的設置難度升高，且附墻尺寸增加，基礎建設成本提高。在空間比較狹小的區(qū)域范圍內，有效地提升塔機基礎的運行水平，提升抗拔力參數(shù)，并且減小傾覆力的作用和影響，工程單位可以選擇應用嵌巖樁的基礎結構形式。嵌巖樁與以往應用的鋼管樁有著本質上的差異，建設成本高、施工現(xiàn)場比較復雜，但是應用的范圍比較大，地質、水文等因素的影響也比較小，完全可以滿足塔機基礎的運行標準要求。以實際工程案例展開分析，重點了解嵌巖樁的平臺基礎施工工藝方案和標準要求，通過對比分析，確定最佳的基礎實施方案，希望為后續(xù)橋梁工程建設以及工程安全性的提升產生積極作用[1]。

1 施工要求

在橋墩結構的設計環(huán)節(jié)，從經濟方面考慮，橋墩承臺的設計逐步簡單化，以原塔機基礎定位、施工作為基礎進行分析，掌握塔機結構安裝后與橋梁空間上存在干擾的情況，很多之前應用的橋墩承臺基礎形式被淘汰，已經無法滿足當前的使用需要，而替代的形式主要是架設基礎結構形式。在橋梁工程建設施工中，由于橋梁結構的組成比較特殊，很多施工單位都會選擇應用獨立高度比較高的塔機結構。塔機在安裝高度相同的情況之下，所設置的附墻道數(shù)會比較少，且附墻懸高一般比較高，從而可以解決在現(xiàn)場施工中存在的爬模或者混凝土泵高度障礙物的問題，解決空間矛盾問題，提高系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。但是采用獨立高度比較高的塔機，傾覆力相對也比較大，說明在基礎結構的設計中，應該選擇更高的抗拔力結構形式，以達到工程的要求。這種形式在小型塔基礎上應用比較常見，而針對大、中型塔基礎來說，根據(jù)現(xiàn)場需要，合理地增加鋼管樁的間距極為重要。

2 工程概況

某大型橋梁工程項目的施工規(guī)模較大，現(xiàn)場施工難度較高，地質條件較為特殊。考慮到現(xiàn)場的具體情況，施工單位確定選擇應用嵌巖樁鋼平臺塔機基礎形式。工程項目選用的塔機為JP7527—18，根據(jù)該塔機的運營要求選擇合適的基礎形式。按照該項目的施工要求，考慮到橋梁結構的分布以及塔機作業(yè)的標準，現(xiàn)場總計需要設置3臺塔機，臂長35m、60m。在基礎結構的施工中，應用沖孔灌注樁的形式，灌注材料為C35混凝土，基礎頂部標高1.3m，底部標高0.1m，樁徑0.9m，格構柱截面500mm。在上部的土方開挖工作結束后，安裝后即可進行施工。

3 塔機基礎設計

按照該項目的設計方案，項目選擇應用沖孔灌注樁聯(lián)合格構柱施工方式，即在沖孔灌注樁的結構上安裝格構柱形成整體的承臺基礎結構，達到塔機正常工作的要求。

3.1 沖孔灌注樁設計

按照工程專業(yè)技術人員勘察結果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)土方開挖深度、現(xiàn)場施工狀態(tài)，確定在基礎結構施工中，應用4根直徑900mm的沖孔灌注樁，有效樁長為27～32m，以進入花崗巖層作為標準，提高結構的整體性能，樁體間距設定為3.5m。混凝土材料使用C40制作，強度性能合格，主筋直徑為22mm，數(shù)量為14根，間隔2m設置一道，以確保結構的承載性。

在現(xiàn)場施工作業(yè)中，根據(jù)設計標高的尺寸要求超過1m的高度，當混凝土結構的強度達到設計要求70%之后，即可將多余的部分鑿除掉。嚴格控制樁體結構的質量，垂直度偏差不超過0.5%，各個塔機基礎結構都要在低應變動力檢測后，才能開展下一道工序施工[2]。

3.2 格構柱設計

將格構柱吊到樁孔之內，對于可能存在的垂直、水平方向的偏差進行控制，應用模具開展定位處理，達到精確性的標準。因為格構柱的結構比較復雜，尺寸要求較高，所以現(xiàn)場加工的難度較高，通常是在工業(yè)廠房內批量化生產，檢測合格后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行焊接連接，形成整體的格構柱結構，符合工程的施工標準要求。在格構柱的焊接環(huán)節(jié)，加強控制，保證焊接的強度合格，沒有任何焊接缺陷和問題，提高結構的總體性能。格構柱的上部要插到基礎的承臺結構內，每分支焊接一根豎向錨固鋼筋，提升結構的承載性能。格構柱與板鋼平臺同時澆筑施工，塔機拆除完成后，將格構柱切割掉。根據(jù)設計方案的要求，進行格構柱的水平圍撐、剪刀撐的設置控制，在豎向平面上布置剪刀撐，從而保證格構柱符合結構穩(wěn)定性、強度性能的要求，不會損害結構的性能。

3.3 上承臺設計

上承臺是主要的承載結構，作為基座平臺使用，將其安裝到地下室頂板以下的位置。基礎頂部應該和梁底板有100mm的距離，基礎結構承載性能合格。另外，按照工程的標準要求進行加強筋的設置，拉筋使用φ12mm600mm的鋼筋，采取梅花形布置，使用C40混凝土澆筑施工。

3.4 下承臺設計

構造承臺要布置到灌注樁與鋼格構的連接結構上，按照目前的國家標準要求，嚴格控制格構柱錨入的深度，在450mm以上，同時還要超過承臺厚度1/3，且錨入長度在2000mm以上。在設計方案中，錨入長度超過3000mm，并且應用C40混凝土澆筑施工，結構的性能和質量符合要求。

3.5 塔機基礎計算

在塔機基礎結構設計中，計算和分析是必要的工作，主要是進行豎向抗壓承載力、豎向抗拔力、樁身承載力方面的計算，確定具體的配筋率參數(shù)、承臺的截面尺寸，符合工程的施工要求。通過對于該工程的計算分析，各項結構尺寸和性能指標均符合要求，由于篇幅的原因不再詳細描述設計過程[3]。

4 塔機基礎施工技術應用

4.1 塔機基礎施工流程

在塔機基礎結構施工中，工藝流程極為重要，按照灌注樁、格構柱定位、灌注混凝土、承臺澆筑、塔機安裝、土方開挖、焊接、下承臺施工、塔機使用、拆除基礎的順序進行施工。

4.2 主要工序的施工技術

從現(xiàn)場施工情況分析發(fā)現(xiàn)，塔機基礎結構的施工有較高的復雜性，現(xiàn)場施工工藝方案比較煩瑣，較多的工序都容易出現(xiàn)質量問題。針對格構柱定位、塔機固定、塔機拆除等環(huán)節(jié)的施工，了解各個工序的控制要點，從而滿足結構性能和質量的標準。

4.2.1 格構柱定位

格構柱定位的主要內容就是進行格構柱與鋼筋籠定位焊接，加強格構柱的垂直度控制，預防在施工中出現(xiàn)轉動的情況，保護結構施工的安全性和穩(wěn)定性。同時，根據(jù)需要進行定位導向架的設置，以提升結構的總體性能。在工程項目中，導向架結構的高度設定為1500mm，架體結構的施工材料為14#槽鋼，對接焊接形成，導向架定位孔與格構柱的距離為50mm，應用螺栓連接，性能符合要求。焊接現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 焊接施工

在安裝格構柱的過程中，使用設備將其吊升處理，然后插到樁基礎的鋼筋籠結構內，緩慢下放以免造成鋼筋籠的損傷。在下放環(huán)節(jié)，應該加強控制，使用靠尺控制尺寸，檢測垂直度標準，完全符合設計方案的要求。下放結束后，及時進行檢查，并應用螺栓固定，以免出現(xiàn)偏移的問題。吊裝施工如圖2所示。

圖2 吊裝施工

4.2.2 塔機固定

結合該工程的施工需要，考慮到項目的具體情況，對于塔式起重機的安裝要求展開全面的分析，并且使用塔身與基座應用預埋方式連接控制，結構符合穩(wěn)定性的標準要求。地下室樓板在現(xiàn)場施工，要預設一定的孔洞，并且布置有3層鍍鋅鋼絲網，再設置一層厚度3mm、寬300mm的止水鋼板，滿足結構的整體性要求[4]。

4.2.3 下承臺施工

下承臺在現(xiàn)場施工的環(huán)節(jié)，塔機樁頂結構布置在承臺下部的地下室基礎上。承臺結構澆筑工作結束后，根據(jù)基礎底板防水的標準要求鋪設防水卷材，還要在下部設置防水附加層的結構，以達到防水性標準要求，預防地下水侵蝕影響。格構柱直接穿越地下室預埋鋼板，兩者連接的部位使用滿焊的方式連接，檢測合格后再進行澆筑施工。

4.2 .4 塔機拆除

必須有效控制拆除塔機基礎的環(huán)節(jié)，應用高膨脹混凝土進行孔洞的封閉處理。板筋預留長度應該深入孔洞的另外一側，預留鋼筋在孔洞邊緣250mm區(qū)域內纏繞塔機節(jié)段。在塔機全部拆除后，重新整理板筋，避免損壞混凝土結構。封閉好預留孔之后，底板受力情況和實際要求有很大的差異，所以為了提高地下室頂板的安全性，洞口封閉處理之前，塔機所處的跨頂板下部要布置鋼管支撐的結構。此外，為了預防滲水、降水等方面因素造成結構性能下降，應該在洞口內預留砌筑高度200mm的擋水墻，使用素土磨光處理，周邊設置防護欄形式，保護結構的安全性。

5 格構鋼平臺施工質量控制

5.1 沖孔灌注樁施工質量控制

在鋼筋籠下放環(huán)節(jié)，嚴格控制安裝施工位置，做好檢查和控制，并做好現(xiàn)場施工記錄，加強質量監(jiān)督與檢查，避免在安裝環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏位的問題，否則將會導致格構柱的承載性能無法滿足要求。在樁基與承臺結構的施工中，連接的部位以及主錨固長度應達到技術標準。

5.2 格構柱施工質量控制

格構柱材料性能尤為重要，其對于整體的承載性能產生直接的影響，所以在制作前應做好材料的性能檢查，確保符合國家標準的要求。對格構柱的焊接加強控制，焊縫的性能合格，沒有任何焊接缺陷。如果發(fā)現(xiàn)存在漏焊、夾渣、裂紋等病害問題，及時返修處理。格構柱安裝的位置精度合格，樁端軸線偏差不超過20mm，樁基標高偏差不超過10mm，結構的性能和質量符合要求，綜合性能達到標準要求，預防發(fā)生嚴重的質量問題[5]。

5.3 基礎承臺施工質量控制

基礎承臺鋼筋在綁扎工作結束后，先進行隱蔽的工程結構質量檢查和驗收，包含預埋件的質量以及安裝位置精度等，經過檢查合格后才能開展?jié)仓┕??；A結構強度符合要求，并且預設混凝土塊，加強質量監(jiān)督與檢查。檢查塔機基礎外觀質量，沒有明顯的質量缺陷，如果存在問題，及時采取措施處理。嚴重缺陷要推倒重建，避免給塔機基礎造成嚴重的安全隱患。塔機基礎承臺的安裝質量嚴格執(zhí)行設計標準和技術規(guī)范，達到設計標準要求，各個結構部位的偏差符合要求?；A承臺施工質量合格，預防產生嚴重的病害問題，提高結構的性能。

6 結語

在橋梁工程項目中，塔機是重要的施工設備，而基礎結構的性能關系到工程的施工效果，必須加強管理和控制，才能提高塔機運行的效果。在目前橋梁工程中，塔機基礎應用嵌巖樁的施工方式，結構承載性能合格，具備較高的安全性和穩(wěn)定性，完全符合工程的施工要求，對于提高施工效果產生意義。加強嵌巖樁格構柱基礎的施工效果，符合橋梁工程塔機運行要求，為橋梁施工順利進行奠定基礎，帶動整個橋梁工程領域的發(fā)展。