摘要：针对某市政道路桥梁实际情况，对其过渡段处理中所用的泡沫混凝土与预应力管桩两套方案进行深入分析，并通过对比得出泡沫混凝土方案优势显著，应作为首选方案的结论。
关键词：市政路桥过渡段；过渡段处理
过渡段与桥台和路基之间的不均匀沉降是桥头跳跃现象的主要原因。桥头跳线不仅影响驾驶舒适性和安全性，还会加剧基台结构的损坏。因此，必须重视并做好过渡段处理。而可用于过渡段处理的方法有很多，不同方法有各自的原理和优势，工程中需要通过比选确定一套最佳的处理方案。
1工程概况
某市政道路桥梁处于K0+067～K0+290标段内，路桥过渡段经前期地质勘察发现存在软基，承载能力差，不能满足施工要求，需要采取工程措施。根据工程实际情况，分析了过渡段软基路基施工技术。
2施工方案
结合地质条件与工期要求，对过渡段实施方案研究，最终确定以下施工方案。
2.1泡沫混凝土
在泡沫混凝土中不使用粗骨料，有良好的流动性，在高压管道的支持下能实现远距离泵送，受场地、地形与交通等因素的影响较小，浇注点和制作点能分离，工期短，造价低，环境影响小。泡沫混凝土工艺原理如图1所示。
图1泡沫混凝土工艺原理
2.1.1方案概述
通过分层浇筑形成结构，为使浇筑密度达到均匀，分层厚度在0.5m左右，同时顶、底部均做加筋处理；经处理的过渡段和地基相连处增设厚度为10cm的砂垫层，表面铺设防渗土工布，底层铺设渗水土工布；在结构和床的表面的交界处放置厚度为10cm的土工格栅，并在表面上放置土工织物。底层铺设防渗土工布，格室的长度应大于过渡段至少5m；砂垫层两侧按10m间隔布置渗沟，过渡段每层按2m间敷设排水管；整体结构和普通路基相接处，设1：2斜坡。主要施工要求为：水泥的初凝时间应在45分钟以上，最终凝结时间不应超过10小时；混合料流值应在160～180mm范围内；施工范围内不能有冻胀破坏，且为中性。
2.1.2工艺流程
防排水施工边坡修整支设临时模板分层浇筑混凝土养护横、纵坡调整竣工验收。其中，在分层浇筑前还应做好原材料的选择、机具设备配置与配合比设计确定。
2.2预应力管桩
该方法具有灵活性好、对地基的耐压力要求相对较低、入场与退场方便、工期短、穿透性强等优势。而且经过多次实践与总结，其使用已十分成熟。该项目中使用的预应力管桩如图2所示。
图2预应力管桩
2.2.1方案概述
锤击方法用于施工，打桩机的数量根据施工需要确定；在进行打桩时，桩身、桩锤及桩帽的轴线必须完全重合，预应力管桩桩帽如图3所示；如果检测到桩的实际倾斜率超过0.8％，应尽快识别并纠正原因；在桩尖开始进入硬土层后，禁止使用移动式桩架来纠正偏差；桩段的机械连接如图4所示。在桩的焊接过程中，应安排两个焊工同时对称焊接，焊缝应完整连续。不能有缺陷，当发现存在焊瘤及咬边等问题时，立即处理，避免造成质量隐患；焊接层数不得少于两层，用小锤敲击焊渣；在烧焊完成之后，应冷却至少8min。
2.2.2工艺流程
施工准备→施工测放→确定桩位→试桩与桩机就位→管桩起吊并对准桩位→放置桩垫→桩帽施工→放置桩帽垫层→冷锤→垂直度检查→打桩→收锤并测试贯入度→竣工验收。
图3预应力管桩桩帽
图4桩段机械连接
管桩入口检查监督工程师检查桩和钉子进入木楔以确定桩位置。
如果贯入度测试结果不满足要求，应返回桩机就位环节，依次进行管桩起吊并对准桩位放置桩垫桩帽施工放置桩帽垫层冷锤垂直度检查打桩收锤并测试贯入度，直到贯入度测试结果达到要求。
在预应力管桩施工中，应充分注意以下几点：
（1）选择合适的桩垫和桩帽，桩体，导杆和桩帽应在同一垂直线上；桩周与锚之间的间隙宽度控制在5至10毫米；在桩帽上部围箍当中用硬木作为桩垫，用于避免桩头发生破损，其厚度应保持均匀，同时在压实以后，其厚度应达到120mm以上。施工期间定期检查，如果桩垫损坏，应予以更换。在施桩的过程中，其静压力不能超过桩身轴心处抗压强度设计值，即1000kN以上。
（2）在拾桩过程中，相邻的两个桩接头应牢固焊接，中心偏差不得超过5mm。弯曲矢高控制在1/1000以内，同时不能超过20mm。
（3）施工应连续进行，不允许中途停顿，如果必须停压，则要尽可能缩短停压的时间，避免由于停机时间过长，对后续打桩机施工造成影响，使得打桩不能顺利完成。
（4）在压桩的情况下，如果遇到无法穿透的土层，在桩段完全穿过土层后，桩应穿过土层。在确定桩段的适当长度的过程中，充分考虑地质条件以供选择。
（5）如果管桩进水，则不允许施工，损坏率严格控制在3％以内。
（6）在焊接过程中，第一层用电极接地，以确保根部完全穿透。次层宜选用粗焊条。凹槽的偏差不应超过2mm，焊缝的高度偏差不应超过1mm。严格控制焊缝变形，固定上下桩段后，拆下导向环，按照分层的方法进行焊接操作，保证各层的焊接厚度达到均匀，焊接层之间的焊渣应仔细清除，沟槽焊缝应焊接，焊缝厚度应高于沟槽。焊接完成后，检查焊缝，没有毛孔和夹渣等问题或缺陷。
2.3施工方案安全性
当过渡部分由泡沫混凝土处理时，由于材料在凝固后具有良好的直立性，在基台上产生的侧向压力几乎为零。能避免桥台受到施工的影响。
采用预应力管桩的方法对过渡段进行处理时，主要依靠挤土效应，所以桩基与桥台应在预应力管桩竣工后进行施工，如果施工同步，则会对基台造成安全威胁，如果严重则会造成损坏。此外，如果软基的厚度较大，则影响范围将进一步扩大，使周围的既有建筑也收到一定威胁。
2.4施工方案经济性
根据设计工程量，结合现行定额与材料市场价格，分别计算以上两套方案的造价。结果表明，泡沫混凝土方案的成本低于预应力管桩，具有明显的经济优势。除此之外，当需要考虑桥台的实际受力时，可对其实施简化。实践表明，选用单排桩柱形式的桥台，能有效降低成本，缩短周期。
2.5施工方案适用性
对于预应力管桩，它具有以下主要优点：①整体结构科学合理，种类与规格都十分齐全，能很好的满足施工要求；②管桩本身具有较高的承载能力，弯曲性能符合设计标准；③根管桩的质量易于控制，施工后质量稳定可靠；④对于地质结构有很强的适应性，即便持力层上有较大的起伏，该方法也能良好适应；⑤吊装和运输都较为方便，接桩可在很短的时间内完成；⑥成型速度较快，能缩短工期，并且对工后的养护与管理没有太高要求；⑦可对管桩的长度进行灵活且方便的调整。然而，也存在以下缺点：①管桩对工程运输及堆放往往有很高的要求；②管桩施工时对区域地下水等也有很高要求，也根据现场实际情况做好防腐处理；③饱和黏性土场地压桩过程与基坑开挖对方案有较高要求，实际的质量控制工作较为困难；④管桩经常要穿过厚度较大的粉砂或黏土层，增大了沉桩的难度，在情况较为严重时，将导致桩身碎裂；⑤在土方开挖施工中一旦控制不当，将造成断桩与倾斜等问题。
而对泡沫混凝土处理方案而言，其施工方便且高效，浇筑最快7d后即可进入路面施工工序，和桩基、桥台的正常施工不发生冲突，可根据进度计划予以灵活调整。除此之外，在采用这一方案进行施工时，桥台还能选用单排桩柱的形式，相较于薄壁形式和双排桩形式，不仅能减少一半的工期，还能大幅降低造价。由此可见，这套方案在工期上也有明显的优势。经大致推算，当采用这套方案进行施工时，桥台处理工期相较于预应力管桩，能节省至少1个月，如果实际的施工条件良好，最多能节省6个月，由此减少的施工、管理与生活费用十分可观。因此，本工程主要采用泡沫混凝土方案进行施工。过渡段施工完成后，按市政道路设计标准进行路面施工即可，因泡沫混凝土能有效加固过渡段的软基及路基，减少沉降，尤其是避免不均匀沉降，所以不会对过渡段路面造成任何影响，采用常规标准及技术措施进行路面施工即可，在此不予赘述。
3结束语
综上所述，上述两套施工方案均合理可行，经检验，过渡段路基路面各项技术指标均满足设计与相关技术规范的要求，而且能在达到预期处理效果的同时，降低施工造价，尽快完成施工，减少对市政道路正常通行造成的影响。
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论文作者:吴凯毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：预应力论文; 桥台论文; 路基论文; 管桩论文; 路面论文; 混凝土论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第10期论文;