滩涂区域现浇箱梁支架施工质量安全控制探讨

■张 敏

（莆田市交通建设质量安全中心，莆田 351100）

现浇箱梁具有外型美观，行车通行舒适，刚性结构好、整体性能优等特点，因此在各大桥设计中被优先选择和采用。 当前的现浇箱梁常用的方法是搭设钢管贝雷支架， 其特点是支撑系统部件较轻，可实现人工安拆，速度快，费用低，根据不同地质条件，地基处理方式相对不同。

滩涂区域地基往往是一定层厚的淤泥层，地基承载力弱。 现浇箱梁的支撑体系无法稳定在该区域，容易产生沉降。 支架作为现浇箱梁施工时的唯一支撑体系，支撑体系的稳定性与施工安全、施工质量紧密相关[1]。 不均匀沉降会造成支架变形、梁底不平、梁底下挠、梁体出现裂缝等一系列问题，是发生安全事故的隐患点。 因此，对滩涂地区支架施工质量安全控制是必须重视和考虑的问题。 本研究结合福建省普通国省干线公路联十一线（莆田境）A5合同段中涉及到的箱梁现浇支架施工方案进行支架施工质量安全控制要点分析，该工程的经验将为今后类似工程环境下进行现浇箱梁支架作业质量、安全控制提供借鉴。

1 工程概况

福建省普通国省干线公路联十一线 （莆田境）A5 合同标段项目，位于涵江区三江口镇新兴村，荔城区黄石镇遮浪村。 本标段起止点桩号K11+000～K14+356.95，全长3.35695 km。 公路等级为一级，设计行车速度80 km/h。 本合同段桥梁工程包括：三江口特大桥引桥、三江口特大桥、徐厝互通主线桥、三华路A 匝道桥和部分主路辅路路基工程。

工程建设区域系属滩涂，经对施工区域进行取样试验，土工试验结果见表1。

表1 土工试验成果汇总

根据试验结果可以看出，施工区域内滩涂的地质条件极差，仅依靠天然地基承载力无法满足施工要求。

2 施工方案比选

刘伟鹏[2]在支架搭设研究中，以处在新建河道软弱淤泥层中的某工程B 匝道第7 联为例，该工程跨径组合为26 m+47 m+29.5 m 的现浇箱梁， 现浇箱梁梁宽12.25 m、梁高2.7 m，施工时采用钢管贝雷支架， 根据现场情况， 该桥施工需要搭设高度35 m 的支架体系， 支架底部支撑结构采用Φ609 mm 钢管柱。

邓富华[3]以某高速公路的互通立交匝道桥为例，该匝道梁体采用的是预应力混凝土连续箱梁，规格为20 m+30 m×4 m+20 m。 此外，为保证受力均衡，桥梁两边均设用此种箱梁，并且等宽，为6.85 m。因地质条件较好，该工程采用了硬化基础及满堂支撑架作为支撑体系。

刘富民[4]以神舟友谊大桥引桥为例，该桥处在换填粉砂区域， 引桥为2 跨30 m 现浇钢筋混凝土连续箱梁，全桥结构连续。 桥面总宽18 m，为等截面单箱三室箱梁结构，顶板宽18 m，底板宽13.8 m，梁中心高1.8 m，翼缘板悬臂长2.1 m。该工程采用钢筋混凝土扩大基础、钢管柱及碗扣式直接作为受力体系。

对于本工程，提出满堂支撑架、钢管贝雷架及钢管贝雷+满堂支撑架3 种形式的支撑体系， 经比选， 综合考虑选取采用钢管贝雷+满堂支撑架的支撑形式。 方案比选结果见表2。

表2 支架方案比选结果

3 工程质量安全控制要点分析

3.1 现场人员管理要点

3.1.1 加强人员履约管理

项目施工现场技术员、监理员、安全员必须到岗到位，坚持项目领导带班制度。 施工团队内部应建立明确的岗位责任体系， 落实质量管理责任，重视管理人员对施工作业的有效控制，提高自身管理水平的同时，打造标准化施工管理体系与高素质管理团队。

3.1.2 提升施工管理能力

现浇箱梁支架施工对于现场作业人员的要求较高，必须制定合理的人员管理措施，从施工过程中容易出现的质量问题入手，在关键节点及部位加大对现场的管控，促使施工单位提高对现场作业人员的管控，结合方案，通过现场教育等形式加强作业人员的质量意识，避免在施工过程中留下重大质量隐患。

3.1.3 加强施工交底措施

在现场施工前，施工单位对支架施工过程先进行总体交底，再细部交底的方式，交底覆盖全部管理人员及现场作业人员，保证交底质量，为后续施工奠定良好的基础。

3.2 现场施工工艺控制要点

施工工序主要有：施工准备及地基处理、支架的搭设和预压、支架预压沉降观测、模板铺设和钢筋绑扎、混凝土浇筑。 针对以上施工工序涉及的施工工艺，分别对每个工艺进行详细说明。

3.2.1 施工准备及地基处理

因场区条件限制，在陆地区域钢管贝雷架基础采用PHC 管桩+条形基础，在滩涂区域采用钢管桩基础。 根据地勘报告及计算书计算结果，A 匝道桥桩基础打至微风化花岗岩层顶进行控制。

PHC 管桩采用φ500 mm、 壁厚100 mmPHC（AB）管桩进行施工，A 匝道管桩横向桩间距2.8 m。PHC 管桩施工一般采用300 t 静压桩机进行施工，部分PHC 管桩离主体工程墩柱较近， 无静压沉管施工作业空间，采用DZ120 振动锤振动打桩机辅助进行PHC 管桩施工。 管桩施工流程见图1。

图1 PHC 管桩施工流程

3.2.2 支架的搭设和预压

（1）支架搭设

现浇箱梁施工最常用的施工方式是满堂支架

施工和移动模架施工，一般施工单位更多采用满堂支架施工，该结构形式在较为平坦的区域及台阶地势的适用性较高。 基础设计及施工是满堂支架施工的控制重点， 本研究对照A5 标现浇施工方案要求对支架基础进行处理， 再按照方案进行支架搭设。支架必须按照批复后的方案中进行搭设。详见图2。

图2 钢管贝雷支架+盘扣式满堂支撑架体系

（2）支架预压

满堂支架施工中支架预压是支架正式使用前安全性、稳定性验证的重要方法，通过预压，可以有效消除支架的非弹性变形，同时可以观测出支架弹性变形为后续预拱设置提供依据。 本工程支架采用水袋预压。

监测点沿桥梁纵向每隔1/4 跨径布置监测断面，每个监测断面上监测点5 个，其中监测点1 设置在桥梁中心线底板处，其他4 个点在底板和翼板位置对称布置。 详见图3。

图3 观测点布设示意图

支架预压时加载、卸载分级进行，预压最大荷载取箱梁梁体自重的1.2 倍。加载、卸载一般要求分级进行。 预压荷载加载过程中每2 h 进行1 次沉降观测，加载至最大荷载（箱梁自重的1.2 倍）后进行48 h 以上连续观测，当支架整体稳定，变形量在规范要求范围之内时， 根据荷载情况进行分级卸载。预压完成后根据观测数据，拟合荷载与弹性、非弹性变形之间的关系。

（3） 支架预压沉降观测

预压时主要观测的数据有：钢筋混凝土条形基础沉降、钢管贝雷支架沉降、各监测点沉降量及卸载后恢复量。 根据以上观测数据，即可求出支架的弹性变形和非弹性变形值，在后续施工过程中根据计算所得的数据调整箱梁模板的预拱值。

预压支架累计沉降观测结果见图4。

表4 支架预压累计沉降统计表（单位：mm）

图4 支架预压沉降曲线

根据规范要求， 预压荷载全部加载完成后，各监测点最初24 h 的沉降平均值小于1 mm，最初72 h的沉降平均值小于5 mm，则判定支架预压合格。

由监测数据可以看出，整个支架的总体变形量均在规范要求范围内，支架总体变形较小，非弹性变形在规范要求范围内， 支架总体变形较为均匀。支架预压荷载达到模板及混凝土自重的1.2 倍，且非弹性变形值相对较小，可以认为在预压期间已基本消除支架非弹性变形，即可根据弹性变形量与荷载之间的线形关系和设计提供的预拱度设置施工预拱度。

同时，由于打设管桩基础后，支撑体系基础转换为刚性基础，支架及施工荷载均由管桩桩周摩擦及桩端反力提供，对周边环境影响较小，可有效避免区域环境沉降对周边建（构）筑物可能造成的损伤和破坏。

3.2.3 模板铺设

现浇箱梁对底模及侧模一般采用竹胶板。 在模板铺设完成之后要求对整个底模及侧模根据施工预拱度进行标高及轴线偏位的验收，支架及模板预压完成后需要对模板标高进行复测。 根据预拱度计算值调整模板标高并进行复测，要求所有模板满足预拱度要求后接缝严密，模板拼接处等部位需打磨或调整平顺。

3.2.4 混凝土浇筑

在混凝土工程施工前，要求施工单位做好浇筑过程沉降监测点布置， 布置方法为在箱梁1/2 跨径处、施工缝处设置标高观测点，观测点可以采用钢筋头等焊接在箱梁钢筋不易扰动的位置，在混凝土浇筑过程中观测支架和模板的沉降情况，需对设置的标高观测点进行实时监测。在混凝土浇筑完成后、张拉完成后各测一次标高，明确各施工环节梁体标高变化，为下一步施工提供数据指导。

3.3 现场检测数据控制

施工单位应按照要求设立满足工程检测要求的工地试验室，配备专业试验人员，对试验检测设备、工具、人员等进行造册登记管理，查验人员证件真实性。 质安中心采用双随机不定期方式，带领委托的试验检测机构对工地实验室进行核验，严格把控数据真实性。

针对滩涂区现浇箱梁支架施工质量控制，施工单位通过试验检测手段对每一个工序落实严格的“三检制”，即自检、互检、专检，还要加强质量的“事前、事中、事后”控制，及时进行现场检测，发现问题并解决问题，及时进行验收和评定。 现场材料进场验收、管桩打设及承载力试验、支架验收等现场管控措施及一手资料的收集，现场的直接管控可以将影响支架施工质量的隐患从根源上抹除。

3.4 内业及室内试验检测数据控制

内业资料也是现场施工过程中工程质量控制的重要载体，工程资料的编制与完善需要建设各方共同参与，需要督导施工单位建立项目工程质量管理机构，编制施工组织设计，贯彻执行质量目标和质量管理办法；监理单位实行全方位、全天候、全过程的质量监督管理体系；建设单位要参与见证方案审批、关键工序把控、督促各单位建立完整台账。 作为工程资料编制方，施工单位应做好施工日记、原始记录、自检资料、影像资料及时归档。 同时，监理单位做好旁站记录，抽检资料及时跟进，签字齐全，各分项试验资料齐全。

在施工过程中，准确有效的施工质量控制参数可以对施工起到直接指导，因此，相关控制参数的确定必须予以足够的重视。 在室内试验检测中，试验检测过程严格按照相关规程要求操作，避免因人为因素产生误差从而错误引导施工。 在对外送检过程中，取样应严格按照规范及图纸要求，保证送检样品与实际使用材料一致。

3.5 智慧质监系统

智慧工地是项目管理结合互联网的一种新的管理系统，应用新的大数据、云计算和物联网的技术，对施工现场的安全、质量、人员等数据资源进行集中管理，通过云端进行工程全面控制，形成数字化、可视化的数据，对项目管理进行全方位立体化的实时监管。

为提升福建省交通质监信息化工作水平，推动交通建设质量安全工作由“传统监管”向“智慧监管”升级，福建省交通质安中心组织开展了“福建交通‘智慧质监’信息系统项目（一期）”的建设工作。“智慧质监” 信息系统主要包含流程办理、 监督动态、基础数据管理、形象进度统计、质监业务支撑、质监知识库以及通知公告板块。 项目通过“一库一平台两系统”架构的建设及应用，基本实现了省级监督项目质安主要工作流程网络办理，发挥了信息化便捷性、准确性的技术优势，提高了交通质安工作效率和公共服务水平。

4 施工成效

现场施工过程中， 通过督促工序资料编制、加强现场管理、 严控进场材料及智慧质监系统辅助，增强了质安中心对现场施工中质量安全管理的参与度，提升了现场问题整改反馈的及时性，施工单位各工序资料编制及时、完整、规范，确保数据真实、准确。 本项目现浇箱梁的施工完成验证了上述质安管理方法的可行性，可为类似工程施工管理提供经验支持。

5 结语

支架法现浇箱梁的施工工艺，过程复杂、要点繁多，需多方位、多角度进行质量安全管理，保证工程品质。 质量方面必须以明确的质量目标为向导，通过健全的质量管理组织架构，实现针对施工中原材进场、软基处理、支架预压、沉降观测、位移观测、结构尺寸、混凝土浇筑、预应力张拉等工序的重点监管。 同时，制定全面的应急预案，落实人员管理，加强施工期间现场管理，以完备的安全管控措施促进安全生产。