道路工程施工中支挡结构的应用分析

2022-11-20肖健

交通世界 2022年25期

肖健

（河北省交通规划设计院，河北石家庄 050011）

1 工程概况

某道路工程全长2.59km，沿线邻近驾校场地、菜棚、学校、村庄、住宅区等地。道路断面形式为2.0m宽中间隔离带+11.5m宽机动车道路+2.0m宽路侧隔离带+6.0m两侧辅路+4.5m宽人行道。在桩号0+230—0+350的路段中，西侧与新建铁路相交，铁路最大拉槽高差为7.5m，需在立交段设支挡结构，采用装配式钢筋混凝土挡土墙施工方案。在路段南侧临近住宅区，楼边路基道路红线4.5m。北侧临近校区库房，距离道路红线5m。南侧与北侧的支挡结构设置条件较为特殊，经地质勘察可知，支挡施工部位未见明显地下水，无需考虑降水处理，基于上述情况本工程支挡结构采用桩板组合式挡土墙。

2 道路工程施工中支挡结构的应用

本工程在制定支挡结构方案时，综合考虑工程地质条件、开挖高度、放坡条件、周围建筑物荷载以及周边环境保护要求等因素，设计由桩基、基础底梁、挡土墙面板、桩顶连梁组成的桩板组合式挡土墙，减少支挡结构工程量，保证支挡结构具有一定美观性，能够与周边建筑物形成美观整体[1]。

2.1 支护结构设计

2.1.1 设计参数计算

在桩板组合式挡土墙结构设计中，初步拟定灌注桩直径、间距、桩长、墙高等设计指标，计算灌注桩的整体稳定性，计算项目包括整体抗滑移系数、嵌固深度安全系数和墙底隆起安全系数，计算结果分别为1.2、1.6、1.2；计算挡土墙结构弯矩、墙顶位移、剪力和地面沉降，最后得出截面承载力。

2.1.2 设计指标

（1）本工程中，桩板式挡土墙临近顶部2m处有一道围墙，围墙宽1m，埋深0.5m，计算得出桩身荷载15.58KPa；基坑开挖深度设计值为6.21m，桩顶水平位移7.6mm，围护结构采用φ1 200mm灌注桩，桩长设计值为14m，配筋率设计值为1.5%。

（2）钻孔灌注桩的桩径不小于80cm，桩间距不小于2倍桩径，混凝土强度至少为C25；在桩身顶面浇筑顶梁，借助顶梁将桩身连成一体，顶梁宽度不小于桩径，高度不小于0.6倍桩径[2]；在桩身外侧喷射混凝土护壁，设置钢筋网，保证钢筋与桩体牢固连接；将挡土板设置到桩身护壁外侧，喷射混凝土浇筑成型；挡土板顶部伸出预留的钢筋，直接插入顶梁。

2.2 施工工艺流程

2.2.1 桩基施工

本工程采用人工钻孔桩施工技术，以满足施工作业面较小的要求，降低桩基施工对项目所在地周边住宅小区的噪声干扰。桩基施工关键技术如下：

（1）放线定位。桩基施工前清理场地，去除地面上的杂草、杂物；根据施工图纸要求全面检查基坑护坡稳定性，以及地下综合管线走向，做好测量放线工作，避免桩基施工对地下综合管线造成破坏[3]；放样桩基桩位、高程，放线后上报监理工程师复核，复核后准备进入土方开挖工序。

（2）土方开挖。本工程采用分段开挖技术，全断面测量校核成孔孔径、深度等指标，检测合格后进入支护工序。

（3）护壁模板安装。质量验收成孔后安装护壁模板，要求护壁模板略高于原地面，发挥护壁模板定位、阻水的功能作用；第一节护壁模板的厚度为150mm，下面各节护壁模板厚度为50mm；护壁模板安装时控制中线位置，测量孔深是否达到设计值要求[4]。

（4）混凝土灌注。在模板顶部位置搭建操作平台，便于护壁混凝土拌和；护壁形式为外齿式，根据设计要求控制护壁混凝土的强度、坍落度；混凝土灌注后，当混凝土强度达到设计值要求时进行拆模，及时处理检查中发现的护壁混凝土质量缺陷；在第一节护壁混凝土施工完毕后，恢复桩孔线位控制点，检查线位偏差是否在设计允许偏差范围内，检验合格后将其作为下道工序的基准点，施工时恢复标高数据[5]。

（5）检查桩位。在每个桩位施工完毕后，将桩位平面、立面位置数据测设在护壁的相应位置上，向井底引入吊垂球，检测桩位各项数据是否符合设计值要求；在检测孔深时，采用测绳吊线坠测量方法，要求孔深达到技术规范要求。

（6）安装施工。在护壁混凝土灌注施工后，垂直运输、安全搭设支架，牢固支架各个节点；根据设计规范要求安装盖板、吊桶、照明设备、通风设备，保证各类设备找准安装线位，避免因线位偏差导致孔道倾斜；照明设备选用安全防水型灯具，电源电压为36V，将护栏设置在井口上，保证照明设备供电安全；在护壁上分段固定电缆，控制电缆长度，避免电缆碰触吊桶引发故障。

（7）护壁防护。在首段施工后做好安全防护措施，用护栏围住井口，不允许非施工人员靠近此处；当桩孔开挖到设计深度后，清理孔壁，去除孔底残渣，严把成孔质量验收关口，并且做好成孔隐蔽工程验收记录[6]。

（8）制作钢筋笼。在人工钻孔桩施工的同时制作钢筋笼，分解对接钢筋笼，采用直螺纹套筒机械连接钢筋笼，检查钢筋笼整体刚度是否达到设计要求；在主筋接长施工中，借助直螺纹套筒连接，相互错开钢筋笼的接头，错开距离控制在35d以内；在施工现场完成钢筋弯曲、截断操作，避免来回搬运钢筋造成外形变化。

（9）吊装钢筋笼。吊装施工机械选用25t汽车吊，吊装前预先在钢筋笼上选取吊点，要求吊点具有较强的刚度、强度，避免在吊装过程中出现钢筋笼永久性变形；吊装前，在钢筋笼四周设置支撑，支撑呈对称形态，沿桩长2m范围内焊接钢筋，保证钢筋笼能够安全下放[7]；钢筋笼吊装要垂直缓慢下放到孔内，防止对孔壁造成破坏；钢筋笼下放到一定深度后，将护筒与钢筋笼连为一体，避免在混凝土灌注时造成钢筋笼位移。

（10）混凝土灌注。固定完毕钢筋笼后安装导管，进入灌注施工工序，灌注前试验检测混凝土各项性能指标；灌注时选用内径为350mm的导管，将导管下放到距离孔底50cm的位置，导管埋深一般在5m以内；灌注时控制好导管提拔的时机，保证混凝土连续灌注；当灌注施工中出现钢筋笼上浮现象，则要合理调控混凝土灌注速率，快速恢复钢筋笼所在的原有位置；在混凝土灌注到一定高度后，提升导管，要求导管底部与笼体下部保持安全距离；灌注时跟踪测量导管插入灌注面的深度，灌注后的标高要超出顶部高程至少50cm，灌注后切断吊筋、拔出钢护筒，在桩顶上回填碎渣泥土；在混凝土强度达到设计值后，人工凿除桩头上的沉渣，凿除过程中不能破坏桩顶上部的钢筋。

2.2.2 桩间土喷锚护壁施工

（1）检测桩基混凝土的强度，当实测强度达到设计值的75%时，进入土方开挖工序，根据设计要求控制每层开挖深度，采用边开挖边完成支护的施工工艺；下层开挖时检查上部结构质量，当结构层达到强度要求后，再进行下一工作面开挖。

（2）采用人工成孔施工技术完成锚杆支护，在成孔过程中检查土层变化，确保实际土层与地质勘察资料相符；在成孔后检查质量，及时完成注浆施工。

（3）喷射混凝土前，先固定钢筋网片，要确保网片与坡体的距离满足设计要求。按从底部向顶部的顺序喷射混凝土，喷出位置与钢筋网面的距离要控制在合理范围内。可将网片前后填塞密实，并采取分层的方法喷射混凝土，为确保混凝土的喷射厚度达到设计要求，应在坡面上做好标记，喷射时每层厚度控制在5.0cm以内，面层较厚时，应分两次喷射[8]。当坡面上喷射的混凝土终凝后，要按照规范规定的方式开展养护，以此来预防混凝土早期开裂。

2.2.3 桩基础梁施工

（1）以设计方案作为主要依据，在桩体表面相应位置处标示出植筋的位置；根据钢筋的规格和数量，使用冲击钻钻孔，孔深控制在60cm左右。钻孔过程中若是遇到桩的主筋，则应避开，不可以对主筋截割，以免影响结构稳定性。

（2）成孔后，要及时清孔，可以用空压机吹扫，将孔内残渣清除干净；将化学黏合剂装入到注射器中，以手动的方式注入孔内，注入量控制在孔深的2/3；黏合剂注入后，应及时向孔内插入钢筋，插入前，在钢筋上标好深度，并对钢筋表面做除锈处理；插入植筋后，刷涂界面剂，浇筑混凝土即可。

2.2.4 预制板安装施工

（1）安装预制板前，要先定位放线，以挡土墙的分段坐标为依据，准确测放出面板的安装位置，确保每一段预制板都能一次性安装就位。

（2）放样后，按顺序安装预制墙面板，准备好固定组件，现场搅拌好混凝土备用。对墙面板吊装前，先对底梁顶面找平，吊装就位时，要确保垂直度偏差在允许范围内，之后用水平尺等仪器加以检测，确认合格后，与底梁连接。

2.2.5 顶梁施工

（1）顶梁施工前，应先将地面整平、夯实，此项工作可在墙面板吊装后开展，对挡墙侧方回填夯实，确保压实度达到规范标准及设计要求。在整平的地面上，搭设脚手架，操作前，要先将基础垫实，上方支撑体采用碗扣式支架。

（2）脚手架搭设完毕后，经检查确认牢固稳定，便可绑扎钢筋。绑扎前，要先将多余的桩头凿除，并将杂物、积水等清理干净。钢筋板扎的过程中，应在侧、下方加装混凝土垫块，以确保保护层的厚度达到设计要求。钢筋骨架绑扎完毕，质检验收合格后，测放出结构线位。

（3）模板在钢筋绑扎后支设，操作前，先将模板拼接好，接缝处用密封条填塞，避免漏浆，模板表面应均匀涂刷一层脱模剂，以便混凝土脱模。当模板支设好以后，便可浇筑混凝土。本工程中，采用吊车配合人工的方式浇筑，待浇筑一定量后，便可振捣密实，随后将混凝土表面刮平并压光。完成浇筑后，按规范要求，用塑料薄膜覆盖并洒水养生。