道路橋梁施工技術要點分析

賈志賀，馬澤林，尹月華

（1.北京中勞鴻業人力資源管理有限公司，北京 100020；2.北京市政路橋管理養護集團有限公司，北京 100020）

0 引言

隨著社會的不斷發展和城市化進程的加速，道路橋梁作為城市交通的重要組成部分，其建設與維護對于城市發展至關重要。然而，在日益復雜多變的工程環境中，道路橋梁施工技術面臨著前所未有的挑戰。為確保工程的安全、高效和可持續發展，深入探討并全面了解道路橋梁施工技術的要點顯得尤為迫切。

1 道路橋梁土方與基礎結構施工技術

1.1 土方開挖

土方開挖是土木工程中道路和橋梁施工的重要環節，涉及土地的剝離、移動以及后續的填土工作。

土方開挖主要包括機械開挖和手工開挖，機械開挖通常采用挖掘機、裝載機等大型機械進行施工。這些設備能夠高效地移除大量土方，尤其適用于大面積土方工程。而在狹小或限制性條件下，可能需要使用手工工具進行土方開挖，如鐵鍬、鎬等，并且需要更多的人力和時間。無論采用哪種開挖形式，開挖的順序都是從高處到低處，避免坡面坍塌等危險，以減少施工過程中的不穩定性和安全風險。同時，土方開挖應遵循設計圖紙的規劃，確保開挖的深度和位置準確無誤。另外，在開挖過程中，必須定期測量土方的深度和坡度，以確保其符合設計要求，還要控制水分含量，以防止土方在開挖和運輸過程中變得太濕或太干，從而影響其穩定性。運輸土方時，要選擇合適的運輸工具，如卡車或輸送帶，以確保土方被有效地運輸到指定位置。另外，還要建立合適的交通管理系統，以確保土方運輸不會干擾其他施工活動或交通流[1]。

1.2 土方回填

回填施工時，應選擇適當的填土材料，通常是細顆粒的砂土或碎石，以確保填土層的穩定性和排水性能，并且材料的質量應符合相關標準和規范。填土應均勻分布，同時使用壓路機等壓實設備并逐層壓實，填土層的厚度應符合設計要求，不得超過規定的厚度，避免不必要的沉降和變形。此外，在填土過程中，需要考慮到填土層的穩定性，尤其是在軟基或不穩定土壤情況下，通過密實度測試、含水率測試等，確保填土質量符合設計要求。

1.3 基礎施工

1.3.1 地基處理

在施工前，進行詳盡的地基勘測，主要包括土壤類型、含水層、地下巖石等信息，以了解地下土層的性質和特征?；蛘哌M行地質和地球物理分析，以評估地基的穩定性和承載能力，并確定是否需要進行地基處理。地基處理的方法通常包括以下幾種：一是土壤加固，使用改良材料如石灰、水泥或土壤改良劑來提高土壤的承載能力和穩定性。二是基礎深埋,在軟土或不穩定土層下加固地基，通常采用樁、灌注樁或地下墻等深基礎。三是土石方加固,在不適合直接建設基礎的地方，進行土石方加固，包括挖土填方、填土加固等方法。四是排水處理,解決高地下水位或積水問題，可以采用排水設施，如排水管、土工織物和排水材料。五是地基換填,將不適合建筑的地基土替換為更適合的填土，以提高承載能力和穩定性[2]。

1.3.2 基礎類型和施工方法

基礎類型可以分為淺基礎和深基礎。淺基礎適用于較淺的土層中，常見類型包括：一是基礎底板，通常用于建筑物的承載墻或柱的支撐，底板位于地面以下。二是踏板基礎，適用于輕型建筑和小型橋梁，是一種淺基礎的延伸形式，通常用于減少局部沉降。三是筏基礎，用于大型建筑和重型設備的支撐，涵蓋整個建筑或結構底部，分散荷載。

深基礎適用于深層土層中，常見類型包括：一是樁基礎，使用樁（通常是混凝土、鋼或木制成的）來支撐建筑物或結構，適用于較深的土層。二是錨桿基礎，用于巖石或深層土壤中，通過將鋼筋桿或鋼索錨固到地下以提供額外的支撐。三是地下墻基礎，一種深基礎類型，通常用于邊坡穩定和擋土墻。

此外，樁基礎施工時，樁可在工廠中預制，然后在施工現場安裝，能夠提高質量和施工速度。通過使用振動或沖擊裝置將樁推入地下，可以確保樁的垂直度和深度。另外，可通過在地下鉆孔并在孔中灌注混凝土來形成樁。而筏基礎施工時，筏板也可以在工廠中預制，然后運輸到現場進行安裝和連接，在現場澆筑混凝土，確保筏板厚度均勻，并且通過在筏板中嵌入鋼筋來增強筏的承載能力。地下連續墻基礎施工時，通過挖掘土壤、建立墻體模板，然后澆筑混凝土墻來構建地下墻基礎，之后在墻體中加入鋼筋以提高穩定性。地下連續墻的穩定性和排水管理非常重要，因此需要采取適當的措施來防止滲水和滑坡[3-4]。

1.4 結構施工

1.4.1 橋梁梁板和支撐結構

首先，根據橋梁設計要求和項目特點選擇合適的梁板類型，如預應力混凝土梁、鋼梁、鋼-混凝土組合梁等。其次，預制梁板的制造通常在工廠或預制場地進行，主要包括混凝土的澆筑、預應力筋的張拉以及鋼梁的制造等工序，這樣能夠確保質量和尺寸的一致性。同時，預制梁板需要使用吊裝設備安全運輸到施工現場，因此吊裝計劃和設備的選用也是至關重要的。如果采用現場澆筑的方法，需要注意混凝土的質量和工藝控制以及梁板之間的正確連接，以確保橋梁的一體性和承載能力。另外，對于預應力梁板，為了保證其具有足夠的承載能力，需要進行預應力筋的張拉和錨固。再次，橋梁支撐結構通常包括支座和墩臺，支座施工需要對橋梁的基礎進行詳細的檢查，確保其平整度和承載力滿足設計要求。然后，根據設計圖紙確定支座的位置和數量。再將支座放置在預定的位置，并使用專用的設備進行固定，確保支座的水平度和垂直度，以保證橋梁的穩定性。而墩臺施工主要包括基礎處理、墩臺模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等步驟。在施工過程中要注意混凝土質量、速度和振搗，并進行檢測和驗收，確保質量和安全。最后，如果橋梁結構需要橫隔梁，在安裝過程中需要確保它們正確連接到梁板和支撐結構，以提供穩定的橋梁框架。

1.4.2 道路鋪設

首先，瀝青混凝土是常見的道路表層鋪設材料，其關鍵步驟包括：一是瀝青混凝土混合物的制備，確保質量和成分符合要求。二是攤鋪機械的選擇和調整，確保材料均勻分布。三是瀝青混凝土的攤鋪和均勻壓實，以確保表層平整和緊實。其次，碎石道路通常需要鋪設一層碎石表層，關鍵步驟包括：第一，碎石的選擇和篩選，確保顆粒分布和質量合格。第二，碎石的攤鋪和壓實，以確保表層穩定和排水良好。最后，水泥混凝土道路則需要確?；炷恋馁|量和均勻分布，關鍵步驟包括混凝土的制備（混合、運輸和澆筑）以及使用攤鋪機和振搗機進行混凝土的攤鋪和振實。

1.4.3 混凝土澆筑

混凝土的主要原材料包括水、水泥、骨料和粉煤灰等。在澆筑混凝土之前，應根據工程的要求和環境條件設計適當的混凝土配合比，包括水灰比、骨料比例、添加劑等參數。在拌和站或混凝土拌和車上，將水、水泥、骨料和其他混凝土成分拌和均勻，并且嚴格控制拌和時間與速度，以確?；炷恋囊恢滦院途鶆蛐?。通常使用混凝土泵、輸送帶或拌和車將混凝土從拌和站輸送到澆筑地點，輸送過程中需要防止混凝土分離或流失。此外，在澆筑之前，還應準備好模板和支撐結構，然后將混凝土均勻、連續地澆入模板中?；炷翍獜囊粋€端口開始，然后逐漸鋪開，以減少氣孔和分層。澆筑后需要使用振搗機振搗，以去除空氣泡和提高混凝土的密實度，振搗時間和頻率需要根據混凝土類型和工程要求進行控制。對于某些混凝土表層，可能需要進行特殊處理，如拋光、刷面、花紋和防水處理?；炷翝仓笮枰m當的養護，通常包括濕潤養護或覆蓋保護，以確?；炷林饾u獲得足夠的強度。

2 道路橋梁施工機械設備和技術創新

2.1 施工機械和設備

2.1.1 起重機械

在施工前，需要根據具體任務的要求和工程環境選擇適當類型的起重機械，如塔式起重機、履帶吊車、汽車吊車、起重裝置等。同時，了解起重機械的參數，如最大起重能力、工作半徑、起重高度、工作速度、起升速度和回轉速度等。這些參數對于安全和效率至關重要，應根據工程需求合理選擇。在起重機械到達施工現場之前，需要準備適當的基礎設施，如起重機械的安裝底座、支撐材料和支撐結構。這些基礎設施必須能夠承受起重機械的重量和提供穩定的支撐。另外，需要制訂詳細的吊裝計劃，包括吊裝順序、吊裝點的選擇、吊裝角度和使用的吊裝配件（如吊鉤、吊索、吊具等），計劃應考慮施工安全和效率。值得注意的是，起重機械的操作需要專業的操作員，他們應受過培訓并具備必要的資質，操作員必須了解機械的操作控制、安全規程和緊急情況的處理。

2.1.2 挖掘機械

挖掘機械有各種型號和規格，根據具體任務和工程要求選擇合適的挖掘機械，包括挖掘機械的類型（輪式挖掘機或履帶挖掘機）、挖掘深度和挖掘力。在挖掘機械開始工作前，需要明確定義作業范圍和挖掘深度，以確保施工過程中的準確性和安全性。同時了解施工地點的土壤類型和地質條件，以適應不同類型的挖掘工作，如砂、泥、巖石或淤泥。還需制訂詳細的挖掘作業計劃，包括挖掘機械的起始位置、作業順序、挖掘深度和挖掘方向等，計劃應考慮施工安全和效率。在挖掘過程中，使用監測設備來實時監測挖掘參數，如深度、坡度、穩定性等，這有助于確保挖掘的精確性和安全性。

2.2 先進技術和創新

2.2.1 數字建模和仿真

數字建模允許工程師創建高度精確的三維模型，以模擬結構和系統的行為。這些模型可以用于性能分析、強度計算、動力學研究等，從而幫助工程師更好地了解工程項目。數字建模和仿真可以幫助工程師在設計階段檢測潛在問題，減少施工中的錯誤和重復工作。通過虛擬模型，團隊成員可以更好地理解工程設計，提供反饋并協同工作。數字建模使工程師能夠嘗試多種設計方案，進行性能比較，并選擇最佳方案，以實現更高效、可持續和經濟的工程解決方案。數字建模和仿真還可以用于模擬不同情景，如地震、洪水、風力等極端條件下的結構性能，有助于設計更安全和可靠的工程。

2.2.23 D打印和預制構件

3D打印技術可用于直接在施工現場或工廠中制造建筑構件，如墻體、梁柱、基礎等。這可以顯著縮短施工時間，降低施工成本，提高施工精度和質量。此外，3D打印技術還能使復雜幾何形狀和結構的建筑更易于實現。預制構件技術涉及在工廠中制造建筑元件，然后將它們運輸到施工現場進行組裝，這降低了施工現場的工作量，提高了工程質量和施工速度。預制構件還可以大規模生產，減少浪費和降低成本。3D打印和預制構件技術有助于減少建筑廢棄物，降低資源消耗，從而提高建筑項目的可持續性。此外，3D打印和預制構件技術使建筑物的定制化更容易實現，可以根據特定需求定制構件，提供更適合用戶需求的解決方案。

3 環保和可持續性

3.1 節能減排措施

通過采用節能減排設計原則，如合理規劃建筑朝向、采用高性能絕緣材料、利用自然采光和通風等，可降低建筑的能源消耗；或者選擇高效的暖通空調系統、照明系統和電氣設備，以減少用電和熱能的浪費；智能控制系統也有助于實現能源的有效管理。此外，施工單位還應加強對施工現場的管理，確保施工過程中不會對周圍環境造成污染。例如，可以采取封閉式施工、設置防塵網、定期清理施工現場等措施?？傊?，環保和可持續性的節能減排措施對于道路橋梁施工來說至關重要，它不僅有助于保護環境，還能為社會帶來長遠的利益。

3.2 可再生材料的使用

木材和竹材是天然可再生材料，用于建筑結構，采用可持續林業管理和認證，確保資源的可再生性。再生材料還包括再生鋼鐵、再生混凝土和再生玻璃等，它們通過回收和重新加工廢棄材料，減少了新材料的需求。此外，這些材料還可以提高橋梁的耐久性和安全性，延長使用壽命。因此，在道路橋梁施工中，應積極推廣使用這些環保和可持續性的可再生材料，以實現經濟、社會和環境的協調發展。

3.3 生態保護和生態修復

在工程規劃階段，鑒定和劃定生態保護區，以保留和保護關鍵的自然生態系統，如濕地、森林和水體，或者設計野生動植物通道，以確保野生動物能夠穿越工程區域，減少生態斷裂。同時，實施雨水管理系統，以減少徑流和水污染，促進地下水補給。此外，還可以采用土壤保護措施，包括植被覆蓋、土壤固化和土壤修復，以減輕土壤侵蝕和退化。如果工程涉及棲息地破壞，需要實施棲息地恢復計劃，以幫助受影響的野生動植物種群。

4 結語

隨著社會的不斷發展和城市化進程的加速，道路橋梁作為城市交通的重要組成部分，其建設與維護對于城市發展至關重要。通過深入理解和應用這些技術的要點，可以更好地滿足不斷增長的基礎設施需求，同時保護環境、提高可持續性。未來，隨著技術的不斷發展，道路橋梁工程領域將迎來更多創新，為社會帶來更多的機遇和挑戰。