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彭市汉江特大桥大体积承台施工技术
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内容提示：以彭市汉江特大主墩承台施工为例,对大体积承台施工技术进行了介绍,从施工准备、钢筋加工和安装、模板工程、混凝土施工等方面入手,具体阐述了大体积承台施工工艺及操作要点,对今后同类桥梁承台施工具有指导意义。
1 工程概况
彭市汉江特大桥全长8 060. 805 m,共有墩台235个,主桥为118号~125号墩,其中119号和120号墩承台尺寸最大为26. 9 m×21. 1 m×5. 0 m,承台四角为1. 85 m圆弧倒角, C30混凝土共计2 823. 2 m3,承台顶部设有补块18. 4 m×12. 7 m×2. 5 m, C30混凝土共计584. 2 m3。主墩承台属大体积混凝土,二级钢筋共计302. 76 t。承台位于江面施工水位以下12. 514 m(施工水位为26. 5 m,承台底标高13. 986 m),由于主桥承台全部为水中作业,承台埋置又较深,施工难度很大。（参考《建筑中文网》）
2 施工总体计划
根据设计提供地质及水文资料,主墩承台采用钢套箱围堰进行施工,但根据施工时的现场实际水文和地质情况,经过方案优化比选改为筑岛法和钢板桩围堰施工。钢板桩围堰应做好支护,定时进行变形观测,以及基坑内防水、集水、排水工作。承台模板均采用大块定型钢模,钢筋由钢筋加工厂加工成型,运至现场进行绑扎安装,混凝土由拌和站集中搅拌,混凝土罐车运至现场,泵送入模。
3 承台施工方法及工艺
3.1 承台施工准备
1)测量定位。使用全站仪精确定出承台位置,水平仪测出承台底标高,并在围堰上做出标记。2)承台基底处理。检查围堰内是否有渗水漏水现象,采用棉絮和木楔填塞,承台四周设排水沟及集水井排除渗水,保证承台范围内无明显径流,将承台底部找平和清理干净后即可进行承台施工。
3.2 承台钢筋加工及安装
1)钢筋加工。承台钢筋在加工厂加工,钢筋加工时,当接长后的钢筋长度小于15 m时,直接在钢筋厂焊接连接;当接长后的钢筋长度大于15 m时,为了便于运输,要求在现场安装时焊接接长(或可拉至墩位双面焊接完成吊装绑扎)。同时,钢筋加工要满足以下各项要求: a.钢筋存放时在地面上垫枕木,编型号分批存放,上盖彩条布防雨生锈。b.钢筋锈蚀或污染要清除干净,带有颗粒状或片状老锈不得使用加工。c.钢筋在切割时,用钢筋切割机切割,不准使用氧炔焰或电焊条切割。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计图纸及规范要求。在常温状态下,钢筋的弯曲用钢筋弯曲机一次冷弯成型,严禁将钢筋加热后弯曲。d.加工成型后的钢筋按图纸编号做标识牌、垫枕木,分别整体存放。e.钢筋加工时,尺寸允许偏差必须符合设计及规范要求。对搭接焊接的钢筋接头应逐个进行检查,焊渣敲干净,焊缝表面应平顺,无缺口、裂纹和较大的焊瘤。.f钢筋的接头应设置在钢筋承受力最小处,并分散布置。配置在“同一截面”(同一截面是指35d长度范围,但不得小于0. 5 m)内受力钢筋接头的截面积,占受力钢筋总截面面积的百分率应小于50%。在同一根钢筋上应尽量少设接头。钢筋接头距离弯折点不得小于10倍钢筋直径。
2)钢筋安装。按设计及规范要求将下好料的钢筋绑扎到位,钢筋接头Φ28和Φ20全部采用机械连接(滚轧直螺纹套筒连接)。施工工序:首先,在承台底面上准确放样,测出钢筋布设位置,结合各种钢筋的相对位置,分清各结构钢筋的先后顺序,自下而上、由内到外进行安装。同时,要及时安装各桩头伸入承台部分的钢筋、接地钢筋。当承台钢筋安装到位后,测量放样,定出补块位置,按其预埋钢筋的设计间距和保护层厚度安装钢筋(本主墩墩身部分主筋穿过补块伸入承台内),注意为了避免主筋在浇筑承台混凝土时发生位移,影响其保护层,埋设主筋时应对原保护层放大2 cm~3 cm,并将主筋和承台钢筋点焊牢固,按墩身坡比设置,必要时可安装一部分补块或墩身钢筋的箍筋,以便保证钢筋的准确位置。同时考虑到补块立模时支撑的方便,在补块周围承台表面每隔1. 0 m埋设一根25 mm,长0. 5 m的钢筋下脚料,每根预埋钢筋离开补块0. 5 m,在承台表面外露0. 2 m。注意,补块和墩身主筋预埋时一定要先找到设计承台混凝土顶面,作为参考面确定其钢筋的埋设深度,决不能误把承台顶层钢筋顶面当成承台混凝土顶面。钢筋安装过程中,预埋钢筋与承台钢筋发生相碰时,可适当挪动承台钢筋,但钢筋数量不变。墩身预埋钢筋安装到位后,必须再次复测检查补块和墩身钢筋预埋的位置,确保预埋钢筋的准确位置。
3.3 模板安装
考虑到作业空间和围堰内支撑体系的影响,在承台钢筋绑扎前先将承台模板分块吊入围堰内,在承台范围外倚靠于钢板桩内壁上。
1)测量放出承台边线,并定出承台模板底标高,用混凝土和砂浆找平,要求承台底标高与设计一致,墩身立模位置承台顶标高可低2 cm以内,施工墩身时砂浆找平到设计标高(因墩身底部3 m为坡墩,标高变化直接影响模板配置及截面尺寸)。
2)根据施工技术要求,承台模板采用大块定型钢模板。承台钢模的结构尺寸及拼装见模板拼装图。
3)依据承台结构尺寸结合拼装图选用模板,按照模板编号分层安装,使用顶托和拉杆以及型钢分层加固。调拼安装完成并支撑牢固后,测量检查轴线、标高、尺寸及钢筋保护层厚度,并保证在浇筑过程中不变形、不移动。
3.4 接地装置安装
根据承台接地线的设计图,加工并安装承台接地线。承台接地线的材料选用、尺寸规格及其在承台中的相对位置,必须严格按照接地线的设计图施工。
另外,承台接地线安装完毕后,必须测量其电阻,且只有当接地线的电阻符合设计要求时(综合接地电阻值小于1Ω),才允许浇筑承台混凝土。
3.5 承台冷却管、测温导线及元件的加工和安装
承台冷却管采用50 mm的薄壁铁管弯制而成;测温导线及元件采用专用的装置。在承台内部共设置5层冷却水管, 4层测温导线,每层间距均为1 m,第一层冷却管距承台底0. 5 m。冷却管安装时,接头应连接牢靠,中间密封胶条应完整无破损,用防水胶带进行密封处理,并且做灌水试验检查,确保冷却管密封,不漏水。冷却管伸出承台后,进水口一端用橡胶管、水泵和储水罐连接,另一端使用橡胶管接出承台以外。在安装时,都必须保证其准确位置和安装的牢固性。
混凝土浇筑开始根据混凝土面高度,依次在冷却管中连续通水冷却,根据计算,出水口流量不小于0. 35 m/s。进水水温与混凝土内部温度差不大于20℃,冷却管内进出水温度差不大于10℃。在承台内部预埋测温导线,利用测温仪每隔2 h测量记录一次,承台内部和表面的温度差不得大于20℃。冷却管停水后仍每隔12 h监测混凝土内温度一次,尽量做到大体积混凝土内外温度差符合设计要求,减少温度梯度,对测温数据进行收集、整理、分析。确认不需要使用冷却管后,将冷却管道用不低于30号水泥砂浆灌满。
注意:测温仪器及冷却用水泵必须接专用电源,使用过程中不得断电,如必须停电时通知现场技术干部重新调试测温仪器,确保测温数据的连续性。
3.6 混凝土施工及措施
1)混凝土拌制。根据设计要求,承台混凝土为C30,设计方量为2 823. 2 m3,按照中心试验室设计的配合比拌制,拌制采用全自动集中拌和机拌和。
2)混凝土运输。混凝土采用混凝土运输车运至墩位,卸料前加速搅拌后入模。
3)混凝土浇筑。a.检查模板对中、接缝及钢筋保护层是否满足要求;检查模板加固是否安装牢固。b.机具及设备:安装好振动棒、串筒、串筒长度,要求混凝土面距串筒底口不大于2. 0 m;串筒数量以每6 m2安装一个。振动棒的数量以3 m2~4 m2一台。c.施工人员配置:振动棒每台配1人,施工人员10人,泵车放料配合2人,模板支撑检查人员2人。d.混凝土施工设串筒,采用分层水平施工,计算好分层混凝土浇筑时间,保证接头混凝土连接时间符合设计及规范要求。
3.7 承台混凝土的养护
1)混凝土浇筑后, 12 h内即应覆盖土工布或麻袋片洒水养护(养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃,直至规定的养护时间)。
2)当日平均气温低于5℃时,应采取保温措施,并不得洒水养护。
3)混凝土的洒水养护时间不得小于7 d,洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态,并不得有积水。养护用水与拌制用水相同。
4)新浇筑的混凝土强度未达1. 2MPa以前,不得在其表面来往行人或架设上层结构用的支撑和模板等设施。
3.8 拆模
1)混凝土强度达到2. 5MPa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,经现场技术管理人员通知后方可拆模。
2)拆模宜按立模顺序逆向进行,不得损伤混凝土,并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后,方可拆卸调运模板。拆模时,不得影响混凝土的养护工作。
彭市汉江特大桥全长8 060. 805 m,共有墩台235个,主桥为118号~125号墩,其中119号和120号墩承台尺寸最大为26. 9 m×21. 1 m×5. 0 m,承台四角为1. 85 m圆弧倒角, C30混凝土共计2 823. 2 m3,承台顶部设有补块18. 4 m×12. 7 m×2. 5 m, C30混凝土共计584. 2 m3。主墩承台属大体积混凝土,二级钢筋共计302. 76 t。承台位于江面施工水位以下12. 514 m(施工水位为26. 5 m,承台底标高13. 986 m),由于主桥承台全部为水中作业,承台埋置又较深,施工难度很大。（参考《建筑中文网》）
2 施工总体计划
根据设计提供地质及水文资料,主墩承台采用钢套箱围堰进行施工,但根据施工时的现场实际水文和地质情况,经过方案优化比选改为筑岛法和钢板桩围堰施工。钢板桩围堰应做好支护,定时进行变形观测,以及基坑内防水、集水、排水工作。承台模板均采用大块定型钢模,钢筋由钢筋加工厂加工成型,运至现场进行绑扎安装,混凝土由拌和站集中搅拌,混凝土罐车运至现场,泵送入模。
3 承台施工方法及工艺
3.1 承台施工准备
1)测量定位。使用全站仪精确定出承台位置,水平仪测出承台底标高,并在围堰上做出标记。2)承台基底处理。检查围堰内是否有渗水漏水现象,采用棉絮和木楔填塞,承台四周设排水沟及集水井排除渗水,保证承台范围内无明显径流,将承台底部找平和清理干净后即可进行承台施工。
3.2 承台钢筋加工及安装
1)钢筋加工。承台钢筋在加工厂加工,钢筋加工时,当接长后的钢筋长度小于15 m时,直接在钢筋厂焊接连接;当接长后的钢筋长度大于15 m时,为了便于运输,要求在现场安装时焊接接长(或可拉至墩位双面焊接完成吊装绑扎)。同时,钢筋加工要满足以下各项要求: a.钢筋存放时在地面上垫枕木,编型号分批存放,上盖彩条布防雨生锈。b.钢筋锈蚀或污染要清除干净,带有颗粒状或片状老锈不得使用加工。c.钢筋在切割时,用钢筋切割机切割,不准使用氧炔焰或电焊条切割。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计图纸及规范要求。在常温状态下,钢筋的弯曲用钢筋弯曲机一次冷弯成型,严禁将钢筋加热后弯曲。d.加工成型后的钢筋按图纸编号做标识牌、垫枕木,分别整体存放。e.钢筋加工时,尺寸允许偏差必须符合设计及规范要求。对搭接焊接的钢筋接头应逐个进行检查,焊渣敲干净,焊缝表面应平顺,无缺口、裂纹和较大的焊瘤。.f钢筋的接头应设置在钢筋承受力最小处,并分散布置。配置在“同一截面”(同一截面是指35d长度范围,但不得小于0. 5 m)内受力钢筋接头的截面积,占受力钢筋总截面面积的百分率应小于50%。在同一根钢筋上应尽量少设接头。钢筋接头距离弯折点不得小于10倍钢筋直径。
2)钢筋安装。按设计及规范要求将下好料的钢筋绑扎到位,钢筋接头Φ28和Φ20全部采用机械连接(滚轧直螺纹套筒连接)。施工工序:首先,在承台底面上准确放样,测出钢筋布设位置,结合各种钢筋的相对位置,分清各结构钢筋的先后顺序,自下而上、由内到外进行安装。同时,要及时安装各桩头伸入承台部分的钢筋、接地钢筋。当承台钢筋安装到位后,测量放样,定出补块位置,按其预埋钢筋的设计间距和保护层厚度安装钢筋(本主墩墩身部分主筋穿过补块伸入承台内),注意为了避免主筋在浇筑承台混凝土时发生位移,影响其保护层,埋设主筋时应对原保护层放大2 cm~3 cm,并将主筋和承台钢筋点焊牢固,按墩身坡比设置,必要时可安装一部分补块或墩身钢筋的箍筋,以便保证钢筋的准确位置。同时考虑到补块立模时支撑的方便,在补块周围承台表面每隔1. 0 m埋设一根25 mm,长0. 5 m的钢筋下脚料,每根预埋钢筋离开补块0. 5 m,在承台表面外露0. 2 m。注意,补块和墩身主筋预埋时一定要先找到设计承台混凝土顶面,作为参考面确定其钢筋的埋设深度,决不能误把承台顶层钢筋顶面当成承台混凝土顶面。钢筋安装过程中,预埋钢筋与承台钢筋发生相碰时,可适当挪动承台钢筋,但钢筋数量不变。墩身预埋钢筋安装到位后,必须再次复测检查补块和墩身钢筋预埋的位置,确保预埋钢筋的准确位置。
3.3 模板安装
考虑到作业空间和围堰内支撑体系的影响,在承台钢筋绑扎前先将承台模板分块吊入围堰内,在承台范围外倚靠于钢板桩内壁上。
1)测量放出承台边线,并定出承台模板底标高,用混凝土和砂浆找平,要求承台底标高与设计一致,墩身立模位置承台顶标高可低2 cm以内,施工墩身时砂浆找平到设计标高(因墩身底部3 m为坡墩,标高变化直接影响模板配置及截面尺寸)。
2)根据施工技术要求,承台模板采用大块定型钢模板。承台钢模的结构尺寸及拼装见模板拼装图。
3)依据承台结构尺寸结合拼装图选用模板,按照模板编号分层安装,使用顶托和拉杆以及型钢分层加固。调拼安装完成并支撑牢固后,测量检查轴线、标高、尺寸及钢筋保护层厚度,并保证在浇筑过程中不变形、不移动。
3.4 接地装置安装
根据承台接地线的设计图,加工并安装承台接地线。承台接地线的材料选用、尺寸规格及其在承台中的相对位置,必须严格按照接地线的设计图施工。
另外,承台接地线安装完毕后,必须测量其电阻,且只有当接地线的电阻符合设计要求时(综合接地电阻值小于1Ω),才允许浇筑承台混凝土。
3.5 承台冷却管、测温导线及元件的加工和安装
承台冷却管采用50 mm的薄壁铁管弯制而成;测温导线及元件采用专用的装置。在承台内部共设置5层冷却水管, 4层测温导线,每层间距均为1 m,第一层冷却管距承台底0. 5 m。冷却管安装时,接头应连接牢靠,中间密封胶条应完整无破损,用防水胶带进行密封处理,并且做灌水试验检查,确保冷却管密封,不漏水。冷却管伸出承台后,进水口一端用橡胶管、水泵和储水罐连接,另一端使用橡胶管接出承台以外。在安装时,都必须保证其准确位置和安装的牢固性。
混凝土浇筑开始根据混凝土面高度,依次在冷却管中连续通水冷却,根据计算,出水口流量不小于0. 35 m/s。进水水温与混凝土内部温度差不大于20℃,冷却管内进出水温度差不大于10℃。在承台内部预埋测温导线,利用测温仪每隔2 h测量记录一次,承台内部和表面的温度差不得大于20℃。冷却管停水后仍每隔12 h监测混凝土内温度一次,尽量做到大体积混凝土内外温度差符合设计要求,减少温度梯度,对测温数据进行收集、整理、分析。确认不需要使用冷却管后,将冷却管道用不低于30号水泥砂浆灌满。
注意:测温仪器及冷却用水泵必须接专用电源,使用过程中不得断电,如必须停电时通知现场技术干部重新调试测温仪器,确保测温数据的连续性。
3.6 混凝土施工及措施
1)混凝土拌制。根据设计要求,承台混凝土为C30,设计方量为2 823. 2 m3,按照中心试验室设计的配合比拌制,拌制采用全自动集中拌和机拌和。
2)混凝土运输。混凝土采用混凝土运输车运至墩位,卸料前加速搅拌后入模。
3)混凝土浇筑。a.检查模板对中、接缝及钢筋保护层是否满足要求;检查模板加固是否安装牢固。b.机具及设备:安装好振动棒、串筒、串筒长度,要求混凝土面距串筒底口不大于2. 0 m;串筒数量以每6 m2安装一个。振动棒的数量以3 m2~4 m2一台。c.施工人员配置:振动棒每台配1人,施工人员10人,泵车放料配合2人,模板支撑检查人员2人。d.混凝土施工设串筒,采用分层水平施工,计算好分层混凝土浇筑时间,保证接头混凝土连接时间符合设计及规范要求。
3.7 承台混凝土的养护
1)混凝土浇筑后, 12 h内即应覆盖土工布或麻袋片洒水养护(养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃,直至规定的养护时间)。
2)当日平均气温低于5℃时,应采取保温措施,并不得洒水养护。
3)混凝土的洒水养护时间不得小于7 d,洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态,并不得有积水。养护用水与拌制用水相同。
4)新浇筑的混凝土强度未达1. 2MPa以前,不得在其表面来往行人或架设上层结构用的支撑和模板等设施。
3.8 拆模
1)混凝土强度达到2. 5MPa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,经现场技术管理人员通知后方可拆模。
2)拆模宜按立模顺序逆向进行,不得损伤混凝土,并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后,方可拆卸调运模板。拆模时,不得影响混凝土的养护工作。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201108/15007.htm
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