大體積承臺(tái)施工技術(shù)

楊仁治

1 工程概況

彭市漢江特大橋全長(zhǎng)8 060.805m，共有墩臺(tái)235個(gè)，主橋?yàn)?18號(hào)～125號(hào)墩，其中119號(hào)和 120號(hào)墩承臺(tái)尺寸最大為 26.9m× 21.1m×5.0m，承臺(tái)四角為1.85m圓弧倒角，C30混凝土共計(jì)2 823.2m3，承臺(tái)頂部設(shè)有補(bǔ)塊18.4m×12.7m×2.5m，C30混凝土共計(jì) 584.2 m3。主墩承臺(tái)屬大體積混凝土，二級(jí)鋼筋共計(jì)302.76 t。承臺(tái)位于江面施工水位以下 12.514 m(施工水位為26.5m，承臺(tái)底標(biāo)高13.986m)，由于主橋承臺(tái)全部為水中作業(yè)，承臺(tái)埋置又較深，施工難度很大。

2 施工總體計(jì)劃

根據(jù)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)及水文資料，主墩承臺(tái)采用鋼套箱圍堰進(jìn)行施工，但根據(jù)施工時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水文和地質(zhì)情況，經(jīng)過方案優(yōu)化比選改為筑島法和鋼板樁圍堰施工。鋼板樁圍堰應(yīng)做好支護(hù)，定時(shí)進(jìn)行變形觀測(cè)，以及基坑內(nèi)防水、集水、排水工作。承臺(tái)模板均采用大塊定型鋼模，鋼筋由鋼筋加工廠加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎安裝，混凝土由拌和站集中攪拌，混凝土罐車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，泵送入模。

3 承臺(tái)施工方法及工藝

3.1 承臺(tái)施工準(zhǔn)備

1)測(cè)量定位。使用全站儀精確定出承臺(tái)位置，水平儀測(cè)出承臺(tái)底標(biāo)高，并在圍堰上做出標(biāo)記。2)承臺(tái)基底處理。檢查圍堰內(nèi)是否有滲水漏水現(xiàn)象，采用棉絮和木楔填塞，承臺(tái)四周設(shè)排水溝及集水井排除滲水，保證承臺(tái)范圍內(nèi)無明顯徑流，將承臺(tái)底部找平和清理干凈后即可進(jìn)行承臺(tái)施工。

3.2 承臺(tái)鋼筋加工及安裝

1)鋼筋加工。承臺(tái)鋼筋在加工廠加工，鋼筋加工時(shí)，當(dāng)接長(zhǎng)后的鋼筋長(zhǎng)度小于 15m時(shí)，直接在鋼筋廠焊接連接;當(dāng)接長(zhǎng)后的鋼筋長(zhǎng)度大于 15m時(shí)，為了便于運(yùn)輸，要求在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)焊接接長(zhǎng)(或可拉至墩位雙面焊接完成吊裝綁扎)。同時(shí)，鋼筋加工要滿足以下各項(xiàng)要求:a.鋼筋存放時(shí)在地面上墊枕木，編型號(hào)分批存放，上蓋彩條布防雨生銹。b.鋼筋銹蝕或污染要清除干凈，帶有顆粒狀或片狀老銹不得使用加工。c.鋼筋在切割時(shí)，用鋼筋切割機(jī)切割，不準(zhǔn)使用氧炔焰或電焊條切割。鋼筋的彎制和末端彎鉤應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求。在常溫狀態(tài)下，鋼筋的彎曲用鋼筋彎曲機(jī)一次冷彎成型，嚴(yán)禁將鋼筋加熱后彎曲。d.加工成型后的鋼筋按圖紙編號(hào)做標(biāo)識(shí)牌、墊枕木，分別整體存放。e.鋼筋加工時(shí)，尺寸允許偏差必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。對(duì)搭接焊接的鋼筋接頭應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行檢查，焊渣敲干凈，焊縫表面應(yīng)平順，無缺口、裂紋和較大的焊瘤。f.鋼筋的接頭應(yīng)設(shè)置在鋼筋承受力最小處，并分散布置。配置在“同一截面”(同一截面是指 35d長(zhǎng)度范圍，但不得小于0.5m)內(nèi)受力鋼筋接頭的截面積，占受力鋼筋總截面面積的百分率應(yīng)小于 50%。在同一根鋼筋上應(yīng)盡量少設(shè)接頭。鋼筋接頭距離彎折點(diǎn)不得小于 10倍鋼筋直徑。

2)鋼筋安裝。按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求將下好料的鋼筋綁扎到位，鋼筋接頭 Φ28和 Φ20全部采用機(jī)械連接(滾軋直螺紋套筒連接)。施工工序:首先，在承臺(tái)底面上準(zhǔn)確放樣，測(cè)出鋼筋布設(shè)位置，結(jié)合各種鋼筋的相對(duì)位置，分清各結(jié)構(gòu)鋼筋的先后順序，自下而上、由內(nèi)到外進(jìn)行安裝。同時(shí)，要及時(shí)安裝各樁頭伸入承臺(tái)部分的鋼筋、接地鋼筋。當(dāng)承臺(tái)鋼筋安裝到位后，測(cè)量放樣，定出補(bǔ)塊位置，按其預(yù)埋鋼筋的設(shè)計(jì)間距和保護(hù)層厚度安裝鋼筋(本主墩墩身部分主筋穿過補(bǔ)塊伸入承臺(tái)內(nèi))，注意為了避免主筋在澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r發(fā)生位移，影響其保護(hù)層，埋設(shè)主筋時(shí)應(yīng)對(duì)原保護(hù)層放大2 cm～3 cm，并將主筋和承臺(tái)鋼筋點(diǎn)焊牢固，按墩身坡比設(shè)置，必要時(shí)可安裝一部分補(bǔ)塊或墩身鋼筋的箍筋，以便保證鋼筋的準(zhǔn)確位置。同時(shí)考慮到補(bǔ)塊立模時(shí)支撐的方便，在補(bǔ)塊周圍承臺(tái)表面每隔1.0m埋設(shè)一根φ25mm，長(zhǎng)0.5m的鋼筋下腳料，每根預(yù)埋鋼筋離開補(bǔ)塊0.5m，在承臺(tái)表面外露0.2m。注意，補(bǔ)塊和墩身主筋預(yù)埋時(shí)一定要先找到設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土頂面，作為參考面確定其鋼筋的埋設(shè)深度，決不能誤把承臺(tái)頂層鋼筋頂面當(dāng)成承臺(tái)混凝土頂面。鋼筋安裝過程中，預(yù)埋鋼筋與承臺(tái)鋼筋發(fā)生相碰時(shí)，可適當(dāng)挪動(dòng)承臺(tái)鋼筋，但鋼筋數(shù)量不變。墩身預(yù)埋鋼筋安裝到位后，必須再次復(fù)測(cè)檢查補(bǔ)塊和墩身鋼筋預(yù)埋的位置，確保預(yù)埋鋼筋的準(zhǔn)確位置。

3.3 模板安裝

考慮到作業(yè)空間和圍堰內(nèi)支撐體系的影響，在承臺(tái)鋼筋綁扎前先將承臺(tái)模板分塊吊入圍堰內(nèi)，在承臺(tái)范圍外倚靠于鋼板樁內(nèi)壁上。

1)測(cè)量放出承臺(tái)邊線，并定出承臺(tái)模板底標(biāo)高，用混凝土和砂漿找平，要求承臺(tái)底標(biāo)高與設(shè)計(jì)一致，墩身立模位置承臺(tái)頂標(biāo)高可低2 cm以內(nèi)，施工墩身時(shí)砂漿找平到設(shè)計(jì)標(biāo)高(因墩身底部3m為坡墩，標(biāo)高變化直接影響模板配置及截面尺寸)。

2)根據(jù)施工技術(shù)要求，承臺(tái)模板采用大塊定型鋼模板。承臺(tái)鋼模的結(jié)構(gòu)尺寸及拼裝見模板拼裝圖。

3)依據(jù)承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)合拼裝圖選用模板，按照模板編號(hào)分層安裝，使用頂托和拉桿以及型鋼分層加固。調(diào)拼安裝完成并支撐牢固后，測(cè)量檢查軸線、標(biāo)高、尺寸及鋼筋保護(hù)層厚度，并保證在澆筑過程中不變形、不移動(dòng)。

3.4 接地裝置安裝

根據(jù)承臺(tái)接地線的設(shè)計(jì)圖，加工并安裝承臺(tái)接地線。承臺(tái)接地線的材料選用、尺寸規(guī)格及其在承臺(tái)中的相對(duì)位置，必須嚴(yán)格按照接地線的設(shè)計(jì)圖施工。

另外，承臺(tái)接地線安裝完畢后，必須測(cè)量其電阻，且只有當(dāng)接地線的電阻符合設(shè)計(jì)要求時(shí)(綜合接地電阻值小于 1Ω)，才允許澆筑承臺(tái)混凝土。

3.5 承臺(tái)冷卻管、測(cè)溫導(dǎo)線及元件的加工和安裝

承臺(tái)冷卻管采用φ50mm的薄壁鐵管彎制而成;測(cè)溫導(dǎo)線及元件采用專用的裝置。在承臺(tái)內(nèi)部共設(shè)置 5層冷卻水管，4層測(cè)溫導(dǎo)線，每層間距均為1m，第一層冷卻管距承臺(tái)底0.5m。冷卻管安裝時(shí)，接頭應(yīng)連接牢靠，中間密封膠條應(yīng)完整無破損，用防水膠帶進(jìn)行密封處理，并且做灌水試驗(yàn)檢查，確保冷卻管密封，不漏水。冷卻管伸出承臺(tái)后，進(jìn)水口一端用橡膠管、水泵和儲(chǔ)水罐連接，另一端使用橡膠管接出承臺(tái)以外。在安裝時(shí)，都必須保證其準(zhǔn)確位置和安裝的牢固性。

混凝土澆筑開始根據(jù)混凝土面高度，依次在冷卻管中連續(xù)通水冷卻，根據(jù)計(jì)算，出水口流量不小于0.35m/s。進(jìn)水水溫與混凝土內(nèi)部溫度差不大于 20℃，冷卻管內(nèi)進(jìn)出水溫度差不大于 10℃。在承臺(tái)內(nèi)部預(yù)埋測(cè)溫導(dǎo)線，利用測(cè)溫儀每隔 2 h測(cè)量記錄一次，承臺(tái)內(nèi)部和表面的溫度差不得大于 20℃。冷卻管停水后仍每隔12 h監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)溫度一次，盡量做到大體積混凝土內(nèi)外溫度差符合設(shè)計(jì)要求，減少溫度梯度，對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、分析。確認(rèn)不需要使用冷卻管后，將冷卻管道用不低于 30號(hào)水泥砂漿灌滿。

注意:測(cè)溫儀器及冷卻用水泵必須接專用電源，使用過程中不得斷電，如必須停電時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)干部重新調(diào)試測(cè)溫儀器，確保測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的連續(xù)性。

3.6 混凝土施工及措施

1)混凝土拌制。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，承臺(tái)混凝土為C30，設(shè)計(jì)方量為 2 823.2m3，按照中心試驗(yàn)室設(shè)計(jì)的配合比拌制，拌制采用全自動(dòng)集中拌和機(jī)拌和。

2)混凝土運(yùn)輸?；炷敛捎没炷吝\(yùn)輸車運(yùn)至墩位，卸料前加速攪拌后入模。

3)混凝土澆筑。a.檢查模板對(duì)中、接縫及鋼筋保護(hù)層是否滿足要求;檢查模板加固是否安裝牢固。b.機(jī)具及設(shè)備:安裝好振動(dòng)棒、串筒、串筒長(zhǎng)度，要求混凝土面距串筒底口不大于 2.0m;串筒數(shù)量以每 6m2安裝一個(gè)。振動(dòng)棒的數(shù)量以 3m2～4 m2一臺(tái)。c.施工人員配置:振動(dòng)棒每臺(tái)配 1人，施工人員 10人，泵車放料配合 2人，模板支撐檢查人員 2人。d.混凝土施工設(shè)串筒，采用分層水平施工，計(jì)算好分層混凝土澆筑時(shí)間，保證接頭混凝土連接時(shí)間符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.7 承臺(tái)混凝土的養(yǎng)護(hù)

1)混凝土澆筑后，12 h內(nèi)即應(yīng)覆蓋土工布或麻袋片灑水養(yǎng)護(hù)(養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于 15℃，直至規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間)。

2)當(dāng)日平均氣溫低于 5℃時(shí)，應(yīng)采取保溫措施，并不得灑水養(yǎng)護(hù)。

3)混凝土的灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于 7 d，灑水次數(shù)應(yīng)以混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，并不得有積水。養(yǎng)護(hù)用水與拌制用水相同。

4)新澆筑的混凝土強(qiáng)度未達(dá)1.2MPa以前，不得在其表面來往行人或架設(shè)上層結(jié)構(gòu)用的支撐和模板等設(shè)施。

3.8 拆模

1)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時(shí)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員通知后方可拆模。

2)拆模宜按立模順序逆向進(jìn)行，不得損傷混凝土，并減少模板破損。當(dāng)模板與混凝土脫離后，方可拆卸調(diào)運(yùn)模板。拆模時(shí)，不得影響混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

3)拆模后應(yīng)及時(shí)回填基坑。

4 結(jié)語

因承臺(tái)混凝土體積大、鋼筋布置密，故在施工時(shí)必須針對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行綜合研究，定出施工方案，保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。做到鋼筋加工、運(yùn)輸、安裝的方便安全;設(shè)計(jì)的模板強(qiáng)度合理，便于安裝和加固;拌和的混凝土水灰比合理、流動(dòng)性良好、坍落度適宜，確?；炷翝仓倪B續(xù)性、振搗方式正確、養(yǎng)護(hù)到位、機(jī)械配置合理;混凝土澆筑后，立即在冷卻管中連續(xù)通水冷卻15 d，并每隔 2 h測(cè)量記錄一次，使施工完的混凝土內(nèi)實(shí)外光。

[1] 吳子峰.大體積混凝土的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].山西建筑，2009，35(1):176-177.