大體積水中承臺施工工藝與方法

葉明鋒

【摘要】大體積水中承臺施工技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目上的應(yīng)用越重要，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對于橋梁工程大體積水中承臺關(guān)鍵工序的施工技術(shù)要點(diǎn)以及在施工過程中應(yīng)注意的各種問題及其應(yīng)對措施等方面進(jìn)行一些探討。

【關(guān)鍵詞】大體積；水中承臺；工藝與方法

一、引言

近年來，隨著國家對基礎(chǔ)設(shè)施投入的加大，使越來越多的工程項(xiàng)目得以開工建設(shè)。在工程項(xiàng)目的施工中，橋梁工程一直占據(jù)主要地位。其中大體積水中承臺施工技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目上的應(yīng)用，也越來越得到人們的重視。

二、工程概況

前山河特大橋主跨為90+160+90m波形鋼腹板連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，為本橋梁重難點(diǎn)部位。主墩位于水中，樁徑為2.8 m，樁基有效樁長為82 m，河流常年水位保持在水深6米左右，樁基采用在水上搭設(shè)施工平臺進(jìn)行鉆孔樁施工，水中基礎(chǔ)承臺設(shè)計(jì)為低樁承臺，根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮比較后決定采用鋼板樁圍堰進(jìn)行承臺施工。

三、鋼板樁圍堰施工工藝及方法

鉆孔樁施工完畢后進(jìn)行鋼板樁圍堰插打、封底混凝土澆筑，抽水后進(jìn)行承臺的施工。橋梁鉆孔樁施工完畢后，根據(jù)具體情況采用鋼板樁圍堰進(jìn)行承臺施工，鋼板樁圍堰施工工藝及方法如下。

（1）根據(jù)承臺的結(jié)構(gòu)形式，主橋鋼板樁圍堰采用矩形，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸離承臺邊的凈距為1米。鋼板樁圍堰材料如下：

定位樁四根，采用Φ630鋼管樁；導(dǎo)向框架采用32工字鋼；鋼板樁；角樁。

內(nèi)支撐及鋼圍囹：每排鋼圍囹采用兩根并排的40工字鋼，內(nèi)支撐采用Φ630鋼管樁，每層順橋向設(shè)橫撐，間距2米，在四個角分別設(shè)兩道斜撐。

（2）鋼板樁檢查

鋼板樁運(yùn)到工地后，應(yīng)進(jìn)行檢查、編號及登記。

鎖口檢查：用一塊長1.5m～2.0m符合類型、規(guī)格的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將所有同類型的鋼板樁做鎖口通過檢查。檢查是用絞車或卷揚(yáng)機(jī)拉動標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁平車，從樁頭至樁尾進(jìn)行。

凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均應(yīng)整修，按具體情況分別用冷彎、熱敲（溫度不超過800℃～1000℃）、焊補(bǔ)、鉚補(bǔ)、割補(bǔ)或接長。鋼板樁長度不夠時，可用同類型的鋼板樁等強(qiáng)度焊接接長，焊接時先對焊口或接口補(bǔ)焊合縫，再焊加固板，相鄰板接長縫應(yīng)注意錯開。

（3）鋼板樁的吊運(yùn)及插打

1）插打前的準(zhǔn)備

將鋼板樁圍堰的內(nèi)外籠廓線測量畫出，沿籠廓線搭設(shè)鋼板樁導(dǎo)向架，導(dǎo)向架距地面4m，邊框采用I40工字鋼，邊框固定在鋼管樁上，鋼管樁采用振動錘插打。

檢查插打鋼板樁的振動錘、吊車、汽車等設(shè)備，使配套成龍，以供使用。

2）鋼板樁的吊運(yùn)

鋼板樁的準(zhǔn)備工作完成后，汽運(yùn)至作業(yè)面，按插樁順序堆碼。堆碼層數(shù)最多不超過四層，每層用墊木擱置，其高差不得大于10mm，上下層墊木中線應(yīng)在同一直線上，允許偏差不得大于20mm。

3）鋼板樁的插打

用吊車的兩個吊鉤，將鋼板樁吊起，然后運(yùn)用兩個吊鉤起吊和下放，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，脫出小鉤移向安插位置，插出業(yè)已就位的鋼板樁鎖口中。起吊前，鎖口內(nèi)填嵌黃油瀝青混和料。

插打從上游中心開始，向兩側(cè)對稱依次插入，在下游側(cè)合攏。

插打鋼板樁時應(yīng)保證其傾斜度不大于0.5%，且要緊靠內(nèi)導(dǎo)框，其間隙不得大于20mm。

鋼板樁插打時，插一塊打一塊，到剩下最后幾塊時，改為先全部插入并使之合攏后，再逐根打到設(shè)計(jì)深度。

4）鋼板樁的合攏

由于各種因素的影響，鋼板樁合攏口不可能與設(shè)計(jì)尺寸絲毫不差，當(dāng)誤差不大時可采取千斤頂互頂、滑車組張拉等辦法調(diào)整合攏口尺寸，然后插入合攏鋼板樁。當(dāng)誤差較大采取上述措施仍無法合攏時，可制作異形鋼板樁進(jìn)行合攏。

5）鋼板樁圍堰可能遇到的問題及預(yù)防措施

a.插打鋼板樁預(yù)防傾斜的措施

在插鋼板樁前，在鎖口內(nèi)涂以潤滑油以減少鎖口的磨擦力。

采用復(fù)式滑車組糾正鋼板樁的傾斜。

在堅(jiān)實(shí)土地帶插鋼板時，可將樁尖截成一定角度，利用其反力，使已傾斜的鋼板樁逐步恢復(fù)正常。

b.鋼板樁鎖口漏水預(yù)防措施

鋼板樁由于插打不當(dāng)、吊裝不慎撞擊等作用，致使鎖口發(fā)生變形，出現(xiàn)滲漏。其補(bǔ)救措施是在漏水鎖口處的圍堰外側(cè)利用導(dǎo)管投撒細(xì)煤渣，煤渣沉至漏水高度處即可堵塞漏水?；蛴寐榇⒀b細(xì)煤渣沉入水中，用活扣反倒在漏水部位，亦可堵漏。

6）封底混凝土灌注

封底混凝土的厚度根據(jù)各墩位處的水深、鋼板樁插入長度、鉆孔樁大小間距等決定，封底強(qiáng)度等級按設(shè)計(jì)或水下C20考慮。

7）承臺抽水、支撐、開挖、堵漏

鋼板樁插打完畢后，即可抽水，水抽到第一層支撐的標(biāo)高以下50cm左右時，停止抽水，進(jìn)行第一道內(nèi)支撐安裝，安裝好了以后，接著抽水、開挖，到了第二道支撐標(biāo)高以下50cm左右時，停止抽水開挖，進(jìn)行第二道內(nèi)支撐的安裝，按著這樣的標(biāo)準(zhǔn)，再開挖到第三道支撐處，并做好支撐，最后開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高（包括封底混凝土的開挖），整體開挖到位后，要對鋼板樁圍堰進(jìn)行堵漏，堵漏采用用黃油浸泡過的棉絮，圍堰外側(cè)用塑料布進(jìn)行包裹，潛水員下去，底部用泥土堆壓，堵漏完成后，即可進(jìn)行承臺施工。

四、承臺施工

鋼板樁圍堰抽水堵漏后，按陸上承臺施工方法綁扎鋼筋、支立模板，澆筑混凝土，方法相同于陸上承臺施工方法，在此不再贅述。

五、大體積承臺防止裂縫措施

（1）嚴(yán)把材料關(guān)，合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比。

由于承臺較大，決不允許出現(xiàn)有害裂紋，選用低水化熱品種的水泥，有效地降低混凝土內(nèi)絕熱溫升，并摻加適量的粉煤灰和復(fù)合型高效外加劑，改變混凝土流變特性及降低水泥水化熱。改善骨料級配、降低水灰比、摻加混合料、摻加外加劑等方法減少水泥量。盡量采用水化熱低的礦渣水泥。

（2）埋設(shè)降溫冷卻管

通過設(shè)置冷卻管來控制混凝土內(nèi)部最高溫度、內(nèi)表溫差、降溫速率。通過冷卻水循環(huán)，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)表溫差，控制混凝土的內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，通過測溫點(diǎn)測量，掌握內(nèi)部各測點(diǎn)溫度變化，以便及時調(diào)整冷卻水的流量，控制溫差。

1）冷卻水管埋設(shè)

冷卻循環(huán)水管采用外徑57mm、壁厚3mm的鋼管，進(jìn)、出水口均引出混凝土面以上，且出水口有調(diào)節(jié)流量的水閥和測流量設(shè)備。

2）冷卻水管安裝時，要以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠，以防混凝土灌注時水管變形及脫落而發(fā)生堵水和漏水。

從混凝土澆筑起至混凝土澆筑完成后，半個月不間斷注水。具體時間根據(jù)量測結(jié)果確定，在出水中設(shè)置控制流量的水閥及測流量的設(shè)備，要求出水口流量不小于20L/min。嚴(yán)格控制進(jìn)出水口溫差及冷卻水與混凝土內(nèi)部最高溫度之差。施工中采用循環(huán)水作為冷卻水。

3）降低混凝土原材料溫度

水泥罐車裝運(yùn)水泥進(jìn)入拌和站的水泥儲藏罐后應(yīng)存放3天以上以降溫；粗骨料采用加棚遮蓋，并在使用前噴灑水霧降溫。在混凝土泵送過程中，對泵送管道進(jìn)行麻袋覆蓋，并派專人不停地澆水降溫。

4）混凝土分層澆筑

由于混凝土水化熱的溫升值大小與混凝土澆筑厚度密切相關(guān)，因此選擇適當(dāng)?shù)臐仓穸?，可增加散熱面，延長散熱時間，使水化熱最高溫升值降低。

5）保溫養(yǎng)護(hù)

加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)對混凝土的強(qiáng)度正常增長及防止收縮裂縫具有重要意義，混凝土終凝后在承臺頂面覆蓋土工布蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水采用冷卻管流出的循環(huán)水，以控制混凝土的內(nèi)表溫差在20℃以內(nèi)。同時，合理安排拆模時間。

6）混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測

在承臺混凝土內(nèi)部布置監(jiān)測點(diǎn)，對混凝土內(nèi)部平均最高溫度進(jìn)行監(jiān)測。從混凝土澆筑開始，每2h測一次，3天后每4h測一次，7天后每天測兩次，連續(xù)監(jiān)測14天，直至溫度變化基本穩(wěn)定。

六、結(jié)束語

綜上所述，對于大體積水中承臺施工技術(shù)，其關(guān)鍵處有兩點(diǎn)：一是水上承臺鋼板樁圍堰的搭設(shè)和加固；二大體積混凝土裂縫的預(yù)防，這需要我們嚴(yán)格控制施工中的各道工序，同時制定好相應(yīng)的措施，盡量減少意外和病害的發(fā)生，確保承臺施工質(zhì)量。