廈漳跨海大橋北汊主橋BZP3#主塔墩承臺施工

胡銀平

摘 要：廈漳跨海大橋北汊主橋BZP3#主塔墩位于九龍江入?？冢信_采用鎖口單壁鋼套箱進行施工，施工難度大。

關(guān)鍵詞：跨海大橋；主塔墩；承臺；鎖口；鋼套箱；圍堰

1 工程概況

廈漳跨海大橋工程位于廈門海滄區(qū)與漳州交界、九龍江入海口處。路線全長9.333km，其中橋梁長度8.546km。北汊橋梁長6.692km，南汊橋梁長1.854km，海門島及漳州岸接線（即海門立交）長0.787km，按車速100km/h雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，路基寬度33.5m，橋梁寬度33m，設(shè)計荷載為公路-I級。大橋工程主要包括北汊北引橋、北汊主橋、北汊南引橋、海門島立交及收費服務(wù)區(qū)、南汊橋、海平互通立交組成。

本文重點闡述北汊主橋BZP3#主塔墩承臺施工。

2 承臺施工

2.1 概述

BZP3#墩承臺橫橋向長42m，順橋向?qū)?9m，其平面設(shè)計為帶圓角的矩形，四個角上的圓弧半徑為R=2.50m；承臺頂標(biāo)高+3.7m，底標(biāo)高-2.80m，厚度6.5m，承臺混凝土方量7883m3，平面面積1213m2。

2.2 圍堰施工

結(jié)合水文地質(zhì)條件， 本墩采用鎖口單壁套箱圍堰施工，橋位處平均高潮位為+2.411m，最高高潮位為+4.511m，平均波浪高度1.76m，圍堰頂標(biāo)高考慮為+5.0m，底標(biāo)高為-7.0m（入土深度為3.2～3.4m），封底厚度為1.6m。配備一套圍堰及承臺模板。鉆孔樁施工完成后，拆除鉆孔平臺，在周邊護筒上焊接導(dǎo)梁支撐牛腿，安裝導(dǎo)梁和內(nèi)支撐，插打鎖口式單壁套箱圍堰側(cè)板。

圍堰側(cè)板、導(dǎo)梁及內(nèi)支撐經(jīng)計算均符合要求。

鎖口式套箱圍堰的設(shè)計及制造應(yīng)保證其強度、剛度、密封性能達到使用要求。圍堰加工分塊根據(jù)吊機起吊能力確定，制造完成后，根據(jù)設(shè)計、規(guī)范要求對其質(zhì)量嚴(yán)格檢查驗收，現(xiàn)場采用龍門吊或履帶吊在支棧橋上分塊拼裝插打的方法施工。

圖1 主塔墩鎖口套箱圍堰布置圖

2.2.1 鎖口套箱圍堰施工準(zhǔn)備

①準(zhǔn)備模板護腳砂袋；

②根據(jù)設(shè)計圖紙安裝導(dǎo)環(huán)牛腿；

③按設(shè)計圖預(yù)拼套箱側(cè)板；

④套箱模板的驗收和試插；

⑤嚴(yán)格按圖紙制作內(nèi)支撐及導(dǎo)梁；

⑥利用抓泥斗和吸泥機將套箱圍堰范圍內(nèi)河床大致清平；

⑦拆除平臺，切割部分護筒，準(zhǔn)備好導(dǎo)環(huán)牛腿材料。

2.2.2 安裝導(dǎo)梁

割除與內(nèi)支撐相沖突的鋼護筒，在鋼護筒上根據(jù)設(shè)計圖紙焊接支撐牛腿，安裝下層導(dǎo)梁。下層導(dǎo)梁安裝完畢后，在鋼護筒上根據(jù)設(shè)計圖紙焊接上導(dǎo)梁支撐牛腿，安裝上層導(dǎo)梁及內(nèi)支撐，導(dǎo)梁安裝尺寸要比設(shè)計小5cm，以便側(cè)板插打合攏。導(dǎo)梁安裝完成后，在支撐牛腿上焊接限位板，以保證在施工過程中導(dǎo)梁不移位。

2.2.3 圍堰側(cè)板下放

側(cè)板插放前，需做好如下準(zhǔn)備：①在導(dǎo)梁上放出每塊側(cè)板的位置，減小側(cè)板在安插過程中的累積誤差，提高合攏精度；②測量河床標(biāo)高，保證封底厚度。所有工作準(zhǔn)備就緒后，開始側(cè)板的插放。側(cè)板插放時人工配合履帶吊或龍門吊進行。側(cè)板插放順序為：先插放上游迎水面?zhèn)劝澹缓笠陨嫌蝹?cè)板為基準(zhǔn)從大小里程兩個面分別向下游插放，最后在下游拐角處合攏，其關(guān)鍵是第一塊模板下放必須保證其水平位置及垂直度符合設(shè)計要求，且必須緊貼導(dǎo)梁。最后合攏時使用導(dǎo)鏈調(diào)整合攏段尺寸，保證圍堰順利合攏。待圍堰側(cè)板插打完畢后將上導(dǎo)梁與側(cè)板（背帶處）焊牢。

2.1.4 封底準(zhǔn)備工作

①圍堰外側(cè)拋填砂袋

由于圍堰側(cè)板插打時河床清淤較深，圍堰插打完畢局部可能存在圍堰內(nèi)外相通，沒有覆蓋層的現(xiàn)象。為保證封底混凝土施工過程中封底混凝土不從圍堰下口流出，在圍堰外側(cè)拋填1～2米高的砂袋、保證側(cè)板在封底混凝土初凝前不出現(xiàn)意外松動而使側(cè)板與封底混凝土之間分離。圍堰外側(cè)插打一圈φ600mm管樁防止圍堰外脹。

②圍堰底口范圍內(nèi)清理及墊平

圍堰內(nèi)輔助吸泥清基至封底混凝土底面標(biāo)高以下0.2m，拋填一層砂袋，潛水工下水將砂袋鋪平，保證封底混凝土施工時底下砂層或淤泥不會沖散開，影響封底混凝土質(zhì)量。

2.1.5 封底混凝土灌注

檢查導(dǎo)管的連接密封情況，每斗混凝土需檢查坍落度、和易性、泌水性，坍落度須控制在18～22cm之間；灌注順序根據(jù)導(dǎo)管的布置順序圖進行，并且應(yīng)對稱、交錯灌注；整個混凝土灌注過程中，須避免混凝土的任何一個接頭面出現(xiàn)初凝現(xiàn)象，以確?；炷恋恼w性；混凝土灌注過程中，應(yīng)加強測量工作，以確保整個圍堰內(nèi)的封底混凝土標(biāo)高滿足施工設(shè)計要求。

圖2 圍堰封底施工圖

2.1.6 鎖口內(nèi)止水

灌注混凝土之前清理鎖扣內(nèi)泥沙，灌注鎖口內(nèi)混凝土止水。在鎖口兩個槽鋼之間用小pvc導(dǎo)管灌注水下混凝土，灌注時需采取措施保證水下混凝土不被沖洗。

2.1.7 圍堰抽水補漏

圍堰封底混凝土達到設(shè)計強度后，用水泵抽水，切割多余鋼護筒，鑿除高于樁頂設(shè)計標(biāo)高以上的樁頭混凝土（大多數(shù)混凝土已在灌完樁后及時的進行了清除），清除圍堰內(nèi)浮渣，并用水泥砂漿找平混凝土面。對于局部滲水部位，要設(shè)置匯水溝，用潛水泵排水，以免影響承臺混凝土質(zhì)量。

2.3 承臺施工

2.3.1準(zhǔn)備工作

圍堰抽水后，并及時對圍堰內(nèi)基坑進行處理。

①護筒割除

測量人員在鋼護筒上準(zhǔn)確放出承臺底標(biāo)高及護筒割除標(biāo)高，做好標(biāo)記。將多余的鋼護筒割除，及時清理出基坑。將剩余鋼護筒按設(shè)計要求進行除銹處理，達到Sa2.0以上，完后與伸入承臺的鋼筋束進行焊接。

②樁頭處理

根據(jù)測量人員放出的標(biāo)高，人工用風(fēng)鎬鑿除樁頭浮漿及多余的混凝土及時將碎渣清理出基坑。

③基坑處理

將封底混凝土高出承臺底標(biāo)高的部分鑿除。

封底混凝土低于承臺底標(biāo)高的則用碎石墊層和砂漿面層找平，砂漿面層的厚度不得少于2cm。

找平后的基坑頂面高程允許偏差為±50mm。

④竣工與放樣

鉆孔樁竣工驗收：樁頭處理完畢，在鉆孔樁頂面測量放出設(shè)計中心位置，對其平面位置進行竣工驗收，鉆孔樁平面位置允許偏差為100mm；樁頂主筋伸入承臺的長度應(yīng)符合設(shè)計要求，允許偏差為±100mm。

承臺測量放樣：準(zhǔn)確測量放出承臺十字軸線及標(biāo)高線，并做上醒目標(biāo)記。依據(jù)承臺十字軸線用墨線彈出承臺的輪廓尺寸線。

⑤封底混凝土頂面鑿毛

根據(jù)招標(biāo)文件補遺，封底混凝土與承臺相接的外邊緣1米范圍施工時要求進行鑿毛處理。

2.3.2 鋼筋制安

①鋼筋制作

鋼筋進場存放及檢驗：所有鋼筋均應(yīng)有制造廠家的質(zhì)量保證書和出廠合格證，試驗室應(yīng)按規(guī)定進行抽樣檢查，其技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定；鋼筋在現(xiàn)場存放應(yīng)用枕木架空，并應(yīng)設(shè)置擋雨設(shè)施，以防鋼筋銹蝕。

筋在車間下料、彎制成型，運至現(xiàn)場進行安裝。

加工前，鋼筋表面的油污、浮銹等應(yīng)清理干凈，鋼筋應(yīng)順直、無局部彎折；鋼筋加工后，表面應(yīng)無明顯傷痕；加工好的鋼筋應(yīng)分類編號存放。

② 鋼筋連接

直徑20mm以下鋼筋采用綁扎搭接接頭，直徑大于20mm鋼筋采用機械連接接頭。鋼筋接頭位置應(yīng)避開鋼筋彎曲處，且距起彎點的距離不得小于鋼筋直徑的10倍。配置在“同一截面”內(nèi)的鋼筋接頭，不得超過鋼筋數(shù)量的50%。

③ 鋼筋安裝

由于承臺混凝土分2次澆筑，承臺鋼筋的安裝也分2次施工。

鋼筋安裝應(yīng)按設(shè)計圖紙和規(guī)范要求進行施工，鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量、形狀、位置、接頭等均應(yīng)符合設(shè)計圖紙和施工規(guī)范的要求。

鋼筋綁扎采用直徑0.7～1.2mm的扎絲隔點進行扎結(jié)，鋼筋骨架應(yīng)綁扎牢固，以保證在混凝土澆筑過程中不發(fā)生大的變形。

承臺鋼筋與鉆孔樁伸出的鋼筋籠相碰或無法從鉆孔樁伸出的鋼筋籠主筋之間的空隙中穿過時，可適當(dāng)挪動承臺鋼筋的位置，但不得減少承臺鋼筋數(shù)量。

鋼筋保護層：承臺周邊的鋼筋保護層采用水泥砂漿墊塊，其強度不小于承臺混凝土的設(shè)計強度，保護層墊塊宜錯開布置，間距1.0m左右；承臺底部鋼筋保護層較厚，且有封底混凝土將承臺底部與江水隔離，因此，承臺底部的鋼筋保護層可采用架立鋼筋設(shè)置。

為便于鋼筋定位并加大鋼筋骨架的強度、剛度，應(yīng)根據(jù)需要配置適當(dāng)數(shù)量的架立鋼筋。

④ 預(yù)埋件、預(yù)留孔

接地裝置應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求施工。

塔座預(yù)埋鋼筋應(yīng)按設(shè)計位置安裝準(zhǔn)確、牢固，若塔座鋼筋與承臺頂面鋼筋相碰，可適當(dāng)移動承臺鋼筋位置。

為方便施工，在安裝承臺頂面的水平鋼筋網(wǎng)時宜預(yù)留適當(dāng)數(shù)量的進人孔，并在進人孔處安裝樓梯供人員上下；澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)注意將進人孔處斷開的鋼筋連接上。

2.3.3 冷卻水管、測溫元件安裝

為減少混凝土內(nèi)部水化熱，降低承臺混凝土內(nèi)外溫差，避免承臺混凝土開裂，采取在承臺混凝土內(nèi)設(shè)冷卻水管通水降溫的措施。

為準(zhǔn)確測量、監(jiān)控承臺混凝土的內(nèi)部溫度，指導(dǎo)混凝土的通水養(yǎng)護，確保承臺大體積混凝土的施工質(zhì)量，承臺混凝土內(nèi)需布置溫度測量裝置。

2.3.4 模板

承臺模板采用定制鋼模。鋼模由工廠分塊制作，螺栓連接。

模板安裝應(yīng)在鋼筋綁扎之前進行，安裝前根據(jù)彈出的模板邊線，在基坑底部支模處鋪設(shè)水泥砂漿找平層，以保證模板下口平齊。

模板安裝前，按設(shè)計要求在模板表面鋪設(shè)透水模板布。

模板分塊吊裝，按從中間向兩側(cè)拼裝的順序進行施工，模板安裝應(yīng)穩(wěn)固，接縫嚴(yán)密，不得漏漿。

模板利用圍堰進行支撐。

6.5m高模板應(yīng)一次性全部安裝到位。

模板根部用水泥砂漿封堵，防止跑漿。

按設(shè)計要求，模板面鋪設(shè)透水模板布。

2.3.5 承臺混凝土澆注

承臺屬于大體積混凝土，其配合比應(yīng)根據(jù)實際施工時所采用的砂石料、水泥及外加劑的性能進行交叉配合比試驗，確定最佳的混凝土施工配合比。配合比應(yīng)遵循的總的原則是：采用低水化熱水泥，降低混凝土的入倉溫度等措施，以改善混凝土的性能，減小混凝土的水化熱

承臺混凝土總方量7883m3，沿高度方向分二層澆注。第一層高3m，第二層為3.5m，澆注量分別為3638 m3和4245 m3。

混凝土澆筑前，應(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)埋件、冷卻水管網(wǎng)和測溫元件進行詳細的檢查，并作好記錄，符合設(shè)計及規(guī)范要求后方可澆筑混凝土。基坑內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。

第一次澆筑的混凝土強度達到2.5MPa以上后，即可對其頂面進行鑿毛處理，鑿毛時應(yīng)將表層浮漿完全鑿除，使第一層混凝土頂面露出碎石；鑿毛后，及時將碎渣清除，并用高壓空氣將混凝土頂面吹干凈；混凝土鑿毛后，在混凝土頂面放出承臺十字中心線，用墨線彈出承臺邊線。

綁扎承臺上部鋼筋，安裝上部冷卻管網(wǎng)、預(yù)埋件等并固定，所有工作應(yīng)盡快進行，盡快澆筑第二次承臺混凝土，盡量縮短兩次混凝土澆筑之間的時間差。

2.3.6 混凝土養(yǎng)護、測溫監(jiān)控及拆模

混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時抹面收漿，混凝土終凝后即開始養(yǎng)護。承臺混凝土養(yǎng)護采用保溫蓄熱法：混凝土終凝后，及時在混凝土表面覆蓋土工布及塑料薄膜，從而隔絕大氣與混凝土表面的直接接觸，形成良好的保溫層，并保持混凝土表面濕潤。

承臺內(nèi)部進行通水冷卻并進行測溫監(jiān)控。承臺混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

混凝土養(yǎng)護期滿并滿足拆模條件時進行模板拆除及冷卻水管注漿。

表1 承臺混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

序號 項目 允許范圍

1 混凝土澆筑溫度 ≥5℃

2 混凝土內(nèi)表溫差 ≤25℃

3 混凝土表面與大氣溫差 ≤20℃

3 結(jié)束語

本文重點闡述廈漳跨海大橋BZP3#主塔墩承臺的施工方法及施工工藝。對該施工工藝的運用和總結(jié)具有非常重要的應(yīng)用價值和實際工程意義，為水中承臺的施工技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻

[1] 陳明憲 主編.斜拉橋建造技術(shù).人民交通出版社，2003。

[2] 黃繩武 主編.橋梁施工及組織管理.北京：人民交通出版社，1996。