大體積承臺施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用研究

許菲鷺

（北旺建設(shè)集團有限公司，河北 承德 067000）

0 引言

在橋梁工程中，承臺位于樁基與墩柱的中間。橋面產(chǎn)生的載荷經(jīng)由墩柱傳遞到承臺，再由承臺將載荷分散到下部的若干樁基上，從而將作用力進一步分散。目前，各國對大體積承臺的認定標準存在一定差異，在我國根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，幾何尺寸大于1m 或存在因水化影響出現(xiàn)有害裂縫的混凝土承臺均屬于大體積承臺。而國外則根據(jù)承臺的體積、溫度等因素進行相關(guān)定義。再橋梁工程實踐中，采取多樁基設(shè)計的橋墩或橋柱，一般均需要應(yīng)用大體積承臺。另外，承臺也可分為高樁與低樁兩類，區(qū)別在于承臺的上部水平面是否露出地面或水面。高樁平臺的裸漏部分需要承載更大的水平外力，對結(jié)構(gòu)的剛度、強度要求更高。橋梁工程中采取高承臺設(shè)計時，需要采取大直徑的鉆孔灌注樁，以提升橋柱整體的承載力。

1 項目概況

本文選取了福州濱海新城文松路改造施工項目作為研究對象。該項目位于福州市濱海新區(qū)，屬于城市主干道。隨著開發(fā)區(qū)的建設(shè)需要對該路段進行提升改造。該項目需求在漳江支河內(nèi)新增橋梁一段，工程設(shè)計基礎(chǔ)為直徑1.5m、24 根，1.2m、48 根鉆孔樁基礎(chǔ)，數(shù)量總計72 根。承臺共有12 座，每座承臺與6 跟水泥鉆孔灌注樁相連接。該項的承臺選用C40 混凝土，尺寸為16.5m×11m×3.5m，體積為1387m3。

2 施工難點和重點分析

該項目中，重點需要在施工中解決圍堰、混凝土冷卻和養(yǎng)護等多方面的難題。第一，大體積承臺的水泥放熱現(xiàn)象更為劇烈。混凝土澆筑過程中由于釋熱作用，會導(dǎo)致承臺存在一定的內(nèi)外溫差。大體積承臺的表面系數(shù)較小從而增加了結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫差，從而可能產(chǎn)生溫度裂縫等影響工程施工質(zhì)量的問題。因此，需要通過運用合理方法控制內(nèi)外溫差。第二，大體積承臺需要更加專業(yè)化的養(yǎng)護。橋梁工程的施工環(huán)境復(fù)雜多變，大體積承臺從初凝到終凝的過程中需要科學(xué)的養(yǎng)護方案以確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，為增強各工序連接的緊密性，在前期準備、鋼筋安裝等過程中也有較多的關(guān)鍵問題需要在施工中予以重視。由于設(shè)計長度及地質(zhì)環(huán)境等因素的影響，部分水面橋梁需要在水中埋設(shè)樁基并搭建承臺，此工序無法在水下進行。

3 大體積承臺施工技術(shù)的應(yīng)用方法

3.1 圍堰安裝

該項目的橋梁工程橫跨城市內(nèi)河。漳江支河是福州市濱海開發(fā)新區(qū)的主要泄洪渠.當?shù)孛磕?-5月份為春雨及梅雨季，此時降水量較大、濕度較高。為確保施工質(zhì)量，項目選擇在夏季啟動橋梁部分施工以降低環(huán)境影響。工程設(shè)計中選擇拉森IV 型鋼板樁作為圍堰施工方法。首先，確定鋼板樁的布置方法。需要在施工現(xiàn)場結(jié)合實際情況建立力學(xué)模型，分析板樁受力的彎矩分布情況，并編寫Matlab 程序、應(yīng)用推遞法等方式逐步解析。在計算中需要注意每增加一道內(nèi)支撐對之前技術(shù)結(jié)果產(chǎn)生的影響。一般情況下可假設(shè)2-4 道內(nèi)支撐為可能的合理方案，并在計算后獲得最合理的布置方案。其次，進行鋼板樁施工。在施工前將鋼板的結(jié)合部及鎖扣上均勻涂抹黃油。隨后將鋼板樁固定在震動錘的夾頭中，開啟設(shè)備利用壓力震動將鋼板樁打入設(shè)計深度。經(jīng)過黃油處理后，不僅可以增強結(jié)合部的防水性，也有助于降低板樁之間的摩阻力。最后，在清基后進行1-2 天的觀察，確定不存在漏水問題后相關(guān)人員和設(shè)備才可進場施工。

3.2 挖掘基坑

在承臺施工前需要根據(jù)設(shè)計要求挖掘基坑。首先，計算基坑尺寸。基坑的體積、坡度等數(shù)據(jù)應(yīng)當根據(jù)承臺的體積確定?？梢赃x擇在承臺尺寸上進行放大或安裝現(xiàn)場施工需要預(yù)留一定距離的方式確定。案例項目選擇在承臺尺寸上放大20%，在滿足施工要求的同時盡量降低施工量，最終確定基坑的尺寸為19.8m×13.2m×4.2m。其次，挖掘基坑。先以設(shè)備進行初步基坑，在接近設(shè)計高程后，可由人工代替設(shè)備進行樁基周邊的挖掘作用，以避免對樁基造成損傷。同時，應(yīng)當設(shè)置排水設(shè)施以解決地下水返涌等問題。最后，確定承臺邊線。在基坑挖掘完成后，應(yīng)當先對裝進進行檢測，確定無損傷后方可進行后序作業(yè)。以全站儀確定承臺邊線并做適當清理。確保墊層裸漏出地表。根據(jù)標高開鑿樁基頭部的水泥結(jié)構(gòu)，露出后鋼筋以供承臺結(jié)構(gòu)的鋼筋安裝接續(xù)作業(yè)。

3.3 鋼筋安裝

合格的鋼筋材料是承臺施工質(zhì)量基礎(chǔ)，在材料進場時應(yīng)當仔細核對產(chǎn)品型號、質(zhì)檢合格證等內(nèi)容并進行取樣檢測。結(jié)合施工設(shè)計對所有材料統(tǒng)一編號以便于安裝作業(yè)。案例項目所占地區(qū)的環(huán)境濕度較高，對樁基及承臺裸漏的鋼筋進行了防銹蝕處理。實踐中可以通過以塑料隔離材料包裹或?qū)︿摻畋砻嫱磕ǚ冷P漆等具體方法實現(xiàn)。在上述準備工作結(jié)束后，即可進行鋼筋安裝作業(yè)。為提高作業(yè)效率可以利用螺紋套筒進行搭接。綁扎時需要確保交叉點的牢固性，根據(jù)項目設(shè)計要求可以選擇焊接或鐵絲綁扎等方法。如選擇鐵絲綁扎，應(yīng)當保證鐵絲的直徑大于2.5mm。綁扎過程應(yīng)當由下向上逐步進行，先以8 字形進行底部綁扎，可以適當加入3-5 各墊塊以起到保護作用。另外，綁扎過程中需要確保中段交叉點60%以上的覆蓋率，且鐵絲與保護層之間留有0.5cm-1cm 的間隙。

3.4 冷卻設(shè)備安裝

為預(yù)防出現(xiàn)溫度裂縫，橋梁工程施工中需要對大體積承臺進行水冷作業(yè)。案例項目的承臺體積較大，且作業(yè)地點處于低洼地區(qū)，對冷卻設(shè)備的要求更高。因此，該項目的施工單位在安裝模板前搭建了水冷設(shè)施，并采取循環(huán)冷卻的方式避免冷卻用水對施工環(huán)境帶來不利影響。水冷設(shè)備的水量與流速需要符合對承臺熱化的技術(shù)要求，可以結(jié)合承臺過水表面積與體積與確定具體數(shù)值。該項目選用直徑為60mm 的鋼管作為冷卻水管，并配以功率為2.5kw 的自吸式離心水泵。利用水泵吸取承臺底部的冷卻水，從而實現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)利用。為提高冷卻效率、減少堵塞的發(fā)生，不應(yīng)當直接抽取附近的河水，而是為循環(huán)系統(tǒng)注入相對清潔的水源。在設(shè)備安裝完成，進行注水實驗，如發(fā)現(xiàn)漏水問題應(yīng)當及時處理。

3.5 混凝土澆筑

承臺混凝土澆筑一般以鋼制模板進行支撐和定型。首先，安裝澆筑模板。安裝模板前應(yīng)當檢查設(shè)備表面的狀況，對生銹的部位進行拋光處理并噴涂脫模劑。選擇規(guī)格偏差≤5%的墊款均勻放置在承臺鋼筋結(jié)構(gòu)周圍。具體數(shù)量可以根據(jù)工程 需要設(shè)置，一般不應(yīng)小于4 塊/m2，并進行綁扎固定。為提高模板整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要利用鋼管與拉桿進行組合固定。其次，澆筑混凝土。由于條件運行，案例項目選擇在氣溫較低的夜間進行混凝土澆筑作業(yè)。當夜間氣溫低于5°時則應(yīng)當選擇氣溫更高的時段避免影響承臺的強度。澆筑過程中控制單位小時的下料總量，采取先中間、后四周的順序進行。同時，將振搗設(shè)備按照20cm 以上的間隔均勻布置，對混凝土的各區(qū)域與深度分別進行振搗。需要注意，振搗設(shè)備的放置位置應(yīng)當避開鋼筋、冷卻管及其他結(jié)構(gòu)組建或設(shè)備。澆筑完成后對表面進行清理并進行壓實作業(yè)。 3.6 承臺養(yǎng)護

承臺的養(yǎng)護可以分為三個階段?；炷脸跄皯?yīng)當覆蓋塑料薄膜并仔細查驗是否存在遺漏部位。初凝過程中定期對承臺強度進行測試。當大于2.7MPa 時將模板拆除再以無紡布均勻覆蓋承臺表面。這一過程中需要定期檢測溫度變化同時向承臺灑水，發(fā)現(xiàn)溫度過高時應(yīng)當及時啟動冷卻設(shè)備降溫。初凝15-20 天后撤去無紡布并在承臺上層搭建頂棚用于遮陽或防雨。養(yǎng)護過程的要點在于對溫度的控制，案例項目中對承臺的溫度控制指標可以提供借鑒，如表1所示：

表1 承臺澆筑溫控標準

4 結(jié)束語

綜上所述，大體積承臺在橋梁工程中具有廣泛應(yīng)用。由于承臺體積增大，需要通過測溫、養(yǎng)護等技術(shù)確保工程施工質(zhì)量。在相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用過程中，應(yīng)當結(jié)合工程項目的實際情況，科學(xué)選擇施工工藝并確定相關(guān)參數(shù)。澆筑完成按照工序要求嚴格進行養(yǎng)護作業(yè)并檢測溫度變化，直到終凝完成。