桥梁工程中承台大体积混凝土的施工技术探究
2017-02-27
1.引言
目前在桥梁设计中大量的采用桩基础，承台作为桥墩台身与基础的交界部分，其施工技术和质量也得到了越来越广泛的重视。
在桥梁承台大体积混凝土施工的过程中要综合考虑多方面因素，制定切实可行的实施方案，其中最为关键环节就是做好大体积混凝土浇筑过程中水泥的水化热作用。大体积混凝土在施工的过程中往往需要采用连续施工的方法。在大体积混凝土浇筑完成后一定要控制好内外的温差另外大体积混凝土也要消耗掉大量的水泥和钢筋材料，在施工的过程中也需要严格的控制施工条件，施工条件也相对复杂。对施工过程的质量和技术控制都提出了更加严格的要求。其中施工技术直接关系到了大体积混凝土的开裂问题。在施工的过程中要重点结合施工过程中的大体积混凝土的开裂这一问题展开研究。全面优化施工过程中的原材料使用和技术。解决好大体积混凝土施工过程中出现的问题。
2.桥梁承台大体积混凝土施工技术
2.1 桥梁承台施工简介
在承台施工过程要结合地下水位情况、开挖深度等因素综合确定排水方法，当地下水位深，地下水较小和开挖深度较浅时采用大开挖方式，在基底位置处设置集水井排水，反之可以选择采用井点降水方式。承台施工一般都为大体积混凝土施工，要采取措施来降低大体积混凝土施工中内外温差过大的问题。
井点降水中井点管的间距要结合土层的渗透性系数来确定，通常控制在1.5米左右。用带套管的振动射水法沉管，用吊机吊其射水管，对准井点位置，用压力射水成孔。谁水压根据土的种类而定，一般在0.5MPa～1.25MPa。开动抽水系统抽水：各部分管路及设备经检查认为合格后，即可开动真空泵，集水箱内部形成部分真空，地下水开始从滤管吸入集水箱，即可开动离心泵，降水抽出。排水时要及时调节出水阀，使集水箱内吸水的水量与排出的水量平衡。
在承台施工过程中可以采用钢板桩进行防护，钢板桩组锁口缝用棉絮和桶油灰嵌缝，外面再一道桶油灰或防水油膏，钢板桩端内面与封底混凝土接触部分涂以隔离层。钢板桩合拢后，边抽水边用锯沫、棉纱堵漏，水抽干后即可人工开挖或射水吸泥开挖至承台底设计标高（含封底混凝土厚度），然后根据开挖出露的基础地质情况灌注50～100cm封底砼，将基底硬化，进行承台施工。
2.2 桥台大体积混凝土施工准备
要结合承台情况分段进行钢筋笼的加工和吊装，采用加劲筋成型法制作钢筋骨架，按照设计要求做好加劲筋圈，焊接时要保证主筋跟加劲筋标注的中部对齐，对加劲筋和主筋的垂直角度进行检验，然后进行点焊，按照设计要求的尺寸和位置焊接好耳筋。
制作好的钢筋骨架要放在平整干燥的环境中，钢筋骨架跟地面接触部分要放置等高木条，每节钢筋骨架都要标识好桩号、节号和长度等。吊装钢筋骨架过程中，要用两根120工字钢穿过上一节加筋的下方，要保证上下两节钢筋骨架处在同一竖直线上。用钢套管冷轧联结钢筋接头工艺进行对接，并绑扎螺旋筋。稍提骨架，抽出工字钢下放钢筋笼，反复循环进即可，最后的几节钢筋笼吊装时，下部的钢筋笼重量已经较大，考虑到护筒的承受能力，为保证吊装安全和钢筋笼的完好性，用已加工好的钢筋笼支架支撑钢筋笼。钢筋笼下好后在桩口周围打入三根钢管并用短钢筋焊接固定桩口的钢筋笼，防止骨架变形。
2.3 承台大体积混凝土施工
承台混凝土应连续灌注，不得中途停顿，尽最大可能缩短灌注时间。承台混凝土应具有良好的和易性和足够的流动性。承台混凝土施工如果是水下施工与其他混凝土浇筑不同，不能用振捣器振捣，而是靠自重或外界压力产生流动进行摊平和密实，故要求承台混凝土有良好的和易性和足够的流动性。在凝结硬化前，若流动性稍差，就会在混凝土形成蜂窝和孔洞，严重影响混凝土质量。
在承台混凝土浇筑中常涉及到大体积混凝土施工，大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因就是在水泥混凝土的拌和过程中水泥会发生水化热的现象，水泥在较短的时间内发生快速的水化作用，在这个过程中释放出大量的热量。所以在选择生产大体积水泥混凝土水泥材料的过程中要尽量选择水化热低的水泥，使得水泥的水化热作用过程尽量缓慢的进行。从目前的使用状况来看，添加矿渣水泥是一种较好的选择。另外一种选择是在保证大体积水泥混凝土的质量要求的前提条件下，尽可能的降低水泥混凝土中水泥的剂量，最大程度上减少水化热产生的温度应力。为了补强水泥混凝土的强度可以选用一定的添加剂来代替水泥来达到降低水泥用量的作用。选用的添加剂可以通过自身的活性很好的与水泥混凝土材料表面接触，形成一定的阻隔作用，阻止水泥混凝土水化热作用的发生。另外外掺剂的粒径一般较小，可以起到填充水泥混凝土孔隙的作用，使得大体积水泥混凝土的孔隙更加的密实，在一定程度上可以减低收缩裂缝的发生。
在浇筑的过程中混凝土的摊铺厚度要根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性这两方面的因素来综合确定。如果采用的是泵送混凝土的方式，通常情况下大体积混凝土的摊铺厚度要尽量控制在600mm以下；如果采用的是非泵送的混凝土方式时，大体积混凝土的摊铺的厚度要尽量控制在400mm以下。分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。
大体积的混凝土因其截面尺寸较大而且容易产生早期的裂缝病害。另外一方面目前在大体积混凝土的施工过程中采用的都是商业混凝土，考虑到施工和易性的要求，一次完成大体积混凝土的浇筑是不太现实的。所以在实际的施工过程中普遍采用分层浇筑的方法。目前常用的分层浇筑的方法有：全面分层、分段分层和斜面分层的方法。
2.4 承台大体积混凝土养护
在承台大体积混凝土浇筑工作完成之后，要结合承台施工现场的条件和外界的环境温度变化进行合理的养护。在养护过程中需要重点解决的问题也是大体积混凝土的内外温差过大的问题。首先要做好温度的控制，同时也要解决好温度应力的作用。大体积混凝土浇筑之后的养护时间要控制在15天左右。在养护的过程要适当保证混凝土的表面处在一个适当的湿润状态。需要特别指出的是在大体积混凝土完成浇筑过程之后的5个小时左右要重点控制塑性裂缝的问题，如果出现裂缝要及时的进行二次压光处理。在大体积混凝土的养护过程总中切不可以采用强制性或者较为剧烈的措施来降低混凝土的内外温差，否则温度的不均匀降低也极容易造成混凝土表面的早期裂缝。
结语
在桥梁承台大体积混凝土施工过程中要特别注意大体积混凝土的水化热现象，同时也要在大体积混凝土浇筑之前做好相关准备工作，之后从材料的选择、混凝土的浇筑和养护等多个方面来严格控制大体积混凝土施工，我国的桥梁建设还处在不断发展的阶段，对于承台大体积混凝土施工还需不断总结施工经验，完善和总结成套有效、合理、科学的措施。
参考文献
[1] 徐伟，吴春萍.大体积混凝土温度裂缝控制及分析[J].工程建设，2007，21（6）
[2] 蒋沧如.建筑基础大体积混凝土的温度与温度裂缝研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2004
