公路桥梁大体积承台施工技术
2017-02-27
随着我国社会经济的飞速发展，公路桥梁建设逐渐增多，大体积承台在工程中的出现也越来越频繁，大体积承台具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土用量多、工程条件复杂等特点，很容易出现施工质量问题。因此，在桥梁大体积承台施工过程中，必须要加强施工质量控制与管理，合理安排施工方法，特别是应注意施工过程中的温度控制，确保工程质量。本文结合工作实例，对公路桥梁大体积承台施工技术谈一些看法。
一、工程概况
某高速公路特大桥主桥墩承台平面尺寸为29.6×19.2米，高5米，承台混凝土约2828m3。本工程属于大体积混凝土结构，在施工时采用合理的混凝土配合比如采用低水化热水泥、掺粉煤灰、矿粉及外加剂等技术，以及布设冷却水管和测温元件等措施，用来控制和降低混凝土产生水化热，避免因水化热过大造成混凝土内外温差过大引起混凝土开裂破坏。
二、大体积承台施工技术要点
1、基坑开挖
井点降水满足施工要求后，经测量室测放开挖边线后采用挖掘机进行基坑开挖。当承台基坑开挖至设定尺寸，并保证基底四周应大于承台平面尺寸0.5-1.0米。基坑四周还应设置排水沟集水坑，防止雨水和地表水流入基坑。开挖基坑时的土应堆放在基坑1.5m以外并整平，除回填需用土外，其余的土及时运走。基坑顶面应尽量避免动载或大的静载。开挖时要注意保护桩头、钢筋及未声测的声测管。
2、桩头处理及声测
根据实际情况凿除桩顶超封部分的混凝土，露出新鲜混凝土面。桩头混凝土凿除之前由测量室提供一个水准点，由施工人员进行水准测量，并在每个钻孔桩设计桩顶以下5cm处做记号，凿除混凝土时可以以此固定点作为参照点进行施工，并且凿除混凝土至设计桩顶标高以上5-10cm时停止机械施工改为人工凿除，以免破坏有效桩体。同时混凝土凿除时防止损伤钢筋和声测管，凿除完成后，进行桩位测量和桩顶标高测量，清除钢筋上粘附的混凝土和坑内废渣。为不影响承台施工，除个别龄期不到的钻孔桩外，大部分桩应在承台开挖前完成声测工作。待所有钻孔桩声测完成，并确定桩身完好后，应及时进行承台钢筋的安装工作。
3、基底处理
基底的平面位置、尺寸、高程、基地处理等情况进行检验。基底地质承载力应符合要求，如不符合应及时对基底进行夯实等处理，其中钻孔桩桩头凿除的混凝土可以作为承台基地处理材料，将其加以铲平，在处理好的底面铺垫一层不少于5cm厚的碎石垫层，再用10cm厚的细石混凝土浇筑找平，混凝土达到一定强度后可以作为承台的底模。
4、钢筋加工、安装
（1）钢筋加工前应进行配料计算，下料要有配料单，承台钢筋采用闪光6对焊焊接（技术可行时采用滚轧直螺纹连接），钢筋接头错开布置，对于焊接接头在接头长度区段内同一根钢筋不得有2个接头，同一截面的钢筋接头面积不超过钢筋总面积的50%。对焊接头的抗拉强度不应低于该级别钢筋的规定值，并至少应有2个试件断于焊缝以外，且程塑性破裂。
（2）钢筋在车间加工为半成品，运至现场后绑扎成型，绑扎成型的钢筋品种、规格、间距、形状、接头及焊接等均要符合设计图纸和施工规范要求。
（3）钢筋绑扎时，同时要将冷却管安装好，并通水检查。
（4）架立角钢施工。由于主桥承台中间没有设计架立钢筋，因此为了固定中间及顶层网片钢筋采用∠63进行支撑，角钢按照2m间距设置。
（5）承台混凝土浇筑前预埋墩身的接头钢筋，接头按要求错开布置。钢筋保护层采用用细石混凝土垫块，其强度不小于45Mpa，每平方米放置4个，确保保护层厚度。承台顶层钢筋安装完毕后，进行墩身预埋钢筋施工。墩身预埋钢筋预先按照设计图纸长度进行合理分段下料，并使用模具进行定位，最后在预埋钢筋顶层及底层分别绑扎定位钢筋进行定位。
（6）预埋件、接地线、测温元件预埋施工。承台施工时应按照要求预埋各种预埋件，其中包括墩身施工支架预埋件，钢梁架设时的支架预埋件；同时要根据设计要求预埋测温元件（测温管）、接地线等。
5、模板制造、安装
模板要有足够的强度和刚度，拼缝严密、不漏浆，面板平整、光洁。承台模板主要采用大块竹胶模板，承台圆弧倒角可采用钢模模板确保承台外观8质量。模板制造完成后要进行预拼检验，安装侧模时，应防止模板移位凸出，可在模板外设立支撑固定，模板设对拉筋固定，对拉钢筋一部分利用承台主筋焊接螺杆，一部分重新设置对拉钢筋间距0.8×0.8m左右，拉杆外测带双帽。模板安装完成后，要检查其平面位置及顶面标高，保证承台的结构尺寸。模板涂刷脱模剂时，外露混凝土面模板应采用同一品牌的优质脱模剂。施工过程中要注意保护钢筋，不得污染钢筋。模板安装完毕后，测量室将对模板轴线偏位、标高进行复核及测量，合格后投入使用。测量模板时在模板四周设置标高控制点，并在承台中间部位也设置标高点，以方便承台混凝土浇注过程中的标高控制。
6、混凝土浇注
因为主桥承台面积及方量较大，施工时考虑采用两台混凝土输送泵机同时浇注，并且在承台上或承台外安装两台布料机方便混凝土浇注施工。混凝土由搅拌车运送到墩位，倒入输送泵进行泵送浇注，混凝土的运输能力应满足初凝和浇注速度的需要，使浇注工作不间断，混凝土运到浇注地点后应保持良好的和易性和规定的坍落度。当倾落高度超过2m时，应通过串筒或振动溜管等设施下落。混凝土浇筑要分层进行，采用斜向分层，由一端向另一端浇筑，每层厚度不超过30cm，上层混凝土的浇筑应在下层混凝土初凝前进行。混凝土振捣采用直径50mm、75mm等插入式振动器。插点距离为其作用半径的1.5倍，插入深度应进入下层混凝土5-10cm，振捣棒应避免碰撞模板、钢筋，混凝土随灌随振捣，避免漏振、欠振或过振，每一振捣部位达到混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面平坦泛浆后才徐徐提出振动棒。混凝土浇注过程中，安排专人负责巡查模板，确保浇注万无一失。
7、拆模及养护
当混凝土强度大于2.5Mpa，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除侧模，同时拆除模板时注意保护混凝土，防止破坏表面，重复使用的模板拆除后要检查、维修，模板拆除后，混凝土面要及时采用塑料薄膜覆盖养护不少于10天（养护温度10-20℃）。冷却管被混凝土埋没3个小时后即开始通水，冷却水使用干净的井水，冷却管通水后，冷却水就不再中断，直到混凝土处于降温阶段，冷却管出口的水温与气温之差小于5oC后方才停止通水。
8、大体积混凝土施工温控措施
（1）适合泵送施工的混凝土配合比，水泥采用保水性好、泌水性小的品种；泵送混凝土入泵坍落度宜在180-220mm。并且采用有利于降低大体积混凝土水化热的配合比。采取“双掺”措施：掺加粉煤灰、矿粉来改善混凝土的和易性、减少水泥用量来降低水化热。并采用具有缓凝作用的减水剂，初凝时间宜在10-12小时，减缓浇筑速度，以利于散热。
（2）选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比。并且施工时加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
（3）布设冷却水管，在内部通循环水，冷却并降低承台内部温度。
（4）严格控制入模混凝土温度，冬季要提高混凝土出机温度，泵送管沿线保温，并在外部加强保温或升温来减少内外温差。
（5）分层浇筑混凝土，每层浇筑厚度控制不大于60cm，以加快热量的散发，并使温度分部较均匀，同时便于振捣密实，以提高弹性模量。
（6）加强温度管理，混凝土拌制时温度要低于25℃；浇筑时要低于30℃。浇筑后控制混凝土与大气温度差不大于20℃，混凝土本身内外温差在20℃以内；加强养护过程中的测温工作，发现温差过大，及时覆盖保温，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效降低约束应力，提高结构抗拉能力。
三、结语
总之，根据施工现场的特定条件，对不同体积的承台制定不同的浇筑方案和技术措施，能有效地降低泵送大体积混凝土内部的最高温升，消除冷缝现场，确保施工质量。
参考文献
[1] 唐宏安、卢国国，桥梁大体积承台施工技术研究，《城市建设理论研究》2012年第3期.
