结合工程实例论大体积混凝土承台施工技术

结合工程实例论大体积混凝土承台施工技术

谭添

身份证号码：34011119871208xxxx

摘要：近年来，在路桥领域中，常常都能遇到大体积混凝土浇筑施工，如何才能有效的防止裂缝保障施工质量，已成为施工人员经常谈到的话题。为此，本文作者结合工程实例就承台施工技术进行了探讨。

关键词：承台施工；稳定性；裂缝；温度

工程概况

港珠澳大桥桥梁工程CB05标珠澳口岸人工岛连接桥（K35+370～K35+605m）为等高度预应力混凝土连续箱梁，距珠海市九州港区约3公里，是浅水区非通航孔桥与珠澳口岸人工岛收费站暗桥的连接桥梁。

珠澳口岸连接桥（220～224号墩台）总长为235m，桥跨布置为（3×65+40）m，4跨一联，采用预应力混凝土连续箱梁桥。220～222号墩为水上墩，223～224号墩位于人工岛上，其中222#墩位于护岸底口反压槽区域。桥式布置如图1、图2所示。

1承台施工

水中墩承台220、221#墩采用钢板桩围堰施工，222#墩采用单层钢套箱围堰施工。223、224#墩位于岸上，为新填筑细砂地质，采用钢板桩围堰施工。承台混凝土一次浇筑，钢筋一次绑扎成型，施工由50t履带吊机及80t浮吊配合施工。混凝土由人工岛混凝土工厂供应，搅拌车将混凝土运至墩位后，布料机布料。

1.1#墩承台施工

⑴主要技术参数

220、221#墩承台尺寸为15m×10.5m×4.0m，承台顶标高均为-4.5m，底标高均为-8.5m，采用SP-U400×170型钢板桩围堰施工。

钢板桩围堰尺寸为17.6m×12.8m，围堰顶标高+6.0m，底标高-20.5m，单根钢板桩长26.5m，封底混凝土厚度3.0m。钢板桩由12m长钢板桩接长而成，配备两套钢板桩围堰，单套钢板桩围堰重约364.8t，其中钢板桩重约302.55t，圈梁、内支撑、牛腿等重约62.25t。施工采用50t履带吊与80t浮吊配合施工。钢板桩围堰待首节墩身混凝土浇筑完毕后拔出。

钢板桩围堰构造如图3所示。

⑵施工工艺流程

钻孔桩施工完毕并完成质量检测→拆除钻孔平台贝雷梁→测量标出围堰边线→根据围堰边线安装尺寸导向→插打钢板桩围堰→抽水、

安装圈梁及内支撑→围堰内基坑开挖→清理基底→封底混凝土浇筑（厚度3.0m）→抽水→凿桩头→承台钢筋绑扎、模板安装→浇筑混凝土→混凝土养护。

⑶钢板桩围堰施工

①钢板桩整理

钢板桩运到工地后，应进行检查、分类、编号及登记。

A、凡钢板桩有弯曲、破损、锁口不合的均需要纠正变形，使尺寸正确，锁口平滑无折弯（锁口平滑的标准是以一块3m长钢板桩来套各组钢板桩，顺利通过者即可）。

B、每组钢板桩的内侧，在垫层混凝土顶面以下的残留焊物或焊瘤，均须割除，并不得有拼接接头，便于将来拔除钢板桩。

C、每组钢板桩外侧，在垫层混凝土以上部分的锁口，必须进行捻缝并嵌油灰，增强防水性。

D、每组钢板桩捻缝嵌灰完毕后，应尽量用夹子固定，以免在吊桩过程中脱落。

E、钢板桩上所有洞眼（吊点处除外）均须用钢板电焊补牢。

F、钢板桩不够长时，可用同类型的钢板桩等强度焊接接长，焊接时先对焊或将接口补焊合缝，再焊加固板，相邻板桩接长缝应注意错开。

②钢板桩插打

钢板桩插打：

A、拆除钻孔平台上的贝雷梁，调整分栈桥，如图4所示。

B、测量放出钢板桩围堰外边线，沿外边线安装围堰尺寸导向，尺寸导向与钻孔平台的钢管桩固定。围堰导向如图5所示。

C、钢板桩插打采用开始一部分逐块或逐组插打，后一部分则先合拢后再插打的方法。插钢板桩前应在锁口处，涂以黄油，以便锁口滑润易插。

a.由于钢板桩入土约17m，可分成二次打下，即第一次将已插好的钢钣桩打下7～8m，使其具有稳定入土深度，第二次再打到设计标高。

b.应尽量按组插打钢板桩，并防止打这一组钢板桩时将另一组的一块带下，以免扰动已捻缝嵌灰的锁口。

钢板桩插打完成后，如图6所示。

D、钢板桩最后合拢时，插合拢口钢板桩时可能会出现两种情况：

a.尺寸调正不过来，可考虑做一块楔形（或异形）钢板桩来调正合拢。

b.钢板桩尺寸合适，插下后二边锁口阻力太大，插不到底，此种情况用倒链滑车辅助下拉，必要时，可用复打汽锤轻轻打几下，来克服锁口阻力。

③围堰内基坑开挖及封底

围堰开挖前，抽水至-2.5m左右，依次安装第一层、第二层牛腿、圈梁及内支撑。内支撑安装完毕后，即开始基坑开挖；钢板桩围堰内基坑开挖主要采用抓泥船开挖，开挖作业时需严格控制开挖深度，局部采取气举吸泥的方式至设计标高-11.5m。达设计标高后进行水下混凝土封底，封底厚度为3m，采用C25混凝土。封底完成后，抽出围堰内的水，准备下一步施工。

⑷承台施工

①施工准备

A、围堰内封底混凝土完成、并抽水后，对桩顶混凝土进行凿毛，桩头预留钢筋上的泥土等应清理干净。设计要求桩顶高于承台底1m。凿毛以露出粗骨料为标准。

B、桩头凿毛完成后，清理基底，同时测量放出承台边线并做好标记。在围堰圈梁上设置临时高程控制点。

②钢筋施工

220、221#墩承台底部主筋为φ32mm、φ25mm的HRB335钢筋；顶部、侧面钢筋分别为φ25mm、φ20mm的HRB335钢筋，钢筋保护层不小于65mm。

承台钢筋于珠澳口岸人工岛上的钢筋车间下料、制作成型，然后由平板车通过施工栈桥运输至施工现场。钢筋通过50t履带吊吊入围堰内。

承台砼一次浇筑完成，钢筋一次绑扎成型。

首先在垫层混凝土上放线，并作好钢筋绑扎的标志线，按设计图纸要求进行绑扎，钢筋绑扎按底层→侧面→架立筋→墩身预埋钢筋→顶面的施工顺序进行钢筋绑扎。

多层钢筋之间应用钢筋支撑。因承台较大，钢筋较多，拟增加承台架立支撑（可采用脚手钢管，根据临时高程控制点确定架立支撑顶标高）。安装承台架立支撑减小承台钢筋因自重产生的变形，使承台钢筋骨架稳定，确保钢筋位置的准确性和层面的平整性。

承台侧面钢筋分层点焊在架立筋上，固定其位置。由于钢筋用量较大，钢筋网格、层次较多，为保证钢筋绑扎质量和混凝土浇筑质量，采用架立钢筋固定各层钢筋网片，做到上下层网格对齐，间距正确，绑扎点焊牢固不松动。分层安装架立钢筋。

除必要的架立钢筋外，为确保钢筋位置的准确性和层面的平整性，可增设钢筋定位劲性骨架（采用［10型钢或∠75角钢加工）。

钢筋安装允许偏差：

直螺纹接头：

接头拼装时管钳板手拧紧，应使两个丝头在套筒中央位置相互顶紧。

拼装完成后，套筒每端不得有一丝以上的完整丝扣外露。

③预埋钢筋（件）施工

根据施工需要，承台上需预埋墩帽施工用预埋件，具体位置在承台施工方案中予以明确。预埋件锚固钢筋与承台钢筋焊接牢固。

为防止施工时所需的各种预埋件成为永久结构物的腐蚀通道，预埋件周围预留凹槽，各种预埋件在使用完毕并割除后，用混凝土封闭凹槽。

④冷却水管的安装

为保证混凝土施工质量，承台埋设冷却水管，冷却水管布置如图6-26所示。冷却水管采用公称直径为45mm（Φ45×3mm），具有一定强度、导热性能好的黑钢管，管间连接采用焊接，焊接时注意不要漏焊，保证每一个接头焊接完好，同时注意不要焊穿冷却水管。

每根冷却水管长度不宜超过250m。

混凝土浇筑到各层冷却管标高后即开始通水，通水量应达到20L/min，通水时间根据温度控制数据确定。

⑤模板施工

承台模板采用21mm竹胶板+100mm×100mm方木+[20a槽钢组合模板。100mm×100mm方木作为竖肋固定在竹胶板上，[20a槽钢作为横向背肋，设置于最外侧，用对拉拉杆将承台模板固定。

模板根据承台尺寸在施工现场下料加工。待钢筋骨架绑扎完成后，安装承台模板。

模板表面涂刷脱模剂，脱模剂采用柴油与机油混合液，比例为3：1。

模板安装时，应检查其局部及整体稳定性，以及防倾覆措施，保证施工安全。模板接缝必须严密，必要时做密封处理。

模板安装完毕后，应对其进行全面检查，确认模板施工精度满足设计要求。

模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除。

2混凝土裂缝控制措施

2.1选择合理的配合比，优先选用水化热较低的矿渣水泥；使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的以满足减少水泥用量；严禁在现场随意加水以增大坍落度；掺加减水剂和适量的粉煤灰，可减少沉降量，促进工作性和流动性；采用泵送混凝土施工，其配合比应进行试泵送。

2.2混凝土生产

本工程采用商品混凝土，所以对混凝土供应商的控制成为关键，项目部应定期对使用的原材料物理性能进行抽检，要求混凝土供应商做到：控制砂、石的含泥量，确保砂、石的含泥量分别在1%和3%内；在炎热气候，当砂、石料温度过高时，应洒水降温，严格控制砂、石料的入槽温度。

2.3施工工艺

a、大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温≤30℃为宜。

b、混凝土的配制，应严格掌握各种原料的配合比，其重量误差为：水泥、外掺合料±2%；粗、细骨料±3%；水、外加剂溶液±2%。

c、搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象。

d、混凝土浇筑：浇筑前，模板应用清水浇湿；浇筑方法采用分段分层浇筑，可使混凝土水化热迅速散发，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝。2000厚底板分4~5层浇筑，每层400~500左右，层与层之有意预留一定的时间间断，但层与层之间的混凝土接合时间应控制在混凝土初凝前完成，合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大；泵送混凝土浇筑前，应用清水冲洗混凝土泵及输送管，并保持一定的湿润；在大体积混凝土浇筑过程中，由于混凝土会出现表面泌水现象，为保证混凝土浇筑质量，要用水泵及时抽除混凝土表面泌水；混凝土水灰比较大，泌水现象将比较严重，若不及时清除，将会降低结构混凝土的质量；操作人员要下到作业点进行振捣，振捣要密实，振捣时间控制在5～15s／次。大体积混凝土施工，要使用无线电对讲机，加强通讯联络，及时反馈信息，快速而及时的多方位的通讯联络是顺利泵送的重要保证。

2.4混凝土养护

a、浇水养护：采用浇水养护不得小于14昼夜，刚浇筑的混凝土，处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，浇水使其保持在适宜的潮湿状态，可有利于水泥的水化作用，从而提高混凝土的极限拉伸强度，同时可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝；

b、混凝土表面保温养护：采用两层（30mm）草袋覆盖结合100mm蓄水，主要的降低大体积混凝土浇筑块体的里外温差值，以降低混凝土块体的自约束力，其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土体承受外约束力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。

2.5温控监测

为了掌握大体积混凝土的温升和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。

a、在2000板厚部分设6个测温孔，对底板上、中、下混凝土温度变化进行测量，为采取保（降）温措施提供依据。

b、在混凝土升温阶段，每２小时测一次，温度下降阶段，每6小时测温一次。测温工作，项目部选择经培训、责任心强的专人进行，测温记录，及时交技术负责人阅签，关作为对混凝土施工和质量的控制依据；

c、选择半导体液晶显示温度计，当发现大体积混凝土内部与表面温度差超过25℃时，及时加强保温或延续拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力产生裂缝。

3结论

以上措施均在本工程中得以实践，承台的结构稳定性得到很好的控制，经现场实际测量3天龄期的混凝土内部温度最高，达63.6℃，通过有效的降温，各项指标均达到了预期效果，承台没有出现任何的裂缝及坍塌情况。总结经验，大体积混凝土施工只要准备充分、组织得当、技术措施及施工工艺科学合理，就可以控制裂缝产生，保证混凝土的施工质量。