水上高桩承台大体积砼分层分期浇筑施工技术

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摘要：结合江苏省123省道双牌石至狸桥段建设工程项目固城大桥承台施工实例，介绍水上高桩承台大体积砼分层分期浇筑的施工工艺，并进行了可行性分析，结果表明：水上高桩承台大体积砼分层分期浇筑施工技术是可行的，对工期影响甚微，成本降低显著，未发生任何质量缺陷，值得类似工程借鉴。

关键词：水上承台；分期浇筑；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

水上高桩承台大体积砼分层分期浇筑施工技术就是将层厚较厚的砼分层分期浇筑，利用先期浇筑的下层钢筋砼承受后期浇筑的上层砼荷载，以达到克服大体积厚层砼构件浇筑沉降变形、减小模板侧压力、节约支架搭设及支架预压成本、避免由于砼水化热所产生的一系列问题。在保证外观质量的同时，做到对工期影响甚微，成本降低显著，具有十分重要的参考价值。

下面结合江苏省123省道双牌石至狸桥段建设工程项目固城大桥承台施工实例，详细介绍水上高桩承台大体积砼分层分期浇筑施工技术。

1 工程概况

123省道双牌石至狸桥段固城大桥主桥共有承台2道，承台设计平面尺寸为31.12×7.70米，高3.0米，砼为c30砼，单个承台浇筑方量为718余方。设计配筋情况如下：底部双向Φ25@10cm；顶部双向Φ22@10cm；侧面竖向Φ22@10cm，水平Φ16@10cm；内部横竖向均设Φ25@100cm钢筋支撑。

2工艺设计

由于该承台砼方量较大，且位于水上施工，支架承受的荷载、模板承受的侧压力很大，对钢管桩打设、支架搭设、模板都有较高要求，最重要的是支架预压工程量较大。

因此，我们采用分层分期浇筑技术，有效减小了支架承受的荷载，这样可以减少钢管桩的打入数量、减小桩上横梁规格及加载预压工作量。同时由于砼浇筑高度的降低，对模板的侧压力显著减小，模板强度、刚度要求可以降低。又由于砼层厚的减小，这样就缩小砼内外温差，避免砼早期水化热所产生的质量问题。

具体施工工艺流程：支架搭设铺设底模钢筋绑扎浇筑下层砼养生施工缝处理安装散热管道浇筑上层砼养生。

3 可行性分析

3．1 下层砼承载能力验算

3．1．1 分层厚度确定

由于分层浇筑厚度直接影响到支架搭设、下层钢筋砼承载能力、模板设计、工期等多方面因素，为寻求最科学合理的分层数和分层厚度比，我们进行了大量的计算分析，其分层数与成本、工期的关系如图。

图分层数比与成本工期的关系图

根据分析，本承台分两层浇筑，拟定先期浇筑部分的经济厚度为1.0m，在减少费用的同时保证下层砼的刚度。

3．1．2 下层钢筋砼承载能力验算

不考虑支架承载作用的有利因素，仅按先期浇筑的下层钢筋砼直接承受二期浇筑的上部砼荷载来验算是否满足要求。

将结构假定为连续梁，纵横向均取单位宽度范围的均布荷载进行计算，画出连续梁荷载分布图，如图3。

纵向：

横向：

图3 纵横向荷载分布图

a)抗弯验算

经计算，画出纵横向弯距分布图，如图4。

纵向：

横向：

图 纵横向弯距分布图

由图可以看出，先期浇筑的下层钢筋砼最大弯距为Mmax＝568.20×7.7＝4375.13KN.m

根据承台结构尺寸及配筋情况，不难计算出承台截面抵抗矩M抗=10313.00 KN.m＞Mmax＝4375.13KN.m

即：先期浇筑的下层钢筋砼能够满足承载要求。

b)负弯距部位配筋计算

由图可以看出，由于桩顶部位承受负弯距（纵向中部桩顶处M1＝-551.94KN.m，纵向端部桩顶处M2＝-56.25KN.m；横向桩顶处M3＝56.25KN/m）。这些部位须增设钢筋以抵抗负弯距影响，各断面配筋计算结果如表1所示。

表1负弯距断面配筋计算结果

3．2沉降变形观测

先期浇筑的下层砼和一次浇筑没有差别，相关资料很多，其相关沉降变形观测数据这里不一一列出，本文仅列出先期浇筑的砼底面高程在后期上层砼浇筑后的变化情况。

在后期上层砼浇筑前，首先在承台底设立10个观测点。

观测记录表明，实际挠度变形明显低于理论值，且与理论值关系不完全对应，即先期浇筑的下层钢筋砼在施工上层砼时，由于支架尚未拆除等因素影响，未完全利用钢筋砼的抗弯性能，不会对先期砼造成破坏。

3．3经济分析

3．3．1支架搭设方案的经济比较

a）分层分期浇筑支架搭设方案

初步拟定基础采用φ500钢管桩（入土深度5.5m，桩长10m），沿承台外侧50cm打设（如图6），其上设双拼I40工字钢横梁，钢管桩之间用[10的槽钢作剪刀撑加固，再在横梁上铺设间距为50cm（净间距30cm）的20cm×20cm方木。经验算，各项指标满足浇筑下部（第一层）厚1.0m砼的强度、刚度、稳定性要求（支架相关验算略）。

b）一次浇筑支架搭设方案

初步拟定基础采用φ500钢管桩（入土深度7.5m，桩长12m），沿承台外侧50cm打设（如图7），其上设双拼I50工字钢横梁（在灌注桩桩顶预定位置预留安设工字钢槽，以备灌注桩处工字钢横梁穿过灌注桩桩顶）梁上铺设间距为50cm（净间距30cm）的20cm×20cm方木。经验算，各项指标满足强度、刚度、稳定性要求（支架相关验算略）

3．3．2 其他方面的经济比较

a）模板在模板特别是侧模方面，分层分期浇筑时，砼侧压力显著小于一次浇筑的砼侧压力，相关费用有较大降低。

b）施工缝处理由于采取分层分期浇筑，存在的施工缝需要进行处理，在该方面有所额外费用开支，使用SK-H002型砼毛面剂处理技术，实际费用为4.5元/m2×240m2＝1080元。

c）负弯距钢筋 由于承载时增设负弯距钢筋，实际增加费用1511kg×4.5元/kg＝6800元。

上述支架搭拆、支架预压、温度控制、模板设计等方面费用分析表明，采用分层分期浇筑施工的费用约占一次浇筑施工的费用的30％～40％，经济效益非常显著。

3．4 工期比较

由于分层分期浇筑，需以先期钢筋砼作承载层，所以两次砼浇筑时间间隔约7天左右。扣除分层分期浇筑使用的钢管桩打设、支架搭设、加载预压等方面工程量显著减少可缩短3～4天，故实际承台施工总工作时间仅延长3～4天，在编排施工计划和施工安排上就可以进行调整，保证工程进度。

3．5 质量效果

经对固城大桥主墩承台后期浇筑的上层砼施工前直至墩身完成后的连续56天的观测，未发现任何工后变形、裂缝等不良现象，分层施工缝处理情况良好。为固城大桥如期保质交工打下了基础，取得了明显的社会和经济效益。

4 结束语

分析和实践证明，通过周密的计划安排和科学的分析预测，采用分层分期浇筑施工技术施工水上高桩大体积砼承台在技术上是可行的，经济上是合理的，可以在保证质量的情况下节约成本，值得类似工程借鉴。

参考文献

[1]JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S]，路桥集团第一公路工程局主编，北京·人民交通出版社，2000

[2] 交通部第一公路工程总公司主编，公路施工手册，桥涵[M]，北京·人民交通出版社，2000。