钟张运河大桥主墩承台施工技术
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[摘要] 本文简述主墩承台的施工方法、施工工艺及质量保证的措施及取得的效果,为类似主墩承台施工提供参考。
[关键词] 钢板桩围堰 主墩承台钢筋加工 冷却管施工
104国道宜兴段起于溧阳宜兴交界丰台,基本沿老路向东经潘家并跨越西溪河,于徐舍镇南改线,沿南溪河、西河南侧布设新线,在新街镇西侧接上342省道,与342省道共线下穿锡宜高速,于南岳村向南接上原老路,沿老路至大港收费站经东至终点苏、浙交界父子岭。路线全长约49.9公里。本标段设计范围为K10+960-K15+000,路线长度为4.04km。
钟张运河是一条规划为Ⅴ级航道。路线与其交叉桩号为K12+482,交角90°,桥梁上部结构采用60+95+60悬浇箱梁结构,一跨过河。主墩下部结构采用群桩基础式承台,桩基础均按摩擦桩设计,桩基直径采用150cm,主桥主跨95m,桥宽2×17m。15#主墩承台长10.5m,宽10.5m,高3.5m,正方体型结构,承台顶高程均在河床面以下。主墩承台理论浇筑方量C30砼385.9立方。
一、钢板桩围堰施工
根据施工图纸,并结合现场水位调查,在桥位区内,水位变化不大,常水位1.4米,15#主墩承台顶高程为-1.8米,承台底标高为-5.3米;16#主墩承台顶高程为-0.1米,承台底标高为-3.6米;考虑到河区汛期的冲刷、地下水位较高以及开挖深度较大,基坑开挖采用钢板桩围堰,钢板桩长度为15m。围堰采用方型结构,围堰内平面尺寸分别为: 12.8m×12.8m。钢板桩围堰采用的钢板桩型号为:德国拉森Larssen-Ⅳ型。经过钢板桩整理钢板桩插打围囹支撑施工水下开挖水下封底后进行主墩承台施工。
二、主墩承台施工
1.钢筋加工与冷却管施工
用全站仪在封底混凝土上精确放出承台轮廓线,首先将基桩钢筋予以嗽叭型成型,再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋在加工场集中制作,运至现场绑扎。
钢筋施工顺序:承台底层防裂钢筋网承台架立钢筋冷却管承台侧面钢筋墩身预埋钢筋承台顶层钢筋施工预埋件
钢筋应存放在地面以上0.3m的平台、垫木或其它支承上,并应保护不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。
根据现场放样,并以此进行钢筋绑扎施工。钢筋骨架按施工设计图要求制作,按规范验收,做到施工技术交底清楚,电焊工持证上岗,现场挂牌施工。对弯曲变形钢筋应校正后使用,锈蚀严重的钢筋禁止使用,钢筋骨架定型加工,根据来料规格分段制作,钢筋焊接端应在垂直于钢筋的轴线方向切平,两焊接端面平行。焊渣必须清除。主筋搭接且在同一截面上接头不超过50%。钢筋搭接长度、焊缝外形尺寸应符合规范和设计要求。对制作好的钢筋半成品进行编号,挂标识签,平卧堆放在干净、平整的场地上,在运输、绑扎过程中要采取措施防止变形,钢筋骨架在处理好的基底现场绑扎成型。钢筋骨架成品首先在班组内按规范要求项目进行自检。
桩基钢筋与承台底层钢筋交叉发生矛盾时,适当调整基桩或承台钢筋,但必须保证承台钢筋顺直。墩身预埋钢筋为保证预埋位置准确,先校准下墩身钢筋位置,将定位钢筋点焊固定在承台钢筋上,然后再绑扎。当墩身钢筋与承台钢筋位置冲突时,可适量调整承台钢筋,保证墩身钢筋位置准确。
在钢筋骨架制作成型后,需经监理工程师检验合格后方可立模,并固定好保护层垫块。
2.冷却管施工
冷却管采用内径为50mm,厚2.5mm的钢管,热传导性能较好且有一定的强度。安装时保证管道通畅,接头处可靠,不漏水,上中下层冷却管均固定在相应位置的承台钢筋上,且保证冷却管水管的顺畅。进水口和出水口引到工作平台上,且高出承台顶面不小于30cm,循环用水使用现场河水。当冷却管与墩身预埋钢筋有矛盾时,可适当调整冷却管位置。
3.模板支立
承台侧模板使用钢木组合模板,采用竹胶板做面板,间距30cm10cm×10cm方木作内撑,外侧用间距50cm12工字钢作围囹,模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间接缝贴高强海绵条密封,外侧采用15×15方木支撑在围堰上,承台内侧采用25圆钢进行对拉,对拉螺杆间距为50cm×60cm,施工现场采用浮吊配合进行模板安装。模板与钢筋制作配合进行,安装侧模时,防止模板移位和突出,在模板外设立支撑固定模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行自检并报验,监理工程师签认后方可浇筑混凝土。
4.混凝土施工
优化混凝土配合比,掺入适量优质粉煤灰,减少水泥用量,即减少混凝土水化热。
混凝土浇筑:采用一辆拖泵,一辆汽泵同步浇筑施工。拖式泵前端软管接长,前接串筒,串筒出料口处混凝土堆积高度不宜超过1.0米。混凝土按一定厚度、顺序、和方向分三层浇筑,应在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层和下层前后浇筑的距离应保持在1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。混凝土浇筑时,采用插入式振捣器振实。插入式振捣器移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模应保持50-100mm的距离;插入下层混凝土50-100mm,每一处振动完毕后边振动边徐徐上提,避免振动棒碰撞模板及其它预埋件。对每一振捣部位,须振捣密实即混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑完后,立即进行混凝土面修整、抹平,待收浆后再抹第二遍并压光处理。
承台混凝土温度采取内降外保措施进行控制,控制混凝土内外温差不大于25℃。为避免冷却管周围混凝土温差过大,采用循环水冷却,在混凝土覆盖住底层冷却管后即通循环水,保证水压满足施工要求,同时进水口处设置阀门,调控水流量大小,以此调控混凝土内部温度。混凝土顶面用塑料布覆盖,塑料布上以及侧模外加盖两层草帘进行保温。
在承台内设置测温孔,测温频率1次/2小时,作好记录,通过分析,调整循环水流量大小,控制混凝土内外温差在25℃内。
在混凝土强度达到规范要求后拆模,拆模后及时将混凝土面进行覆盖保温,并且继续循环水降温,当承台中心温度基本恒定,并与外界温差小于20℃时,停止冷却循环水,继续温度观测12小时,如混凝土内外温差不超过25℃,进行下道工序施工。
三、水中承台施工工艺流程
施工准备工作测量放样钢板桩围堰封底、围堰支撑加固桩基无破损检验绑扎钢筋安装模板浇筑混凝土养生围堰拆除。
参考文献:
[1]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000).北京:人民交通出版社.
[2]公路工程质量检验评定标准(第一册)土建工程(JTG F80/1-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[3]公路工程施工监理规范(JTG G10-2006).北京:人民交通出版社,2006.