某大桥主墩承台大体积混凝土施工方案设计研究分析

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摘要：本文以宁波某大桥为例，分析了大体积承台施工技术，包括: 钢板桩围堰施工，平板钢模的制作，为了防止大体积混凝土在水化过程中结构内部产生过高的水化热温度，采取了一系列有效的技术控制措施，确保了工程施工质量。

关键词：钢围堰，大体积混凝土浇筑

Abstract: this paper takes ningbo of a bridge for example, analyzed the construction technology of pile caps is large volume, including: steel sheet pile construction cofferdam, flat steel production, in order to prevent massive concrete in hydration processes produce too high in the internal structure of the hydration heat temperature, adopted a series of effective technical control measures, to ensure the engineering construction quality.

Keywords: steel cofferdam, mass concrete casting

中图分类号： TV544+.91 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

XX大桥设计中心里程DK452+145.8870 ，起迄里程DK452+016.270～DK452+274.240，全长257.97m。XX大桥主桥墩共有 4 座承台，尺寸为19m × 19m × 5m( 高) ，承台上设有2m高塔座，均采用 C35 混凝土，单个承台钢筋重 177t，承台相关尺寸如图 1 所示。主墩承台位于河床以下，所处地质条件为粉砂和卵石层，主墩处水深约 6m，钢围堰采用拉森Ⅵ型( 标号为 SKSP-SX27 型) 钢板桩，其钢板桩外形尺寸 21. 6m × 21. 6m × 20m，钢板桩围堰布置 3层腰梁和内撑。支撑围护如图2图3所示：

2、钢板桩围堰施工方法

2.1施工流程

施工流程为: 施工准备导向装置安装钢板桩内支撑整体安装打设钢板桩吸泥清基浇筑水下封底混凝土抽水承台主体施工第 3 道支撑换撑主塔施工内支撑拆除钢板桩拔除。

2.2施工要点

1）腰梁及内撑在加工场内分节加工成型，钢平台上拼装成整体，利用在钢护筒安装的导向装置整体下放入水到指定标高，如图 4 所示，每个承台上设置

12 个导向装置。 依次将 3 层腰梁及内撑下放到位后，再打设钢板桩。

2）钢板桩打设采用 50t 履带式起重机和 DZ90振动锤，根据现场围堰的实际尺寸，钢板桩围堰的角桩利用现有钢板桩在现场改制而成。将 1 片钢板桩切割成型，垂直焊接到另一片钢板桩上做成角桩，插打时整体打设。

3）钢板桩围堰封底混凝土的浇筑采用水下混凝土浇筑的方法进行，主桥承台封底混凝土厚 3.0m，采用 C25 水下混凝土，共 1400m3。封底混凝土的导管间距按 9 ～ 10m 布置，混凝土的流动坡度不陡于 1∶4。混凝土坍落度 18 ～ 22cm，初凝时间为 31h。2 台混凝土汽车输送泵连续泵送。

4）钢围堰水下混凝土封底完成并达到设计强度后，将水抽干清基，钢板桩渗水及变形均在设计范围内，可以保持干作业状态。

3、承台施工方案设计

3.1钢筋制作安装

钢筋在加工棚内加工，平板车运到现场，现场绑扎。钢筋加工安装要达到表1精度要求，否则重新调整处理。

表1台钢筋安装允许偏差

序号 名称 允许偏差

1 钢筋总截面面积的偏差（指更换钢筋规格时） －2%

2 双排钢筋，其排与排间距的局部偏差 ±5ｍｍ

3 同一排中受力钢筋间距的局部偏差 ±20ｍｍ

4 分布钢筋间距偏差 ±20ｍｍ

5 最外层钢筋的位置偏差 ＋5、－2ｍｍ

①钢筋的直径、规格及质量要求应符合设计和规范要求，钢筋的焊接工作应由持证上岗的专业人员操作，其焊接质量由经理部中心试验室取样鉴定；

②钢筋的保护层采用细石子砼垫块支垫在模板与钢筋之间来保证；

③受力钢筋接头应设置在应力较小处，并分散、错开布置。配置在同一截面内的受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率应符合下列规定：闪光对焊的接头在受弯构件的受拉区不得超过50%，在轴心受拉构件中不得超过25%，在受压区可不受限制。绑扎接头在构件的受拉区不超过25%，在受压区不得超过50%。

④承台钢筋在越过桩头时不得截断。

3.2承台模板安装

承台模板为平板钢模，采用厂制整块钢模，纵肋采用槽钢和角钢，横胁采用钢带。模板现场拼装，模板块间用螺栓联结,模板安装前先涂刷脱模剂,模板缝拼装严密不漏浆, 模板拼装缝之间采用止水胶带密封。承台模板支撑方式采用外支撑，在基坑壁和模板之间采用对撑螺杆和钢管支架支撑。承台模板安装允许偏差见表2

表2台模板安装允许偏差

序号 项 目 允许偏差（mm）

1 轴线位置 15

2 表面平整度 5

3 高程 ±20

4 相邻两板表面高低差 2

3.3大体积混凝土浇筑

墩混凝土按大体积混凝土施工工艺进行，混凝土一次连续浇筑完成，其拌和、运输、浇筑、养护等按高性能混凝土的标准要求进行。砼由搅拌站集中拌制，砼罐车运输，砼输送泵浇筑。

砼灌注顺序以中心沿横桥向向两边对称灌注，具体灌注顺序见图4.2-6。连续进行，每层灌注厚度30cm,采用插入式振动棒振捣, 砼振捣时，振动棒与模板必须保持5～10cm的间距，插入下层砼5～10cm，振动棒移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，振捣器要垂直插入混凝土内，并要插入前一层混凝土，以保证新旧混凝土结合良好。提起振动棒时，应缓缓提起，避免振动棒碰撞模板钢筋及其它预埋件。

混凝土振捣密实的标志是：混凝土停止下沉、不冒大气泡、泛浆、表面平坦。振捣时间一般控制在30s以内，避免过振。考虑到垫石位置、尺寸大小及各种预埋件的位置等要求较高，垫石在墩身砼灌注完后再灌注，以确保垫石位置、尺寸大小及各种预埋件等符合规范及设计要求。施工时尽量减少暴露的工作面，防风、防晒、防雨，灌注完成后立即抹平进入养护程序。

3.4混凝土温度测量和控制

本工程混凝土测温工作分为混凝土拌合物的测温、混凝土施工测温、养护期测温。对于为墩身大体积混凝土，根据构造物尺寸、环境温度、及灌注工艺的不同，选取有代表性的墩身进行测温，及时掌握混凝土内部温度、表层温度。并绘制温度曲线图，当发现混凝土灌注温度、内外温差或降温速率出现异常时，应及时处理。

灌注阶段通过降低运输容器温度，适当选择灌注时间，分层灌注等技术措施来降低混凝土温度。

养护阶段通过内部降温、提高养生水温等措施，使混凝土核心温度、表面温度、外界温度差值控制在规定的范围内。

墩身大体积混凝土尚应避免水化热产生过大的内外温差，经过计算在必要时在墩身内预埋冷却管，降低混凝土内部温度。冷却管采用D50铁管，其布置及冷却循环系统见图3示：

施工后在孔道内压注C40水泥浆填封。实施过程中，根据实测混凝土芯部温度，确定参数，调整冷却水管的水平布设间距、竖向间距及管内流速，确保混凝土芯部温度控制在规定的范围内。

4、结束语

该墩大体积承台施工，从混凝土浇筑质量控制，及冷却管降温措施和温度监控，直到后期的混凝土养护等环节进行层层控制，施工完成的大体积承台经建设单位验收，工程质量符合设计及规范要求，大体积承台未发现有害裂缝，同时主墩承台采用拉森钢板桩围堰施工，速度较快，成本较小，能使承台混凝土浇筑完全处于干浇状态，确保了工程质量。

参考文献

［1］ 章正涛． 京杭运河特大桥主墩基础承台钢板桩围堰设计与施工［J］． 江苏交通科技，2004( 1) : 29-32．

［2］ 李政． 主墩承台大体积混凝土施工温度控制［J］． 中南公路工程，2004( 2) : 125-127．

［3］ 陶建飞，宋伟明，张国志． 苏通大桥主墩承台超大体积混凝土施工［J］． 施工技术，2005( 12) : 54-57．

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