大体积承台施工技术

杨仁治

1 工程概况

彭市汉江特大桥全长8 060.805m，共有墩台235个，主桥为118号～125号墩，其中119号和 120号墩承台尺寸最大为 26.9m× 21.1m×5.0m，承台四角为1.85m圆弧倒角，C30混凝土共计2 823.2m3，承台顶部设有补块18.4m×12.7m×2.5m，C30混凝土共计 584.2 m3。主墩承台属大体积混凝土，二级钢筋共计302.76 t。承台位于江面施工水位以下 12.514 m(施工水位为26.5m，承台底标高13.986m)，由于主桥承台全部为水中作业，承台埋置又较深，施工难度很大。

2 施工总体计划

根据设计提供地质及水文资料，主墩承台采用钢套箱围堰进行施工，但根据施工时的现场实际水文和地质情况，经过方案优化比选改为筑岛法和钢板桩围堰施工。钢板桩围堰应做好支护，定时进行变形观测，以及基坑内防水、集水、排水工作。承台模板均采用大块定型钢模，钢筋由钢筋加工厂加工成型，运至现场进行绑扎安装，混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土罐车运至现场，泵送入模。

3 承台施工方法及工艺

3.1 承台施工准备

1)测量定位。使用全站仪精确定出承台位置，水平仪测出承台底标高，并在围堰上做出标记。2)承台基底处理。检查围堰内是否有渗水漏水现象，采用棉絮和木楔填塞，承台四周设排水沟及集水井排除渗水，保证承台范围内无明显径流，将承台底部找平和清理干净后即可进行承台施工。

3.2 承台钢筋加工及安装

1)钢筋加工。承台钢筋在加工厂加工，钢筋加工时，当接长后的钢筋长度小于 15m时，直接在钢筋厂焊接连接;当接长后的钢筋长度大于 15m时，为了便于运输，要求在现场安装时焊接接长(或可拉至墩位双面焊接完成吊装绑扎)。同时，钢筋加工要满足以下各项要求:a.钢筋存放时在地面上垫枕木，编型号分批存放，上盖彩条布防雨生锈。b.钢筋锈蚀或污染要清除干净，带有颗粒状或片状老锈不得使用加工。c.钢筋在切割时，用钢筋切割机切割，不准使用氧炔焰或电焊条切割。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计图纸及规范要求。在常温状态下，钢筋的弯曲用钢筋弯曲机一次冷弯成型，严禁将钢筋加热后弯曲。d.加工成型后的钢筋按图纸编号做标识牌、垫枕木，分别整体存放。e.钢筋加工时，尺寸允许偏差必须符合设计及规范要求。对搭接焊接的钢筋接头应逐个进行检查，焊渣敲干净，焊缝表面应平顺，无缺口、裂纹和较大的焊瘤。f.钢筋的接头应设置在钢筋承受力最小处，并分散布置。配置在“同一截面”(同一截面是指 35d长度范围，但不得小于0.5m)内受力钢筋接头的截面积，占受力钢筋总截面面积的百分率应小于 50%。在同一根钢筋上应尽量少设接头。钢筋接头距离弯折点不得小于 10倍钢筋直径。

2)钢筋安装。按设计及规范要求将下好料的钢筋绑扎到位，钢筋接头 Φ28和 Φ20全部采用机械连接(滚轧直螺纹套筒连接)。施工工序:首先，在承台底面上准确放样，测出钢筋布设位置，结合各种钢筋的相对位置，分清各结构钢筋的先后顺序，自下而上、由内到外进行安装。同时，要及时安装各桩头伸入承台部分的钢筋、接地钢筋。当承台钢筋安装到位后，测量放样，定出补块位置，按其预埋钢筋的设计间距和保护层厚度安装钢筋(本主墩墩身部分主筋穿过补块伸入承台内)，注意为了避免主筋在浇筑承台混凝土时发生位移，影响其保护层，埋设主筋时应对原保护层放大2 cm～3 cm，并将主筋和承台钢筋点焊牢固，按墩身坡比设置，必要时可安装一部分补块或墩身钢筋的箍筋，以便保证钢筋的准确位置。同时考虑到补块立模时支撑的方便，在补块周围承台表面每隔1.0m埋设一根φ25mm，长0.5m的钢筋下脚料，每根预埋钢筋离开补块0.5m，在承台表面外露0.2m。注意，补块和墩身主筋预埋时一定要先找到设计承台混凝土顶面，作为参考面确定其钢筋的埋设深度，决不能误把承台顶层钢筋顶面当成承台混凝土顶面。钢筋安装过程中，预埋钢筋与承台钢筋发生相碰时，可适当挪动承台钢筋，但钢筋数量不变。墩身预埋钢筋安装到位后，必须再次复测检查补块和墩身钢筋预埋的位置，确保预埋钢筋的准确位置。

3.3 模板安装

考虑到作业空间和围堰内支撑体系的影响，在承台钢筋绑扎前先将承台模板分块吊入围堰内，在承台范围外倚靠于钢板桩内壁上。

1)测量放出承台边线，并定出承台模板底标高，用混凝土和砂浆找平，要求承台底标高与设计一致，墩身立模位置承台顶标高可低2 cm以内，施工墩身时砂浆找平到设计标高(因墩身底部3m为坡墩，标高变化直接影响模板配置及截面尺寸)。

2)根据施工技术要求，承台模板采用大块定型钢模板。承台钢模的结构尺寸及拼装见模板拼装图。

3)依据承台结构尺寸结合拼装图选用模板，按照模板编号分层安装，使用顶托和拉杆以及型钢分层加固。调拼安装完成并支撑牢固后，测量检查轴线、标高、尺寸及钢筋保护层厚度，并保证在浇筑过程中不变形、不移动。

3.4 接地装置安装

根据承台接地线的设计图，加工并安装承台接地线。承台接地线的材料选用、尺寸规格及其在承台中的相对位置，必须严格按照接地线的设计图施工。

另外，承台接地线安装完毕后，必须测量其电阻，且只有当接地线的电阻符合设计要求时(综合接地电阻值小于 1Ω)，才允许浇筑承台混凝土。

3.5 承台冷却管、测温导线及元件的加工和安装

承台冷却管采用φ50mm的薄壁铁管弯制而成;测温导线及元件采用专用的装置。在承台内部共设置 5层冷却水管，4层测温导线，每层间距均为1m，第一层冷却管距承台底0.5m。冷却管安装时，接头应连接牢靠，中间密封胶条应完整无破损，用防水胶带进行密封处理，并且做灌水试验检查，确保冷却管密封，不漏水。冷却管伸出承台后，进水口一端用橡胶管、水泵和储水罐连接，另一端使用橡胶管接出承台以外。在安装时，都必须保证其准确位置和安装的牢固性。

混凝土浇筑开始根据混凝土面高度，依次在冷却管中连续通水冷却，根据计算，出水口流量不小于0.35m/s。进水水温与混凝土内部温度差不大于 20℃，冷却管内进出水温度差不大于 10℃。在承台内部预埋测温导线，利用测温仪每隔 2 h测量记录一次，承台内部和表面的温度差不得大于 20℃。冷却管停水后仍每隔12 h监测混凝土内温度一次，尽量做到大体积混凝土内外温度差符合设计要求，减少温度梯度，对测温数据进行收集、整理、分析。确认不需要使用冷却管后，将冷却管道用不低于 30号水泥砂浆灌满。

注意:测温仪器及冷却用水泵必须接专用电源，使用过程中不得断电，如必须停电时通知现场技术干部重新调试测温仪器，确保测温数据的连续性。

3.6 混凝土施工及措施

1)混凝土拌制。根据设计要求，承台混凝土为C30，设计方量为 2 823.2m3，按照中心试验室设计的配合比拌制，拌制采用全自动集中拌和机拌和。

2)混凝土运输。混凝土采用混凝土运输车运至墩位，卸料前加速搅拌后入模。

3)混凝土浇筑。a.检查模板对中、接缝及钢筋保护层是否满足要求;检查模板加固是否安装牢固。b.机具及设备:安装好振动棒、串筒、串筒长度，要求混凝土面距串筒底口不大于 2.0m;串筒数量以每 6m2安装一个。振动棒的数量以 3m2～4 m2一台。c.施工人员配置:振动棒每台配 1人，施工人员 10人，泵车放料配合 2人，模板支撑检查人员 2人。d.混凝土施工设串筒，采用分层水平施工，计算好分层混凝土浇筑时间，保证接头混凝土连接时间符合设计及规范要求。

3.7 承台混凝土的养护

1)混凝土浇筑后，12 h内即应覆盖土工布或麻袋片洒水养护(养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于 15℃，直至规定的养护时间)。

2)当日平均气温低于 5℃时，应采取保温措施，并不得洒水养护。

3)混凝土的洒水养护时间不得小于 7 d，洒水次数应以混凝土表面保持湿润状态，并不得有积水。养护用水与拌制用水相同。

4)新浇筑的混凝土强度未达1.2MPa以前，不得在其表面来往行人或架设上层结构用的支撑和模板等设施。

3.8 拆模

1)混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，经现场技术管理人员通知后方可拆模。

2)拆模宜按立模顺序逆向进行，不得损伤混凝土，并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后，方可拆卸调运模板。拆模时，不得影响混凝土的养护工作。

3)拆模后应及时回填基坑。

4 结语

因承台混凝土体积大、钢筋布置密，故在施工时必须针对其特点进行综合研究，定出施工方案，保证钢筋混凝土结构质量。做到钢筋加工、运输、安装的方便安全;设计的模板强度合理，便于安装和加固;拌和的混凝土水灰比合理、流动性良好、坍落度适宜，确保混凝土浇筑的连续性、振捣方式正确、养护到位、机械配置合理;混凝土浇筑后，立即在冷却管中连续通水冷却15 d，并每隔 2 h测量记录一次，使施工完的混凝土内实外光。

[1] 吴子峰.大体积混凝土的施工技术及质量控制[J].山西建筑，2009，35(1):176-177.