合璧津高速公路土建四标项目中承台施工工艺及优化技术研究

任年佳

（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

高速公路建成后，可改善沿线地区交通条件，对周边地区的人口、经济、产业等结构都有显著的优化、促进作用[1]。在此背景下，人们对高速公路桥梁的建设提出更高的要求，其中承台作为桥梁的主要组成部分，其施工工艺与施工质量直接关系到高速公路桥梁的安全性和稳定性。

1 高速公路承台施工工艺概述

1.1 承台施工的定义和重要性

承台是桩与柱、墩的连接部分，其作用是将几根或数十根桩、柱、墩组合形成桩基础。按照高度的不同，可将承台分为高柱承台和低柱承台。对于低柱承台而言，通常需要将其全部或部分埋设在地基当中；而高柱承台则需要呈现在地面或水面之上[2]。因此，高柱承台主要出现于码头和桥梁工程中，低柱承台则在工业建筑和民用工程中应用。此外，由于承台能够起到增加建筑支撑面、提高建筑安全性和稳定性的作用，因此其在建筑工程项目中属于重点施工内容，是保证建筑施工质量的重要结构之一。

1.2 高速公路承台施工的一般流程

高速公路承台施工中需要注意以下四点：第一，根据土层性质，可采用分台阶放坡开挖的方式进行基坑施工。第二，当地下水位较高或渗透性很强时，应利用井管、排水管开展降排水施工，以确保基坑作业环境良好和施工安全。第三，浅水墩承台可采用编织袋装土围堰筑岛的方式进行施工。第四，对于相邻公路段、河堤段的承台施工，应在基坑开挖后及时进行防护[3]。高速公路承台的具体施工流程如图1 所示。

图1 高速公路承台施工流程

1.3 承台施工中的关键环节和技术要求

第一，在承台施工过程中，基坑以机械开挖为主、人工开挖为辅。第二，在破除桩头、桩基无损检测合格以后才能开始承台施工。第三，钢筋在钢筋场中加工成型，运至现场绑扎成承台骨架后设置冷却管。第四，模板用大块钢模拼装成型，利用钢管、对拉螺栓等对模板进行加固。第五，利用吊车、溜槽、汽车泵等将混凝土入模，在强度达到80%后，对基坑采用砂砾石进行回填。第六，承台混凝土为大体积混凝土，施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管等措施，确保混凝土的内在质量[4]。

2 承台施工工艺的现状分析

2.1 常规承台施工工艺的特点和局限性

常规承台施工工艺的特点和局限性，可从高柱承台和低柱承台两个方面予以体现。

首先，高柱承台能够满足大型道路工程中的桥梁建设要求，但是其适用范围较为局限，且成本投入较大，导致高柱承台只在大型道路工程项目中出现；其次，低柱承台能够应用于中小型道路工程，建设成本小于高柱承台，是目前多数道路工程中常用的土建施工工艺，但容易受到施工环境的限制，且施工时间较长[5]。

2.2 现有承台施工工艺的优缺点分析

优点：高柱承台的优点是施工较为方便，无须在特殊环境下施工，墩台圬工数量大幅度减少；低柱承台的优点是稳定性高，投入较少。

缺点：高柱承台的缺点是投入较大，稳定性小于低柱承台；低柱承台的缺点是需要在特殊环境下施工。

2.3 承台施工工艺的创新和改进方向

由于承台施工工艺对于高速公路的建设非常重要，所以承台施工工艺的创新和改进方向为：减少承台的现场施工流程，提高承台的施工效率、施工质量，以及稳定性和安全性[6]。

3 承台施工工艺优化技术研究

3.1 承台施工工艺优化的理论基础

由于承台采用大块钢模板浇筑混凝土，属于大体积混凝土施工，因此常规的陆地承台可采用机械放坡开挖、人工配合的方式进行施工；而对于高等级公路附近或放坡受限的承台而言，则可以采用钢桩、挖孔桩或槽钢等进行防护；同时，对于水深在2m 以内的承台而言，可以采用草袋围堰进行施工[7]。

3.2 承台施工工艺优化的关键技术

首先，承台基坑开挖需要按设计坡度进行放坡；超过5m 的深基坑要制订专项支护方案，且审批手续齐全；按施工规范凿除桩头，冲洗干净并整修桩头连接钢筋；基桩埋入承台长度及桩顶主钢筋锚入承台长度应满足设计要求。施工材料为C15 和C20 混凝土，采用φ12mm 以下的钢筋，承台底筋根数=（平面尺寸-保护层厚度）÷间距+1，如果结果是小数则直接向前进一位。其次，承台施工工序优化如图2 所示。最后，施工参数为：承台混凝土的浇筑条件是桩基混凝土强度超过设计强度的50%；为了保证承台与桩基接缝处的施工质量，在进行承台混凝土浇筑前，需要在接桩、混凝土强度超过2.5MPa 时，人工凿除接桩混凝土表面的水泥浮浆和松散层，并用高压水枪进行清洗；承台混凝土浇筑前还要在水平施工缝处铺设厚度为1～2cm 的1∶2 水泥砂浆，以保证承台接缝处的混凝土质量良好[8-9]。

图2 承台施工工序优化

承台施工设备为：挖掘机、装载机、推土机、自卸车、平地机、洒水车、小型打夯机、重型压路机。此外，承台各施工部位误差必须在原有设计标准的基础上控制在一定的范围内，具体如表1 所示。

表1 承台各施工部位误差控制范围

3.3 承台施工工艺优化的实践案例分析

3.3.1 钢筋安装

承台钢筋在钢筋场弯制成半成品，运至现场进行绑扎。承台钢筋按设计和规范进行焊接、绑扎成骨架，钢筋网片之间利用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐、层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度达标。

3.3.2 模板安装

安装模板前放出承台设计边线，模板安装完成后再进行校核。模板全部采用大块钢模板，利用起重机在基坑内逐块组拼，要求表面平整、支撑牢靠、接缝严密，并保证模板强度、刚度和稳定性合格。混凝土初凝后，开始对混凝土进行洒水养护，条件允许的情况下进行围水养护，并采取承台顶面覆盖措施，防止阳光直晒，并定时检查混凝土测温点温度，记录环境气温、混凝土表面温度，确保混凝土内外温差不超过20℃[10]。

4 承台施工工艺优化效果评价

4.1 承台施工工艺优化前后的对比分析

承台施工工艺优化前后的对比分析如表2 所示。

表2 承台施工工艺优化前后的对比分析

4.2 承台施工工艺优化的原则

第一，遵循节约资源和可持续发展的原则；第二，贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的原则；第三，遵循科学、经济、合理的原则；第四，遵循引进、创新、发展的原则；第五，遵循安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的“三同时”原则[11]。

5 承台施工工艺优化的可持续发展方向

5.1 环境保护和资源利用

从环境保护方面进行分析，在实际施工过程中，降低施工材料及施工设备对周围环境的破坏与污染，进一步贯彻绿色环保的社会发展理念，确保承台施工工艺发挥作用的同时，满足《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650—2020）等标准及规范的要求；从资源利用方面分析，将无法应用于其他高速公路建设施工的材料进行二次利用，降低高速公路项目的成本投入，同时精减后期清场项目与时间，或将废弃的施工材料采取二次加工的方式应用到承台施工当中，开发其可循环利用价值[12-13]。

5.2 节能减排和减少浪费

节能减排和减少浪费可从优化后的施工工艺及施工工序中体现出来。高速公路土建项目中承台施工工艺单项节能减排和减少浪费的效果相对较小，但是若将其结合到整体项目中分析，将是一笔巨大的收益[14]。

6 结语

综上所述，作为连接重庆合川和四川安岳的合璧津高速公路，通过此次高速公路的土建四标项目中承台施工工艺及优化技术研究，了解高速公路承台施工工艺，分析承台施工工艺的现状和承台施工工艺优化技术，从实际角度出发，提出承台施工工艺优化效果评价和承台施工工艺优化的可持续发展方向，突出此次研究的主要内容，并完善研究。未来，要加强实践内容的分析与研究，进一步提升承台施工工艺及优化技术水平。