黄河水中分级斜坡承台施工技术浅析

黄河水中分级斜坡承台施工技术浅析

李金星闫计强杨慕云

李金星闫计强杨慕云

中国建筑土木建设有限公司北京市100070

摘要：黄河特大桥主河槽处河水较深、水流速度快，为多砂层地质，作业风险高，施工环境复杂。主河槽内承台设计为二级斜坡承台，具有一定的施工难度。根据主河槽地质情况，结合工程实际研究黄河水中分级斜坡承台施工工艺，总结成套施工技术，以利于提高承台施工质量。

关键词：主河槽，水中，多砂层地质，分级斜坡承台

1工程概况

黄河特大桥主桥位于黄河主河道内，起点桩号K101+134，终点桩号K103+414，共长2280m。主桥由3×（100+4×140+100）m预应力混凝土连续箱梁组成，主桥墩为26#～44#墩，主桥下部桥墩采用双薄壁矩形空心墩，下部结构基础采用左右幅分体式二级斜坡承台，基础均采用钻孔灌注桩基础；其中34#至39#墩位于河槽内。

2钢围堰施工

根据黄河特大桥各承台处的地质条件和承台设计标高，结合其它跨黄河特大桥承台基础施工方法，确定基坑支护采用钢板桩围堰，基坑围护结构采用拉森钢板桩+内支撑型式。

2.1施工准备

钢板桩的施打采用履带吊配合振动锤打入。钢板桩施工前要对震动锤进行检查，保证设备正常，夹板牙齿满足施工要求，同时进行锁口渗漏试验，重点检查锁口松紧程度，防止工后渗漏；施工时锁口内涂抹黄油。

2.2钢板桩打设

为确保钢板桩位置准确，定位时采用双层定位架。插打钢板桩时先上游插打，后下游合拢，首先施打角上的钢板桩，施打完成后测量检测平面位置和垂直度，满足要求后利用锁口导向和定位导向依次施打其余钢板桩。

为确保钢围堰严密，钢板桩打设完成后组织潜水员进行渗漏检查，对锁口空隙较大位置根据情况采用棉絮、板条或麻绒在内侧嵌塞，同时外侧采用砂袋或散装细颗粒堵漏。

2.3钢围堰支撑

钢板桩打设完成后先行施工第一道支撑，完成后降水至第二道支撑位置，再施工第二道支撑。钢围堰支撑包括围囹和内撑，采用两层布置，围囹采用双拼H钢，内撑采用Ф630mm×9mm钢管。围囹固定于钢板桩内壁，钢管八字撑两端采用三角加劲板加固。

2.4混凝土封底

围堰合拢后进行基底清淤。黄河河床底为淤泥质黏土，清淤采用泥浆泵低水位射水吸泥法施工。

封底工艺同普通水下混凝土灌注工艺。混凝土灌注顺序由一侧向另一侧推进，保证连续、不间断、不留接缝。混凝土灌注过程中不断量测混凝土面标高，确保封底后标高不高于承台底设计标高，且封底混凝土面基本平整。

封底混凝土达到强度后继续降水至封底混凝土顶面，检查混凝土的平整度，经凿毛后采用砂浆进行找平，基底找平后即可转入承台施工。

3承台施工

3.1桩头处理

桩基检测合格后进行桩头破除，破除桩头采用环切工艺，凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身混凝土。对桩头钢筋的修整应在桩头处理后进行。桩头清理时不得破坏声测管，待超声波检测完毕后并报监理验收后，方可进行下道工序的施工。

3.2钢筋工程

承台钢筋安装之前，要对承台的轴线进行放样，确定承台轴线及边线，安装时，采用2道φ10的圆钢对主筋进行准确定位，分布筋安装需在主筋上画出主筋的安装位置。在承台底面铺设铺设一层Ф16绑扎钢筋网，间距15*15cm，净保护层5cm。

为确保承台钢筋保护层厚度，底部钢筋采用Φ20钢筋预制马凳筋。纵横向每个1m布置一道，错开布置，侧模采用混凝土垫块来保证钢筋保护层厚度，每平米不少于4块。

3.3模板工程

模板安装前测量班先用全站仪对对混凝土垫层进行准确放样出承台的中心、轴线，现场工班长用墨斗线弹出模板安装位置，再沿墨斗线安装。

为避免漏浆，模板吊装前模板间的接缝均使用双面胶条夹在中间，用吊车配合人工拼组模板，就位后的模板外侧用方木、钢管等临时支撑，防止倾倒，模板间用螺栓连接。

所有的准备工作做好后，测量班测量承台的顶标高，用红油漆在模板的内侧做标记，并请测量监理工程师复核，合格后开始浇筑混凝土。

3.4混凝土工程

混凝土施工要确保混凝土性能，浇筑时不得间隔太长时间，震捣不得碰撞模板，且要控制好震捣时间，确保混凝土密实，浇筑完需做好收面处理，用铁抹子或木抹子在混凝土表面反复压抹，直到达到工程所需表面光洁要求。

3.5混凝土养护

混凝土浇筑完成后，尽快予以覆盖养护，覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。

3.5.1混凝土强度达到2.5MPa以上且承台表面没有损坏的，方可拆除模板。

3.5.2承台混凝土模板拆除，不得野蛮施工，损坏承台边角。

4.降温措施

黄河特大桥单个墩承台方量368m3～1266m3，为大体积混凝土浇筑，需为降低承台内部温度采取多项措施。

4.1优化混凝土配合比设计

配合比设计采用“双掺”技术：掺加部分粉煤灰代替水泥，水泥与粉煤灰的比例可达到3:1，降低水泥的用量、降低混凝土产生的水化热；添加外加剂，改善混凝土的和易性、可泵性。

4.2浇筑温度的控制

尽量降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度小于浇筑期的日平均温度+3℃，通过降低浇筑温度减慢水化进度、延缓和降低最高温升，降低内外温差。

4.3冷却水管设置和调整

承台内铺设冷却水管，冷却管采用外径40mm，壁厚2.5mm的钢管，共设置5层，浇筑前应确保水管的压水密封性良好，杜绝有渗水漏水等现象发生；冷却管采用高压水泵抽水，保证进水口有足够的压力，进出水口的水温相差在5摄氏度至10摄氏度之间。

通过铺设冷却水管带走混凝土内部的水化热，抑制混凝土的绝热温升，从而降低混凝土内部温度。

5结语

承台作为桥梁的主要承重构件之一，水中施工环境相对复杂，采用钢板桩围堰取得了经济、安全、环保等成效，保障了承台施工顺利进行。在承台基坑开挖、混凝土浇筑过程中，钢板桩围堰能够满足水压力、混凝土的侧向压力等作用，变形满足规范要求。施工时，对钢板桩漏水堵漏，承台混凝土施工均取得了不错的效果，为以后水中承台钢板桩围堰施工，提供了一条在工程实践中切实可行的方法。

参考文献：

[1]柯家满.水中基础承台围堰施工设计[J].中国水运月刊，2009，9（9）:233-234.

[2]蔡如松，黄昊，朱崴.水中承台施工探讨[J].山西建，2010（13）:143-144.