大型桥梁承台大体积混凝土质量控制

大型桥梁承台大体积混凝土质量控制

任锋成

浙江新宏建设有限公司安吉市313300

摘要：随着国家的日益强盛，公路建设里程的不断增加，大型桥梁尤其是特大型桥梁越来越多的在祖国各地竖立，而建设大型桥梁基础就是承台的大体积混凝土，它的质量决定着大桥的安全性。文章结合浙江省平湖市黄姑塘特大桥的施工，对承台的大体积混凝土的施工质量作简要阐述，便于后续同类桥梁施工参考借鉴。

关键词：承台；大体积混凝土；质量控制

一、施工工艺流程及相关质量控制

承台大体积混凝土施工工艺流程：测量放线→拉森拉森钢板桩定位→打设拉森拉森钢板桩→安装钢支撑→挖土→承台垫层施工→承台施工→完成后填土→拆除钢支撑→拔除拉森拉森钢板桩。

1、拉森拉森钢板桩打设

拉森拉森钢板桩从靠河道侧围堰中心开始打入第一片拉森拉森钢板桩，然后逐步向两边插打，在河下游合龙（见示意图）。在插打过程中，加强测量工作，发现倾斜，及时调整，为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，确保插打第一片拉森拉森钢板桩的垂直度。打设位置和方向要确保精度，以起到样板的作用。每完成3米测量校正1次，确保在同一直线上。每根拉森拉森钢板桩施打完毕后，即与横钢焊接牢固。根据起吊能力确定逐根插打到稳定的深度，一般为2-3m，待全部插打完毕后再依次打到设计标高。

其余各拉森拉森钢板桩，则以已插好的拉森拉森钢板桩为准，起吊后人工扶持插入前一片拉森拉森钢板桩锁口，然后用D90振动锤振动下沉。插入桩位的拉森拉森钢板桩需紧靠导梁。插打一片或几片后，将已插好的拉森拉森钢板桩点焊固定于导梁上。整个施工过程中，要用锤球始终控制每片桩的垂直度，及时调整。调整工具有千斤顶、木楔、导链等。插打过程中，须遵守“插桩正直，分散即纠，调整合拢”的施工要点。

在施工过程中，拉森拉森钢板桩如需拼接时，两端拉森拉森钢板桩要对正，可先在一端上面焊接一块限位板然后将另一端缓缓放下并进行对焊，再焊接加强板。焊接时必须保证焊接面平整且焊缝有足够厚度。插打拉森拉森钢板桩要充分采取止水措施，以防拉森拉森钢板桩围堰大量漏水。合龙段，到剩下最后一部分时，要先插后打，若合拢有误，用倒链或滑车组对拉，使之合拢。合拢后，再逐根打到设计深度，在用倒链或滑车组对拉时不要过猛，以防止合拢段缝隙过大。

拉森拉森钢板桩合龙通过精确计算，确定龙口位置，采用配桩法合龙。配置相应规格的异形拉森拉森钢板桩，现场实测异形拉森拉森钢板桩的角度和尺寸，根据实际切割焊接异形拉森拉森钢板桩，以确保整个围堰的密封性。

2、拉森拉森钢板桩内支撑设置

（1）内支撑包括围檩、斜撑、托架等内容。

（2）基坑土方开挖过程中同时进行内支撑的安装，以防土压力过大影响基坑内的施工安全。

（3）内支撑自上而下的设置，一边挖土、一边安装。

（4）围檩安装在托架牛腿上，托架牛腿用[16a槽钢加工，竖向距拉森拉森钢板桩顶30cm设置一道，焊接在拉森拉森钢板桩上。

（5）斜撑使用HW400*400型钢，各道支撑与围檩之间进行满焊连接，并保证焊接质量。安装及时到位，随挖随撑。安装时确保钢管对撑与H型钢围檩正交，并及时安装斜撑。支撑与围檩焊接位置加垫20mm厚的钢板，其中每道围檩中间对撑及短斜撑位置的钢垫板尺寸为400*400*20mm，两侧对撑及长斜撑共用一块钢垫板，尺寸为1200*400*20mm。使围檩上的力更加均匀地传到支撑上，以起到更好的支撑的作用。支撑与围檩的材料、制作、焊接必须严格按要求施工，要特别注意检查钢材对接时的焊接质量。

3、基坑开挖

拉森拉森钢板桩打设施工结束后进行基坑开挖，本工程基坑开挖采用明挖法施工，土方开挖必须配合支撑的施工，分层分段进行，并限时完成每段的开挖和支撑施工。

基坑开挖注意事项如下：

（1）基坑开挖应严格按批准的施工组织设计进行；

（2）基坑开挖情况若与勘查报告不符时，应及时通知设计单位变更相应的设计参数调整设计方案；

（3）基坑顶部2.0m范围内，地面严禁堆放荷载及施加动荷载；

（4）基坑顶部周围应设置安全、可靠的护栏设施；

（5）土方开挖至离坑底1m左右时，即应设置标高控制桩，以水准仪严密控制开挖深度，防止挖土超过坑底标高；

（6）基坑开挖至支撑下0.5米时，必须及时安装支撑；基坑开挖时派专人指挥挖机或吊车，注意施工中对支撑的保护；

（7）做好土方车出工地前的清扫工作，减少尘土污染，基坑开挖土方及时外运弃置，不得堆在基坑周围及河道附近。

（8）做好雨季及雨水天气的防水，降水工作，保证基坑的安全；开挖过程中坑底及时设置集水坑，及早排除坑底积水，且备足基坑渗漏水堵漏时所需材料，确保施工中发现渗漏水及时处理。

（9）基坑开挖过程中，随时检查围护结构侵限情况，并及时处理。

4、封底混凝土

开挖过程中，如渗透水较多，开挖的过程中配备足够的水泵进行抽水，确保基坑底无积水。开挖至坑底设计标高前预留10～20cm（包括封底厚度15cm）人工清理整平，并于基坑四周沿拉森拉森钢板桩侧修筑排水沟，于基坑四角挖集水井，安装水泵抽水，以确保封底混凝土浇筑前基坑内无明显积水。根据检算结果，为确保坑等抗隆起满足要求，主墩基坑封底混凝土厚度＞0.15m，封底砼标号＞C15。

5、钢筋绑扎及模板安装

绑扎应在封底混凝土达到设计强度75%后进行。在混凝土面上弹出钢筋的外围轮廓线，并用油漆标出每根钢筋的平面位置。承台钢筋在加工场集中加工，运至现场进行绑扎，底层承台钢筋网片与桩身钢筋焊接牢固；搭设钢管架绑扎、定好预埋于承台内的墩身钢筋。墩身预埋钢筋的绑扎在模型立设完毕后进行，根据模型上口尺寸控制其准确性。

钢筋加工弯制前，应将其表面的油渍、漆污、浮皮、铁锈等清除干净。钢筋应顺直，无局部折曲，加工后表面无削弱钢筋截面的伤痕。钢筋加工弯制前应调直，当采用冷拉方法矫直钢筋时，钢筋的矫直伸长率为：Q300钢筋不得大于2%；HRB400钢筋不得大于1%。钢筋在车间下料、弯制成型，再倒运至现场进行绑扎安装。预埋钢筋及预埋件的加工均应符设计图纸要求。

模板安装采用吊机配合人工安装。模板安装前要进行试拼装，并请监理工程师现场验收，模板安装在钢筋骨架绑扎前进行，先用方木临时支撑于外侧的拉森拉森钢板桩上，待钢筋骨架绑扎完成后进行加固。拉杆钢筋焊接在主筋上固定，确保模板稳定牢固、尺寸准确，采用绷线法调直，吊垂球法控制其垂直度。

6、循环冷却水管安装

工程主墩承台属大体积混凝土施工，按大体积混凝土施工要求，承台内需安装循环冷却水管，持续通水以降低混凝土芯部温度。冷却水管采用D42钢管，按4层进行布置，第一层距承台底面0.5m，往上每1m布置一层，顶层距承台顶面0.5m。进、出水口需引出承台混凝土面0.5m以上，且出水口设置调节流量的水阀。冷却水管布置详见图3.5-1所示。

在绑扎承台钢筋网的同时放置冷却管，布管时，水管要与桩基伸入承台的锚固筋错开，当局部管段错开有困难时，适当桩基锚固筋的位置。水管利用承台钢筋所形成的的网格框架进行固定，但必须顺畅，防止混凝土浇筑过程中，水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水。

7、混凝土浇筑

混凝土采用砼拌合站集中拌合，自动计量，罐车运输，泵送混凝土入模施工，插入式振捣器振捣，整个主墩承台一次性浇筑完成。

承台混凝土采用分层浇筑，每层混凝土厚度应不超过30cm，浇筑时，对混凝土初凝时间做好控制，保证在下层混凝土部初凝前，上层混凝土能覆盖。当混凝土浇筑到靠近尾声时，将混凝土泌水通过模板上的泄水孔排出模板。混凝土的泌水要及时处理，免得粗料下沉，混凝土表面水泥浆过厚，致使混凝土强度不均和产生收缩裂缝。

混凝土振捣时要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，将振捣棒上下略有抽动，以使上下振动均匀，振捣棒应插入下层5cm左右，以消除两层之间的接缝。每点振捣时间为20-30S为宜，但还应视混凝土表面不再显著下沉、表面无气泡产生且混凝土表面有均匀的水泥浆泛出为准。振点间距50cm，梅花型布置。振捣时禁止碰到钢筋、模板、预埋件等。

6、0#块砼浇筑及要求

0#块采用C50混凝土，每个0#块混凝土为1938.2m3。混凝土采用集中拌和，混凝土搅拌车运输，混凝土泵车浇筑，砼浇筑采用“斜面分层，薄层浇筑，连续推进，一次成型”的施工方法。砼浇筑顺序为：纵桥向由主墩支座中心端向两端浇筑；横桥向由底板→横隔梁、两侧纵梁→顶板。砼浇筑施工要点：加强底板与两侧边梁内侧处砼浇筑，必须按顺序施工，即先从箱室空档处浇一层底板砼，才能从腹板上口浇筑倒角砼，且在浇筑砼前，对腹板位置下的底板砼有序地进行二次振捣，解决该部位漏振，造成不密实状况。按斜面分层薄层浇筑，连续推进分次成型的顺序施工。加强砼振捣，采用φ50插入式振捣器进行捣固。振捣棒操作做到“快插慢拔”，在振捣过程中宜将振动棒，上下略有抽动，每点振捣时间宜20～30s，砼停止下沉，不冒气泡、汽浆，表面平坦为宜。振捣棒可按直线行列移位或交错行列移位，移位距离宜为振动作用半径1～1.5倍。砼振捣时，应避免振捣棒碰撞波纹管、模板、钢筋及其它预埋件。浇箱梁变截面段砼时，砼浇筑时，由底处向高处，由中心向两侧对称进行。砼振捣用插入式振动器振捣，辅以人工压实抹平，意在其初凝前作拉毛处理。必须确保顶板砼层厚度，且箱梁顶面标高满足规范要求。另外，砼浇筑期间应设专人检查支架、模板、钢筋、预埋件、预应力管道等稳固及安全情况，当发现有松动变形或移位时，务必及时处理。在浇筑过程中要增加监测频率，特别对支架结构和安装好的GT1钢塔段。监测预警值：水平位移预警值为20mm，当变化速率5mm/h时预警；竖向位移预警值为20mm，当变化速率4mm/h时预警。当监测超过以上预警值时，应立即停止施工，采取应急措施，如加固支架等，如支架继续变化因指挥人员迅速撤离。应对地基周围地表、支架结构裂缝进行观测。监测结果应及时反馈，实行信息化施工和动态设计，同时应加强雨天或雨后的监测。砼浇筑完成表面收桨后，及时覆盖养生。当砼终凝后，洒水养生，保持湿度，专人负责养护。

7、大体积承台混凝土裂缝控制、养护及温度监控技术措施

为保证混凝土浇筑质量，对混凝土进行温度应力计算，根据温度与应力计算结果，提出以下温控标准：

（1）混凝土的内表温差应小于25℃，表面温度与外部环境温度应不大于25℃；

（2）当实测混凝土内外温差≥25℃，应加快冷却水管的流量，加快内部散热，直到将内外温差控制在标准范围内。根据工地现场的实际情况，制订以下具体的温控措施：

1）在满足混凝土设计强度的前提下，尽量优化配合比，减少水泥用量，确保水化热绝热温升不超过规定的温控标准。

2）尽可能应选用低热水泥，掺用30%左右的粉煤灰，采用缓解水化热效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升。

3）改善骨料级配，在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较大粒径的骨料及减少砂率。

4）调整施工时间，应尽量选择气温较低的日子施工，同时安排浇筑每一层的中下部混凝土在夜间和早上浇筑，表面在白天浇筑。

5）降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度控制在小于25℃范围之内。

6）水泥提前入罐，让其自然冷却，确保拌和前的水泥温度不高于50℃。

7）当气温较高时，采用搭凉棚，堆高骨料、底层取料和用凉水喷淋骨料等方法降低骨料温度。

8）当气温较高时，用冰水拌合混凝土。

9）加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。当白天气温较高时，在混凝土输送管上覆盖保温布，并洒水降温，夜间必须再揭开保温布散热。

10）为有效对承台混凝土进行监控，在承台内预埋测温元件对混凝土内部和表面温度进行监控，在承台的表面，承台顶下0.5m、1.5m、2.5m、3.5m四个断面分别设置3个测点，温度传感器呈环形布置，其中在混凝土中心部额外增加五个测试点。

11）承台混凝土表面在初凝前应对表层混凝土进行再次收浆处理，若养护期间最低温度高于10℃以上，可直接采取在承台顶蓄水养护，并在承台上方设有喷淋管以充分利用现场水资源，深度为80cm-100cm；混凝土上方要覆盖塑料薄膜、麻袋等进行表层保湿处理。养护期间要对水温应及时测量，确保水温在控制范围内。表面蓄水宜用从冷却水管流出的温水，这样可减小内表温差。拆模时间应在7天龄期之后，若遇温度骤降，还应在拆模后加挂保温材料。混凝土侧面应加强养护，使其始终保持湿润状态。

二、结束语

在承台大体积混凝土施工中，在通过拉森拉森钢板桩的打设顺序、打设深度和内部围檩来保证承台施工作业环境，通过优化配合比、增加冷却管和控制拆模时的混凝土内外温差等方法来防止混凝土裂缝，确保了施工质量。

作者简介：任锋成，男，1980年1月出生，籍贯浙江绍兴，大学专科学历，注册一级建造师，工程师，对大型桥梁及道路的施工管理具有丰富经验和独到见解，曾参与浦东国际机场北通道三标、长湖申线（浙江段）航道扩建工程长兴段一期桥梁工程的施工管理。