粉砂层水中承台施工关键技术浅析

冯帆

中交二公局东萌工程有限公司（710119）

摘要：文章结合具体工程实例，对粉砂层地质条件和长期高温环境下的水中承台施工关键技术进行分析，研究表明该工程所采用的施工工艺和质量控制措施对于施工效率和质量有着较大的改善作用，具有良好的推广和应用价值。

关键词：粉砂层；水中承台；施工技术；质量控制

0引言

随着我国桥梁工程行业的快速发展，大规模的跨河、跨海大桥的修建势在必行。然而我国幅员辽阔，地形气候环境较为复杂，给施工造成了一定的困难，尤其是对在粉砂层地质条件下的承台围堰搭建和长期高温环境下的大体积承台浇筑和养护质量带来极大的挑战。因此，对于此类气候和特殊地质条件下的水中承台施工技术研究具有十分重要的意义。

1工程概况

1.1依托工程概况

本依托工程全长3546.4m，全桥共30联113跨，主桥为第17联，上部结构采用变截面预应力混凝土连续箱梁（跨径65+110+65m），其余联采用预应力混凝土简支小箱梁。主墩处为群桩基础，桩顶设计为大体积混凝土承台，结构尺寸为26m×13.2m×4m（横桥向×纵桥向×高度），混凝土方量为1372.8方。

1.2地质和水文

该依托工程位置属海南北部地区，本地气候条件属于热带海洋气候及热带季风气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨。全年日照时间长，辐射能量大，年平均气温24.5℃，最高平均气温29.3℃左右，最低平均气温20℃左右。并且由地勘图纸查出，桥区部位主要地质情况为为卵石土、粉砂层、粉质黏土、强风化泥岩等，其中以粉砂层埋深最大，层厚可达14.30-47.60m。

因此，主墩承台施工已成为整个桥梁工程施工的难点和重点，其施工质量也将影响整个桥梁的使用性能，为确保整个工程的施工进度和施工质量，必须对施工关键技术和控制措施进行突破。

2钢板桩围堰施工

2.1 钢板桩围堰结构设计

本工程62、63#主墩承台基坑开挖，采用拉森Ⅳw型钢板桩围堰作为围护结构。钢板桩总长18m，围堰结构平面尺寸30m（横桥向）×15.6m（顺桥向），与承台轮廓线的间距为2m（横桥向）和1.2m（顺桥向）。围檩和内支撑设置二道，第一道围檩采用2I45c工字钢，第二道采用2HN700×300型钢；内支撑采用Φ609×16mm钢管，角撑和斜撑采用2HN700×300；中间两道钢管内支撑间设置竖杆及竖向斜撑加固，采用［20a］槽钢。围檩和内支撑竖向间距为4.46（4.12）m。

2.2 钢围堰施工工艺

钢板桩围堰施工拟投入75t履带吊和DZ90振动锤，用来进行18m钢板桩打设施工。利用钻孔平台两侧支栈桥插打钢板桩，先插打钢板桩围堰支护，然后进行基坑处理。承台围堰采用水下封底，封底混凝土1.6米。封底混凝土底标高均低于施工区河床标高，开挖基坑，清淤，抽水至设计标高即可，基坑采用“高压水枪冲洗，泥浆泵吸泥排除”的方法进行开挖，然后浇筑封底混凝土，绑扎承台钢筋，进行模板、砼施工。承台混凝土施工采用泵送工艺，一次浇筑完成，浇筑采用分层法，每层厚度控制在30cm。

3承台施工技术及质量控制

3.1 桩头凿除

封底混凝土达到强度后进行抽水。抽水过程中，严密监测围堰渗漏水量。按照基坑清淤、开挖时围堰渗漏水措施对围堰堵漏。桩头凿除采用环切法施工。破桩头前，在桩体侧面用红油漆标注高程线，防止桩头多凿，造成桩顶伸入承台内高度不够。先割除护筒，履带吊吊除，施工过程中严禁碰撞围檩及内支撑。破除桩头时应采用空压机结合人工凿除，凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼，严禁用挖掘机将桩头强行拉断，以免破坏主筋。桩基伸入承台高度为10cm。桩头凿除完毕后，将伸入承台的桩身钢筋进行清理调直，修整成设计形状，复测桩顶高程，桩头凿除后桩顶无残余松散层和薄弱混凝土层，并清理干净。

3.2 承台模板安装

模板采用履带吊安装，人工配合就位，吊装时严禁碰撞内支撑。模板立设在钢筋骨架绑扎前就要进行，防止钢筋骨架绑扎后模板因内支撑干扰无法就位。模板采用绷线法调直，吊垂球法控制其垂直度。加固通过对拉杆、钢管、方木与基坑四周钢板桩挤密、撑实，确保模板稳定牢固、尺寸准确。脱模剂采用新机油，架立模板时，注意拼缝接口密和平直，防止漏浆，拼接高差控制在2mm以内。墩身预埋钢筋的绑扎在模板安装完成后进行，根据模型上口尺寸控制其准确性，采用与承台钢筋焊接，形成一个整体骨架以防位移。

3.3 承台混凝土浇筑

（1）混凝土在拌合站集中拌合，用混凝土搅拌罐车运往工地，在运输过程中同时对混凝土搅拌，防止离析。运输采用搅拌运输车，配置8辆，保证混凝土运输连续，途中应以2~4r/min的慢速进行搅动，卸料前应以常速再次搅拌。混凝土运至浇筑地点后发生离析、泌水或坍落度不符合要求时，应进行第二次搅拌，二次搅拌仍不符合要求时，则不得使用。

（2）承台混凝土浇筑采用2台汽车泵配合溜槽浇筑，在承台边缘搭设溜槽，混凝土罐车直接对准溜槽放混凝土。溜槽底采用串筒连接降低混凝土的降落速度，限制混凝土倾落范围，防止混凝土离析。对混凝土罐车不能直接到达承台边沿采用泵车浇筑混凝土。

3.4 承台混凝土养护

承台养护直接利用冷却管留出的热水进行养生，按照“内降外保”的原则对混凝土进行养护，砼养护和冷却水循环应坚持24h监控，监控期限以大体积混凝土体内外温差不大于25℃为标准。通过调整冷却水管进出水流量和流速，可以有效地提高混凝土内部降温效率，控制温差，防止承台出现裂缝。同时可以延迟拆除模板，避免拆模过早使承台侧面混凝土表面降温过快，不利于养护。

3.5 承台温控管理

由于承台体积较大，混凝土水化热集聚在承台内部不易散发出去，造成内外温差过大，混凝土表面可能出现过大拉应力而产生裂纹。根据《公路桥涵施工技术规范》和设计图纸等有关规定：大体积混凝土浇筑时，入模温度不得大于28℃；大体积混凝土的内部中心温度与外部表面温度之间的差值应小于25℃,内部最高温度不大于75℃；混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃；采用冷却水管通水冷却时，进出口水的温差宜小于或等于10℃，且水温与内部混凝土温差宜小于20℃，降温速率宜不大于2℃/d；利用冷却水管中排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度与混凝土表面温度的差值要小于15℃。为此制定如下措施，以保证承台混凝土结构的施工质量。

3.6 质量控制

(1)破除桩头时应采用空压机结合人工凿除，采用环切法施工，凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼，严禁用挖掘机将桩头强行拉断，以免破坏主筋。

(2)钢筋绑扎弹出的钢筋位置线，先铺下层钢筋。底板钢筋绑扎时，靠近外围两行的相交点每点都绑扎，中间部分的相交点相隔交错绑扎。顶板钢筋绑扎前应该对已经施工完成的钢筋绑扎进行检查，能确定基础的平面尺寸，顶板的绑扎工艺与底板的基本一致。预埋件预埋时对预埋件进行防锈处理，可以涂防锈漆，同时严格按照支架设计图纸对预埋筋精度控制。为了降低混凝土内部水化热温度，调节承台混凝土内表温差，采取在承台混凝土内设冷却水管通水降温措施。

4结语

在水中承台施工过程中，必须结合施工现场的地质、地形、水文、气候等情况，制定合理、科学的施工方案。相比以往的工程施工，本工程所采用的施工技术和质量控制措施不仅有效解决特殊地质和高温环境下施工实际问题，同时对于施工效率和质量有着较大的改善作用，具有良好的推广和应用价值。

参考文献

[1] 朱登远.海洋环境特大型桥梁基础大体积承台温控技术研究_朱登远[D]. 长安大学, 2014.

[2] 梁世刚. 桥梁工程水中承台钢吊箱施工技术及质量控制[J]. 西部交通科技, 2019(3): 78-80.