钟张运河大桥主墩承台施工技术

张宏伟

[摘要] 本文简述主墩承台的施工方法、施工工艺及质量保证的措施及取得的效果,为类似主墩承台施工提供参考。

[关键词] 钢板桩围堰 主墩承台钢筋加工 冷却管施工

104国道宜兴段起于溧阳宜兴交界丰台,基本沿老路向东经潘家垻并跨越西溪河,于徐舍镇南改线,沿南溪河、西氿河南侧布设新线,在新街镇西侧接上342省道,与342省道共线下穿锡宜高速,于南岳村向南接上原老路,沿老路至大港收费站经洑东至终点苏、浙交界父子岭。路线全长约49.9公里。本标段设计范围为K10+960-K15+000,路线长度为4.04km。

钟张运河是一条规划为Ⅴ级航道。路线与其交叉桩号为K12+482,交角90°,桥梁上部结构采用60+95+60悬浇箱梁结构,一跨过河。主墩下部结构采用群桩基础式承台,桩基础均按摩擦桩设计,桩基直径采用150cm,主桥主跨95m,桥宽2×17m。15#主墩承台长10.5m,宽10.5m,高3.5m,正方体型结构,承台顶高程均在河床面以下。主墩承台理论浇筑方量C30砼385.9立方。

一、钢板桩围堰施工

根据施工图纸,并结合现场水位调查,在桥位区内,水位变化不大,常水位1.4米,15#主墩承台顶高程为-1.8米,承台底标高为-5.3米;16#主墩承台顶高程为-0.1米,承台底标高为-3.6米;考虑到河区汛期的冲刷、地下水位较高以及开挖深度较大,基坑开挖采用钢板桩围堰,钢板桩长度为15m。围堰采用方型结构,围堰内平面尺寸分别为: 12.8m×12.8m。钢板桩围堰采用的钢板桩型号为:德国拉森Larssen-Ⅳ型。经过钢板桩整理→钢板桩插打→围囹支撑施工→水下开挖→水下封底后进行主墩承台施工。

二、主墩承台施工

1.钢筋加工与冷却管施工

用全站仪在封底混凝土上精确放出承台轮廓线,首先将基桩钢筋予以嗽叭型成型,再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋在加工场集中制作,运至现场绑扎。

钢筋施工顺序:承台底层防裂钢筋网→承台架立钢筋→冷却管→承台侧面钢筋→墩身预埋钢筋→承台顶层钢筋→施工预埋件

钢筋应存放在地面以上0.3m的平台、垫木或其它支承上,并应保护不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。

根据现场放样,并以此进行钢筋绑扎施工。钢筋骨架按施工设计图要求制作,按规范验收,做到施工技术交底清楚,电焊工持证上岗,现场挂牌施工。对弯曲变形钢筋应校正后使用,锈蚀严重的钢筋禁止使用,钢筋骨架定型加工,根据来料规格分段制作,钢筋焊接端应在垂直于钢筋的轴线方向切平,两焊接端面平行。焊渣必须清除。主筋搭接且在同一截面上接头不超过50%。钢筋搭接长度、焊缝外形尺寸应符合规范和设计要求。对制作好的钢筋半成品进行编号,挂标识签,平卧堆放在干净、平整的场地上,在运输、绑扎过程中要采取措施防止变形,钢筋骨架在处理好的基底现场绑扎成型。钢筋骨架成品首先在班组内按规范要求项目进行自检。

桩基钢筋与承台底层钢筋交叉发生矛盾时,适当调整基桩或承台钢筋,但必须保证承台钢筋顺直。墩身预埋钢筋为保证预埋位置准确,先校准下墩身钢筋位置,将定位钢筋点焊固定在承台钢筋上,然后再绑扎。当墩身钢筋与承台钢筋位置冲突时,可适量调整承台钢筋,保证墩身钢筋位置准确。

在钢筋骨架制作成型后,需经监理工程师检验合格后方可立模,并固定好保护层垫块。

2.冷却管施工

冷却管采用内径为50mm,厚2.5mm的钢管,热传导性能较好且有一定的强度。安装时保证管道通畅,接头处可靠,不漏水,上中下层冷却管均固定在相应位置的承台钢筋上,且保证冷却管水管的顺畅。进水口和出水口引到工作平台上,且高出承台顶面不小于30cm,循环用水使用现场河水。当冷却管与墩身预埋钢筋有矛盾时,可适当调整冷却管位置。

3.模板支立

承台侧模板使用钢木组合模板,采用竹胶板做面板,间距30cm10cm×10cm方木作内撑,外侧用间距50cm12工字钢作围囹,模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间接缝贴高强海绵条密封,外侧采用15×15方木支撑在围堰上,承台内侧采用25圆钢进行对拉,对拉螺杆间距为50cm×60cm,施工现场采用浮吊配合进行模板安装。模板与钢筋制作配合进行,安装侧模时,防止模板移位和突出,在模板外设立支撑固定模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行自检并报验,监理工程师签认后方可浇筑混凝土。

4.混凝土施工

优化混凝土配合比,掺入适量优质粉煤灰,减少水泥用量,即减少混凝土水化热。

混凝土浇筑:采用一辆拖泵,一辆汽泵同步浇筑施工。拖式泵前端软管接长,前接串筒,串筒出料口处混凝土堆积高度不宜超过1.0米。混凝土按一定厚度、顺序、和方向分三层浇筑,应在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层和下层前后浇筑的距离应保持在1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。混凝土浇筑时,采用插入式振捣器振实。插入式振捣器移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模应保持50-100mm的距离;插入下层混凝土50-100mm,每一处振动完毕后边振动边徐徐上提,避免振动棒碰撞模板及其它预埋件。对每一振捣部位,须振捣密实即混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑完后,立即进行混凝土裸露面修整、抹平,待收浆后再抹第二遍并压光处理。

承台混凝土温度采取内降外保措施进行控制,控制混凝土内外温差不大于25℃。为避免冷却管周围混凝土温差过大,采用循环水冷却,在混凝土覆盖住底层冷却管后即通循环水,保证水压满足施工要求,同时进水口处设置阀门,调控水流量大小,以此调控混凝土内部温度。混凝土顶面用塑料布覆盖,塑料布上以及侧模外加盖两层草帘进行保温。

在承台内设置测温孔,测温频率1次/2小时,作好记录,通过分析,调整循环水流量大小,控制混凝土内外温差在25℃内。

在混凝土强度达到规范要求后拆模,拆模后及时将混凝土裸露面进行覆盖保温,并且继续循环水降温,当承台中心温度基本恒定,并与外界温差小于20℃时,停止冷却循环水,继续温度观测12小时,如混凝土内外温差不超过25℃,进行下道工序施工。

三、水中承台施工工艺流程

施工准备工作→测量放样→钢板桩围堰→封底、围堰支撑加固→桩基无破损检验→绑扎钢筋→安装模板→浇筑混凝土→养生→围堰拆除。

参考文献:

[1]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000).北京:人民交通出版社.

[2]公路工程质量检验评定标准(第一册)土建工程(JTG F80/1-2004).北京:人民交通出版社,2004.

[3]公路工程施工监理规范(JTG G10-2006).北京:人民交通出版社,2006.