大体积混凝土承台施工技术

张同庆

摘 要：济宁市洸府河斜拉桥主塔3#墩承台为钢筋混凝土结构，属于大体积混凝土施工。文章以该工程为例，从工程周围的地质情况出发，对沿河的大体积混凝土承台施工方法进行了经验总结，保证了工程的顺利施工，以期为大体积砼工程作业提供参考与借鉴。

关键词：承台 基坑支护 砼浇筑

1.工程概况

济宁处于山东西南部，是鲁西南经济中心，城区河流较多，水系发达，其中洸府河就在市区东部，是贯穿城区南北的主要河流之一。本项目位于济宁城市主干道太白楼东路和诗仙路上。

本工程3#墩地面标高为36m，承台底标高为26.5m，基坑开挖深度9.5m。3#墩承台临近洸府河，为钢筋砼结构，承台平面几何尺寸为32.5×26.2m，高5m，属于大体积砼施工。

2.地质情况

桥址区勘测深度范围内岩土层为全新统（Qal4）（①、②大层）及上更新统（Qal3）（③、④、⑤大层）地层，其成因类型以河流相冲积为主，主要成份以粘土及砂类土为主。

桥位处河道水流走向稳定，顺直，河床宽度约200m，主河槽宽度约70m，两岸滩地宽均为65m左右，最大水深≤5m。

根据基坑周围的工程地质、水文地质条件及周边环境，在基坑开挖前要进行支护结构施工。

3.施工方法

3.1基坑支护及降水

3#墩基坑开挖深度9.5m，为了防止基坑开挖时发生坍塌，需要对基坑进行支护及降水。根据现场情况及基坑开挖深度，采用钻孔灌注桩加锚杆支撑支护，在钻孔灌注桩间及外侧进行高压高压旋喷桩施工，形成隔水帷幕并结合坑内降水井进行降水。具体方案如下：

（1）钻孔灌注桩：沿基坑开挖线在外侧布置53根钻孔灌注桩，桩径Φ1000mm，桩间距1400mm。3 #墩有效桩长17m，采用水下砼浇筑，砼强度等级为C30。灌注桩钢筋笼主筋为12Φ25mm，加强筋为Φ20mm@2000，箍筋加密段为Φ8mm@100，其余为Φ8mm@150。

（2）锚杆：采用Φ28mm钢筋1根作为锚杆，施工中倾角为15°，水平间距1200mm。锚杆应加设预应力，通过试验及验算，其锁定值为120kN。为利于锚杆固定，每道锚杆上加设平行布置的2根扣在一起的[25b槽钢作为腰梁。

（3）灌注桩桩顶设一道断面尺寸为120×60cm（宽×高）的钢筋砼冠梁，，冠梁配筋主筋为8Φ25mm，箍筋Φ8mm@200，砼强度等级为C30。

（4）为防止地下水绕流，高压旋喷桩必须进入基坑底以下2m，注浆施工时，成孔至设计深度后，喷射注浆至地下水位标高以上0.5m即可。

（5）根据基坑开挖深度，坑内地下水必须降至基坑底以下1m才可满足要求，所以降水井深度应比基坑底深2m以上。降水井成孔直径为600mm，成孔后下入直径300mm的无砂砼滤管，然后在周围封填砾料，礫料直径为1～2mm，成井后应立即进行洗井，并试抽水。

3.2基坑开挖

开挖的外运土方需分两步倒运，先将开挖土方临时存放在河堤处或基坑旁空地，再外运土方至指定弃土场地。基坑开挖采用人力配合挖掘机的方式。3#基坑开挖为不放坡开挖，采用先机械后人工的方式进行开挖，在距承台底标高还有1m时，改用人工清理土方直至开挖完成。为保护坑壁，基坑四周坑壁1m范围内采用人工开挖并清理坑壁。开挖出的土方要及时运出施工场地，为避免影响边坡稳定，禁止土方堆积坑壁四周。

3.3基底处理

在基坑开挖完成后，需对基底进行封底施工。本工程采用碎石和水下砼各10cm厚进行基坑封底施工，下层为碎石，上层为水下砼。封底施工中对基底进行抄平，控制好基底标高，顶面标高为承台底面标高。

3.4凿除桩头

本工程因前期桩基施工时，为确保桩头质量，桩基砼超灌较多，导致桩头较长。在凿除桩头时，先用机械风镐将桩头凿至主筋上方0.5m处，再用人工凿除剩余桩头，使主筋露出，并把桩基主筋按设计弯曲，桩头预留10cm嵌入承台。桩头凿除后，需对桩位进行复测，并对桩基的声测管进行压浆处理后进入下一步工作。

3.5钢筋制作安装

原材试验和钢筋焊结接头试验是钢筋制作安装之前必须要做的，检验合格后方可施工。承台钢筋分底层、顶层及四周钢筋网形式。钢筋接头相错，利用扎丝绑扎或直接焊接均要满足设计和规范要求。施工时先绑扎底层钢筋，再绑扎四周钢筋，最后绑扎顶层钢筋。承台体积大，钢筋分部密集，为支撑钢筋重量，固定钢筋位置，在承台内部布置L100×100×10cm角钢制作的劲性骨架。

3.6承台预埋件

承台预埋件包含冷却管、避雷针、墩座钢筋预埋、墩座劲性骨架预埋等，施工时应按从下到上的顺序分层预埋。

冷却管：施工时按照图纸安装冷却管，将冷却管与劲性骨架焊接，确保位置正确、牢固。

避雷针：承台避雷针要引出接地，预埋上端要按设计图纸要求与主塔主筋焊接，含避雷针的每项工程在浇筑砼前要做接地电阻测试，测试合格后方可隐蔽。

3.7支立模板

承台模板全部采用大型双向钢模板。面板采用6mm厚钢板，尺寸为3000×3500mm，竖向小肋采用扁钢-60×5mm，间距300mm，横肋采用槽钢[8，间距300mm，竖向大肋采用2根槽钢组合（2[8），间距1000mm，纵向大肋利用钢管支撑在基坑壁上。

3.8灌注混凝土

（1）准备工作

3#墩承台需要一次性完成4003m3的砼浇筑，属于大体积砼施工。为完成既定任务，在浇筑前要做好以下工作：

①通过试验做好砼的施工配合比。施工配合比需具备3点功能：一是降低砼水化热；二是延缓砼的凝结时间；三是要达到设计和规范要求的砼强度。

②根据现场情况，准备3辆大型泵车进行砼浇筑，其中2辆浇筑施工，1辆备用。

③准备50型砼振捣棒，每台泵车下预备10台振捣棒，根据现场实际浇筑进度，调节振捣棒的使用数量。

④安排好专职人员值班工作，承台浇筑计划用2d时间完成，需安排好技术人员的值班表，特别是交接班记录情况。

⑤准备好砼养护用品。3#墩承台表面面积大，所需养护材料多，计划用草袋子、搌布并洒水养护。

（2）砼浇筑施工

本工程在3#墩承台东西两侧各设泵车支立点一处，在承台顶板钢筋上多点布置串筒，在开始浇筑时，由于砼自由下落≤2m，所以在泵车胶管伸入承台内浇筑时，需与串筒连接，降低自由下落高度。砼由东西两侧向中间成斜向分层浇筑，每层厚度约0.3m。利用振捣棒对砼均匀振捣，对不易插入的地方要加密振搗。在振捣过程中，不能碰撞模板、钢筋或预埋件，防止模板漏浆、崩模，钢筋及预埋件移位。要在上一层砼初凝前浇筑完后一层的砼。浇筑过程中要按浇筑方量检测砼质量并做好试件。

3.9养护及回填土方

砼表面采用覆盖搌布或草袋子进行保温。对砼表面进行洒水，始终保持砼表面湿润，洒水利用降水井中的井水即可。

在砼养护过程中，利用温度计对砼内外进行测温。测温是在预埋的空心测温管中进行，先将测温管中注满水，再将温度计放到测温管底部（每根管预埋深度不同），每2h测量一次并进行记录，温差要≤25℃，可通过调节冷却管的水量来调节温度。

在承台砼强度达到2.5MPa时，可拆除承台的双面钢模板，最后进行回填土方。回填时，采用基坑开挖出的预存土方并分层夯实，为能达到设计要求密实度，每层厚度≤0.3m。

4.结束语

综上所述，文章是为洸府河大桥的大体积砼施工进行的一次技术总结，对施工过程进行了全面分析，认真研究了大体积砼关键的施工方法，对以后的大体积砼作业有指导意义。本工程自2008年开始施工，已全部完工。从基坑支护到回填土方，顺利完成承台大体积砼的浇筑及养护，保证了承台的顺利施工完成。

参考文献：

[1]GTGF80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S]北京：人民交通出版社，2004.

[2]JTG B01-2014.公路工程技术标准[S]北京：人民交通出版社，2014.

[3]张秋信.大体积混凝土承台一次浇筑施工技术研究[D].西安：长安大学，2010.