三塔四跨懸索橋大體積混凝土承臺施工技術

方志丹

【摘 要】鸚鵡洲長江大橋主橋主塔、邊塔采用鉆孔樁基礎，其承臺均為大體積混凝土基礎。文章以3#塔承臺為例，介紹了大體積混凝土施工中采取的溫度控制措施，并通過實測數(shù)據(jù)對溫控效果進行了分析，實踐證明施工中所采取的措施是有效的。

【關鍵詞】大體積混凝土；冷卻管；承臺施工

【中圖分類號】U445 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）01-0082-04、

1 工程概況

3#主塔設計采用啞鈴形承臺，承臺平面外形尺寸為59 m×21 m，承臺頂標高為+12 m，承臺底標高為+6 m，承臺厚6.0 m。承臺施工采用C35混凝土，總方量為6 174 m3。承臺形式如圖1所示。

承臺采用截面抵抗能力較強的鎖口鋼管樁圍堰進行施工，鎖口管樁主管采用φ0.82 m鋼管，為陰陽鎖口形式；并設置3層圈梁及內(nèi)支撐。圍堰內(nèi)封底厚3.0 m，封底采用C25水下砼。圍堰頂標高為+24 m，承臺施工期長江水位為+12 m左右。承臺施工平面布置如圖2所示。

2 總體施工方案

承臺進行一次性澆筑，共澆筑6 m。首先拆除鎖口鋼管樁圍堰底層內(nèi)支撐，割除鉆孔樁鋼護筒，鑿除樁頭，對封底混凝土面進行清理，利用砂漿墊層找平。通過浮吊及履帶吊將承臺鋼筋吊至圍堰內(nèi)進行鋼筋綁扎安裝，安設冷卻水管及測溫裝置，預埋塔柱預埋件，同步進行承臺模板施工，完畢后澆筑承臺混凝土。承臺混凝土澆筑采用海天3#水上攪拌站。

3 主要施工工序

3.1 圍堰內(nèi)抽水、護筒割除及中頂層圈梁內(nèi)支撐的割除

圍堰封底混凝土達到設計強度后，利用空氣吸泥機抽水，抽水過程中需加強對鎖口管樁的檢測，若發(fā)現(xiàn)有輕微漏水滲水現(xiàn)象要及時處理。具體采取方法為在鎖口管樁外側拋灑細沙，效果較為顯著。

在抽水的過程中開始進行圈梁的體系轉換，利用在鎖口管樁上設置牛腿，使圈梁受力點由鉆孔樁鋼護筒上轉換至鎖口管樁上，并同步開始鉆孔樁鋼護筒的割除。

由于圍堰圈梁設計有較為復雜的支撐體系，不利于后續(xù)承臺施工，因此在圍堰封底完成以后，需對圍堰圈梁部分內(nèi)支撐進行拆除，并對部分桿件進行加強，割除施工同抽水施工可同步進行，割除的桿件利用浮吊起吊至運輸車上，轉運至料場。

3.2 基底處理及鉆孔樁竣工驗收

利用小型鉤機和污水泵進行基地清理，并利用高壓水槍進行沖射，將封底表面的泥沙沖至圍堰四周的集水坑內(nèi)，利用排污泵抽至圍堰外。將高出設計高程的鋼護筒割除，并將高出承臺底高程的部分封底混凝土鑿除。利用風鎬鑿除樁頭上的浮漿及多余的混凝土，并及時將碎渣清理出基坑。同時聯(lián)系樁檢單位對鉆孔樁進行樁基檢測，出具樁檢報告。

3.3 模板、鋼筋安裝

模板內(nèi)表面應無污物、砂漿及其他雜物，并應在使用前涂脫模劑，外露混凝土面模板應采用同一品牌的優(yōu)質(zhì)脫模劑。脫模劑或其他相當?shù)拇闷?，應具有易于脫模的性能，并使混凝土表面不變色?/p>

模板座于封底砼上，采用外撐的支撐原則。外撐采用Ⅰ20型鋼焊接在鎖口樁內(nèi)側支撐住模板橫肋，以保證模板的穩(wěn)定性。

承臺鋼筋骨架由4層水平主鋼筋網(wǎng)和2層網(wǎng)片鋼筋構成，承臺鋼筋架設前先處理樁頭鋼筋，樁頭鋼筋需伸入承臺1.5 m，主筋向外側傾斜150 cm，盤條每10 cm一道。所有主筋均應調(diào)直，清理鋼筋上的混凝土，必要時打磨。

承臺鋼筋安裝前，先搭設架立鋼筋支撐骨架，以此為支撐，在其上綁扎鋼筋骨架。

鋼筋綁扎順序如下：先綁扎承臺的底層鋼筋，安裝支撐骨架，逐層安裝冷卻水管，安裝完一層檢查一層水密性，再綁扎側面鋼筋和頂層鋼筋，補齊水平對拉筋，最后安裝塔座及塔柱預埋筋。結合現(xiàn)場實際清基情況，為加快承臺施工進度，承臺鋼筋綁扎先上游后下游，最后中間合龍。

承臺底部鋼筋保護層厚度達15 cm且有封底混凝土將承臺底部與江水隔離，因此承臺底部的鋼筋保護層可用架立鋼筋設置。

3.4 冷卻水管安裝

為減少混凝土內(nèi)部水化熱，降低混凝土內(nèi)外溫差，盡量避開混凝土開裂，采取在混凝土內(nèi)設置冷卻水管通水降溫措施。

冷卻水管網(wǎng)按照冷卻水由熱中心區(qū)域（承臺中間部位）流向邊緣區(qū)的原則分層分區(qū)布置，每層冷卻水管的進出水口相互錯開；由于承臺混凝土規(guī)模龐大，根據(jù)混凝土澆筑順序，布置分為7段42個區(qū)域，沿承臺長度方向分為7段，每一段均分為6個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)布置一套獨立的冷卻水管。

每層冷卻管用直徑40 mm，壁厚3.5 mm的普通鋼管，按1 m的間距往返排繞，相鄰兩層互相垂直；承臺厚6 m，沿承臺豎直布置6層水平冷卻水管網(wǎng)，管網(wǎng)間垂直間距為1.0 m和0.5 m兩種，最外層水管距離混凝土最近邊緣1.0 m左右，管網(wǎng)進水口需垂直引出混凝土頂面0.5 m以上，且進水口裝有調(diào)節(jié)流量的閥門以及增壓裝置。

冷卻管接頭采用厚膠管連接，確保接頭嚴密，進出口妥善防護，避免進入水泥砂漿或其他雜物，安裝完畢應進行通水檢驗，保證管路通暢。進水口或出水口處要安裝水表，以計量單位時間內(nèi)降溫水流量。降溫水管在砼澆筑中應防止堵塞。且在向管內(nèi)泵水時，每根管道均要用單獨的水泵，以防止單根管內(nèi)不暢而造成管內(nèi)循環(huán)水量過小。

冷卻水管網(wǎng)應分區(qū)分層編號，每一層管網(wǎng)的進出水管均應編號登記；將進水管與總管、水泵接通，每層每區(qū)域冷卻水管各自獨立供水。

3.5 測溫元件的安裝

為測量砼內(nèi)外溫差及監(jiān)控水化熱釋放情況，在砼內(nèi)埋設測溫原件。測溫原件每層設置7個，共3層，總共21個，測溫原件應避免直接綁在冷卻水管上。

3.6 混凝土施工

3#塔承臺混凝土供應采用海天3號水上混凝土攪拌船拌和，利用海天3號自帶的2臺臂長41 m的天泵將混凝土泵送至圍堰范圍內(nèi)，利用串筒使天泵內(nèi)的混凝土溜送至承臺內(nèi)。提前割除漢陽側鉆孔平臺定位樁上的分配梁，測量漢陽側河床標高，確保海天3號水上攪拌船站位滿足澆筑要求（如圖3所示），并確保砂石料供應船只能靠船供料。同時針對海天3#不能直接澆筑的區(qū)域采用溜槽澆筑的方法進行澆筑（如圖4所示）。

3.7 養(yǎng)護措施

根據(jù)測量的混凝土內(nèi)部溫度與外界氣溫的差值來決定拆模時間，若兩者溫差大于25 ℃，則不能拆模，繼續(xù)通水散熱，直至外界氣溫與混凝土內(nèi)部溫差小于25 ℃時才可拆模。

混凝土澆筑前即用一層毛氈外加兩層草袋將側面模板覆蓋，降低混凝土的內(nèi)外溫差，可以起到良好的保溫效果?；炷潦┕ね戤吅螅谧詈笠粚踊炷两K凝前即用一層毛氈外加兩層草袋覆蓋，并堅持在草袋表面灑水保濕。

4 結語

承臺砼澆筑采用斜向分層的方式進行，澆筑順序從上游向下游依次澆筑，從一端向另一端斜向逐層推進的方法進行施工，承臺開始澆筑時不宜太快，武昌漢陽兩側應均勻澆筑，防止單側模板壓力過大，致使鎖口管樁受到影響。

按照斜向分層方式澆筑時，取混凝土流動坡度為10°，則承臺上游側澆筑高度達到6 m時，混凝土斜向面積最大，此時混凝土流動的斜面距離為6 m÷sin10°=34.6 m，承臺寬度21 m，則此時混凝土斜面面積21 m×25 m=525 m2。澆筑時每層按照0.3 m，每層混凝土方量為525×0.3=157.5 m3?；炷翑嚢枵竟俣葹?×75 m3/h，則每層澆筑完的時間需要2.1 h，混凝土結合能夠滿足要求，同時可以加大散熱面積，保證水化熱及時散發(fā)。

鸚鵡洲長江大橋3#塔承臺施工采用一次性澆筑成型，施工的成功經(jīng)驗可供類似工程借鑒。

參 考 文 獻

[1]朱伯芳.大體積混凝土溫度應力與溫度控制[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[3]郭之章，傅華.水工建筑物的溫度控制[M].北京：水利電力出版社，1990.

[4]JTG TF502011，公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[5]GB 50496—2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

[責任編輯：陳澤琦]