特大橋深孔、大直徑樁基混凝土生產(chǎn)及澆筑施工技術(shù)

馬興偉

摘 要：特大橋深孔、大直徑樁基混凝土施工技術(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗震能力強(qiáng)以及施工方便的特點，因此廣泛適用于特大橋梁工程。在實際施工環(huán)節(jié)中應(yīng)注意混凝土施工的組織管理及澆筑操作，從而保證工程質(zhì)量。文章結(jié)合虎跳峽金沙江大橋索塔樁基施工，介紹超深超大直徑樁孔混凝土生產(chǎn)及澆筑中出現(xiàn)的問題與處理措施。

關(guān)鍵詞：深孔；大直徑樁基；混凝土生產(chǎn)；配合比；施工

中圖分類號：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）31-0144-02

Abstract： The concrete construction technology of deep hole and large diameter pile foundation of extra-large bridge has the characteristics of strong adaptability， strong anti-seismic ability and convenient construction， so it is widely used in extra-large bridge engineering. The organization management and pouring operation of concrete construction should be paid attention to in order to ensure the engineering quality. Combined with the pile foundation construction of the cable tower of Jinsha River Bridge in the Tiger Leaping Gorge， this paper introduces the problems and the treatment measures in the production and pouring of the super-deep and super-large diameter pile hole concrete.

Keywords： deep hole； large diameter pile foundation； concrete production； mix ratio； construction

特大橋索塔樁基施工中，深孔大直徑樁基混凝土的生產(chǎn)及施工是關(guān)鍵，也是影響樁基施工質(zhì)量、進(jìn)度及工程造價的主要因素。針對本工程混凝土澆筑連續(xù)性強(qiáng)、澆筑時間久的情況，需要設(shè)計較長的保塑時間、凝結(jié)時間并考慮應(yīng)急措施以避免斷樁。

1 工程概況

香麗高速將從2418m海拔高度的麗江直通3459m海拔的香格里拉，為此香麗高速就有了“一山有四季，十里不同天”的景象。

虎跳峽金沙江大橋全長1017m，橋跨布置為766m懸索橋+6×41mT梁+5m橋臺，橋面為雙向四車道。

由于索塔位置橫向高差較大，索塔左右塔柱基礎(chǔ)相互獨立，兩塔柱下設(shè)正方形承臺加群樁基礎(chǔ)。每個承臺下面布置16根D2.5m的樁孔灌注樁基礎(chǔ)，行列式布置，按照摩擦樁設(shè)計。樁基采用旋挖鉆進(jìn)行施工，每根灌注樁深60m，需混凝土300m3左右。根據(jù)施工速度測算，每根樁的澆筑時間將會超過10h。

2 技術(shù)難點及措施

2.1 技術(shù)難點

（1）該樁基較深孔徑較大，混凝土垂直落差超過60m，對混凝土的工作性和粘聚性有更高要求。（2）索塔樁基是群樁，采用旋挖成型的干樁，因施工、地址條件限制不能采用水下混凝土施工工藝；樁內(nèi)無法潤濕，混凝土?xí)跇秲?nèi)四壁掛漿，影響工作性。（3）虎跳峽地區(qū)晝夜溫差較大，空氣相對濕度小，混凝土失水快，增加了生產(chǎn)運(yùn)輸和施工難度。

2.2 技術(shù)路線

（1）針對以上施工技術(shù)難點，重點從保證混凝土工作性入手采用“多摻技術(shù)”——摻粉煤灰、緩凝型高性能減水劑配制高性能混凝土，該技術(shù)可以，大幅提高混凝土的和易性、流動性和保水性，有效減緩混凝土的水化，并且適當(dāng)延長混凝土凝結(jié)時間確保施工的連續(xù)性；摻粉煤灰置換一定比例的水泥，延緩水化速度，降低水化熱，從而延長混凝土保坍時間；采用緩凝型高性能效減水劑，高性能減水劑能大幅降低用水量，提高了混凝土的密實度，緩凝劑能有效控制水泥水化速度，使混凝土保持良好的工作性能。（2）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。選用大廠回轉(zhuǎn)窯（旋窯）水泥，保證水泥強(qiáng)度、體積安定性、凝結(jié)時間、化學(xué)成分的穩(wěn)定性，有利于水泥質(zhì)量的整體監(jiān)控；選用優(yōu)質(zhì)的粉煤灰；控制砂、石的含泥量，嚴(yán)格控制粗骨料含泥量<1.0%；細(xì)骨料含泥量<3.0%；檢測控制緩凝高性能減水劑與水泥、摻合料間的適應(yīng)性、凝結(jié)時間及其它性能；減少混凝土拌和用水量，確保混凝土的強(qiáng)度。（3）對澆筑的混凝土進(jìn)行實時監(jiān)控。對每一車混凝土出廠前進(jìn)行工作性監(jiān)測，檢測指標(biāo)包括混凝土坍落度（200～240mm），擴(kuò)展度（不小于500mm），倒提時間（不大于10s），混凝土出廠不得離析，并詳細(xì)記錄；混凝土到達(dá)現(xiàn)場后在此對以上三個指標(biāo)再次逐車復(fù)測，對工作性達(dá)不到要求的經(jīng)現(xiàn)場試驗員評審后可使用隨車攜帶的外加劑進(jìn)行調(diào)整，如果調(diào)整后還無法滿足施工要求，則對混凝土主動進(jìn)行退貨處理。（4）適當(dāng)降低混凝土入模溫度。適當(dāng)降低入模溫度，可以提高混凝土的保坍性能：索塔樁基混凝土所使用水泥，攪拌站采用單獨的罐體進(jìn)行存儲；根據(jù)施工計劃，提前3d以上儲備材料，以確保水泥溫度降到環(huán)境溫度；混凝土拌合用水采用的是符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)的自來水，水溫一般在9℃左右，儲水罐罐身為淺色，罐壁較厚，吸熱率低，儲量較大，罐內(nèi)水溫受外界氣溫影響小，水化速度慢；拌合站內(nèi)可讓膠凝材料運(yùn)輸車提前入場等候，留有足夠的時間讓其散熱降溫，使其溫度盡量降至最低，且生產(chǎn)中便于動態(tài)補(bǔ)充；針對索塔樁基所使用砂石料，進(jìn)行單獨儲備，并懸掛單獨備料的標(biāo)示牌，確保不用于其他的工程；混凝土運(yùn)輸罐車體為白色，可減少車體吸熱；混凝土骨料儲藏在封閉的料倉內(nèi)，避免太陽直射，可保證骨料有較低的溫度。

3 混凝土施工配合比設(shè)計

3.1 原材料

（1）水泥：選用拉法基（劍川）P.O42.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)度0.4%，比表面積352m2/kg，安定性合格， 3d抗壓強(qiáng)度26.2MPa，28d抗壓強(qiáng)度48.7MPa。（2）粉煤灰：選用大理成康粉煤灰，等級FA-Ⅱ級，細(xì)度17.4%，需水比98%，燒失量3.57%，三氧化硫0.091%。（3）緩凝型高性能減水劑：選用建工高分子外加劑，減水率大于28%，凝結(jié)時間大于12小時。（4）粗骨料：選用香格里拉開發(fā)區(qū)福熙石場碎石，9.5～19mm公厘石、4.75～9.5mm瓜子石連續(xù)級配，含泥量<1.0%。（5）人工砂：選用香格里拉開發(fā)區(qū)福熙石場水洗人工砂，細(xì)度模數(shù)2.9，石粉含量<7.0%。

3.2 配合比設(shè)計

樁基采用28天強(qiáng)度作為混凝土質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。在考慮滿足快速施工進(jìn)度的情況下，設(shè)計混凝土的坍落度為200±20mm。具體配方表1所示。

4 主要生產(chǎn)設(shè)備

4.1 砼生產(chǎn)設(shè)備

混凝土采用微機(jī)控制、全自動（機(jī)械）拌合方式生產(chǎn)：單機(jī)拌和量為2m3/盤，兩條生產(chǎn)線設(shè)計生產(chǎn)能力240m3/小時，折減系數(shù)經(jīng)約為0.8，兩條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)的實際生產(chǎn)能力為192m3。

4.2 輸送設(shè)備

拌合站在玉龍縣境內(nèi)現(xiàn)有23輛混凝土攪拌輸送車，在澆筑前，協(xié)調(diào)其他施工單位暫停施工，以保證混凝土的正常供應(yīng)需求。每輛輸送車配備20公斤外加劑便于混凝土現(xiàn)場臨時調(diào)整所需。

4.3 生產(chǎn)供應(yīng)能力

每次混凝土澆筑，我項目部根據(jù)混凝土澆筑量、運(yùn)距，配備12～14輛混凝土罐車，并從其他攪拌站抽調(diào)運(yùn)輸車備勤，確?；炷凉?yīng)及時順暢、澆筑順利。

4.4 原材料儲備

龍蟠攪拌站有預(yù)見性的儲備了砂石材料，工地實驗室對原材料的質(zhì)量進(jìn)行把控，確保了原材料質(zhì)量的穩(wěn)定、滿足快速施工要求及避免意外情況。

5 施工

（1）混凝土拌制：攪拌站在生產(chǎn)混凝土?xí)r，各原材料稱量使用電子秤，計量攪拌要嚴(yán)格控制各種原材料在計量誤差范圍以內(nèi)，混凝土攪拌時間不低于45s。同時嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)坍落度，混凝土不得離析，并要求混凝土到達(dá)工地坍落度在200±20mm。（2）混凝土的運(yùn)輸：根據(jù)前期的施工速度和運(yùn)輸時間測算，配備15輛工作性能良好的運(yùn)輸車進(jìn)行混凝土供應(yīng)，結(jié)合澆筑速度和道路狀況，實時進(jìn)行車輛的增補(bǔ)。（3）混凝土澆筑：由于混凝土垂直落差大，為防止混凝土下落后離析，澆筑過程中采用導(dǎo)管下料，導(dǎo)管底端距離混凝土澆筑作業(yè)面（樁底）不超過2m，然后采取人工振搗密實的方式，逐層往上澆筑。責(zé)任到人，不得漏振、欠振、過振，避免混凝土的冷縫和振搗不密實，保證質(zhì)量。（4）混凝土的振搗：混凝土采用插式振搗器振搗，鋼筋密集區(qū)采用加長插式振搗器振搗?？觳迓?，每振搗點停留時間需20～30s，振搗間距不大于500mm，振搗棒應(yīng)插入下一層50mm深，振搗以表面水平為準(zhǔn)，待不再出現(xiàn)氣泡、出現(xiàn)泛漿或混凝土不再下沉?xí)r即可停止振搗。

6 結(jié)束語

虎跳峽金沙江大橋索塔樁基合理選擇了混凝土生產(chǎn)、施工工藝，經(jīng)過優(yōu)化后，順利完成了32根樁基施工，未檢測樁基施工質(zhì)量，隨機(jī)選取了3根樁進(jìn)行自平衡法試驗，結(jié)果全部達(dá)到設(shè)計要求，樁基工程質(zhì)量評定為優(yōu)良，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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