橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)

孫國(guó)軍

（中交二公局東萌工程有限公司，西安710119）

1 引言

高速公路橋梁大規(guī)模建設(shè)的大背景下，部分橋墩的水中施工環(huán)境逐步趨于復(fù)雜化，不利于橋梁施工作業(yè)，且水中承臺(tái)施工是全橋的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，甚至在很大程度上決定工程質(zhì)量【1】。基于此，有必要從橋梁實(shí)際情況出發(fā)，提出適用于承臺(tái)施工的關(guān)鍵技術(shù)。

2 工程概況

某橋梁工程中，主墩承臺(tái)數(shù)量為2 個(gè)，各自平面尺寸保持一致，均為24m×12m，高4m。設(shè)置2 個(gè)規(guī)格一致的過渡墩承臺(tái)，平面尺寸為17.3m×7m，高2.5m。根據(jù)橋梁要求，上述承臺(tái)結(jié)構(gòu)均采取拉森鋼板圍堰的施工方式，除此之外的陸上承臺(tái)均通過基坑開挖的方式形成。

3 主橋承臺(tái)施工

3.1 鋼板樁圍堰施工

主墩承臺(tái)設(shè)置于河內(nèi)，經(jīng)水文資料得知高潮位為1.75m，相較之下圍堰頂比其高出2m。基于拉森鋼板樁圍堰的方式展開施工作業(yè)，所用材料為Ⅳ型鋼板樁，規(guī)格為h=420mm，100kg/m。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境以及設(shè)計(jì)方案中的承臺(tái)底標(biāo)高要求，將鋼板樁長(zhǎng)度設(shè)定為15m【2】。在大量鋼板樁的作用下，形成整體圍堰結(jié)構(gòu)。通過雙拼H450 型鋼的方式構(gòu)成圍檁，利用φ630mm 鋼管構(gòu)成支撐裝置。

3.2 導(dǎo)梁安裝

經(jīng)樁基檢測(cè)且各項(xiàng)指標(biāo)無誤后，通過焊接的方式將槽鋼水平支撐設(shè)置在鋼護(hù)筒上，調(diào)整好所有水平支撐，達(dá)到各自頂標(biāo)高一致的效果。于水平撐上增設(shè)導(dǎo)梁，此結(jié)構(gòu)需具備優(yōu)良的豎向與側(cè)向剛度，確保在后續(xù)施工作業(yè)時(shí)不發(fā)生變形現(xiàn)象，具體結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。

圖1 導(dǎo)梁安裝示意圖

關(guān)于鋼板樁打設(shè)作業(yè)的設(shè)備配置，除50t 履帶式起重機(jī)外，還為之適配了DZ90 振動(dòng)錘。施工中，優(yōu)先從圍堰橫橋向中心處開始，遵循對(duì)稱的原則依次向兩側(cè)推進(jìn)，并在角樁周邊合龍。為給鋼板樁插打作業(yè)提供指導(dǎo)，確定各鋼板樁邊線并將其精確標(biāo)記在導(dǎo)向架上，通過焊接的方式接長(zhǎng)處理，形成長(zhǎng)4m的導(dǎo)向桁架，安裝限位裝置，以提升鋼板樁合龍精度。結(jié)束鋼板樁插打作業(yè)后，采取焊接的方式在合適位置安裝圍檁，此部分主要發(fā)揮出鋼板內(nèi)支撐的作用。

為滿足鋼圍堰內(nèi)基礎(chǔ)開挖要求，本項(xiàng)目適配了長(zhǎng)臂挖機(jī)，在其輔助下清淤，經(jīng)開挖后應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高處。工作中，利用長(zhǎng)臂挖機(jī)有效清理殘留的淤泥，通過船舶或運(yùn)渣車將其轉(zhuǎn)移到特定堆放區(qū)域以便做進(jìn)一步處理。

3.3 封底混凝土施工

主墩承臺(tái)施工采取分2 次封底的方式，總厚度1.5m。具體有：首次為水下封底，形成的結(jié)構(gòu)層厚度為1m，當(dāng)該處混凝土滿足強(qiáng)度要求后組織抽水作業(yè)，經(jīng)沖洗以及鑿毛處理后進(jìn)入到第二次封底，此環(huán)節(jié)采取干封的工藝方法，結(jié)構(gòu)層厚度為0.5m。

3.4 鑿除樁頭、檢樁

樁頭鑿除作業(yè)時(shí)不可對(duì)整體標(biāo)高造成影響。通過紅油漆做好標(biāo)記，經(jīng)第二次封底結(jié)束且各項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)無誤后，即可割除鋼護(hù)筒，通過空壓機(jī)處理樁頭，在此過程中檢驗(yàn)樁頭所處位置，當(dāng)其與承臺(tái)底面間距為20cm 時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯よ彸姆绞?，確保樁頭的完整性，使其深入承臺(tái)的部分可滿足長(zhǎng)度為15cm的要求。

完成樁頭鑿除處理后，檢驗(yàn)樁基偏位情況并采取糾偏措施，告知相關(guān)檢測(cè)單位進(jìn)行全面檢驗(yàn)，樁結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)指標(biāo)都與施工要求相符后，即可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

3.5 承臺(tái)鋼筋安裝

先完成底層鋼筋綁扎作業(yè)，隨后安裝框架筋以及箍筋，在上述基礎(chǔ)上設(shè)置墩身預(yù)埋鋼筋。主筋逐根就位后，為之采取直螺紋連接，在設(shè)置箍筋時(shí)將其與主筋形成交叉區(qū)域，該處較為可行的是點(diǎn)焊連接的方式。結(jié)束鋼筋安裝作業(yè)后，安排質(zhì)檢員全面檢查，如鋼筋直螺紋、綁扎接頭等。此后，安排監(jiān)理工程師抽檢，無誤后方可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

于鋼筋與模板間增設(shè)墊塊，所用材料應(yīng)滿足強(qiáng)度與密實(shí)性雙重要求，控制好墊塊厚度，要求正誤差≤1mm，不允許存在任何負(fù)誤差。設(shè)置墊塊時(shí)，遵循相互錯(cuò)開的原則，各區(qū)域的墊塊數(shù)量不盡相同，結(jié)構(gòu)側(cè)面與底面均要達(dá)到4 個(gè)，部分特殊區(qū)域需適當(dāng)加密。確保墊塊與鋼筋形成穩(wěn)定的整體，處理綁絲的絲頭，其不允許進(jìn)入保護(hù)層中。在現(xiàn)場(chǎng)完成承臺(tái)鋼筋的綁扎作業(yè)，重點(diǎn)關(guān)注同一斷面的鋼筋接頭數(shù)量，根據(jù)要求，其應(yīng)當(dāng)在斷面鋼筋總量的50%內(nèi)【3】；調(diào)整相鄰接頭錯(cuò)開間距，該值應(yīng)達(dá)到搭接長(zhǎng)度的1.3 倍。設(shè)置保護(hù)層時(shí)，使用到專門的定位塊，遵循梅花型布置原則，偏差需控制在±10mm 內(nèi)。

關(guān)于承臺(tái)鋼筋安裝作業(yè)，在此過程中應(yīng)兼并對(duì)主墩深入承臺(tái)的部分展開施工作業(yè)，承臺(tái)頂面設(shè)置0#、1#塊預(yù)埋件，針對(duì)槽口鑿毛處理，選取高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土對(duì)其加以填補(bǔ)。

3.6 冷卻管安裝

經(jīng)分析后確定合適的冷卻管安裝位置，以1m 為間隔相繼設(shè)置φ8mm 鋼筋，以發(fā)揮出加固筋的效果。冷卻水管的選擇，具體規(guī)格為外徑42.3mm、壁厚3.25mm，為之采取絲扣連接的方式，并纏繞適量止水帶。安裝作業(yè)時(shí)要位置足夠合理，并具有穩(wěn)定性。施工中注重對(duì)冷卻管的保護(hù)，不可出現(xiàn)碰撞等問題，各承臺(tái)每層都設(shè)置冷卻管，并為之增設(shè)進(jìn)、出水口。

冷卻水管工藝要點(diǎn)：壓水試驗(yàn)是掌握管道工作狀況的重要途徑，不可出現(xiàn)管道漏水現(xiàn)象；經(jīng)混凝土澆筑施工且滿足指定標(biāo)高要求后，便可向管道內(nèi)通水，檢驗(yàn)此時(shí)出水口流量，應(yīng)滿足10～20L/min 的要求，并且進(jìn)出口溫差均不超過±10℃；經(jīng)試驗(yàn)且所有冷卻水管都無誤后，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，隨后利用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿封堵。

4 模板安裝

4.1 模板安裝

利用吊車可提升模板安裝效率，輔以人工作業(yè)的方式以確保模板位置合理性。模板加固環(huán)節(jié)采取的是內(nèi)撐與對(duì)拉相結(jié)合的方式，在封底混凝土上增設(shè)鋼板支撐裝置。鋼面板與承臺(tái)鋼筋之間有必要增設(shè)墊塊，以加強(qiáng)對(duì)鋼筋保護(hù)層的檢查，明確其厚度情況，使模板到達(dá)指定位置。關(guān)于模板底部與墊層間的處理，需向其中置入海綿條，以免爛根。

結(jié)束模板安裝后，全面檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)，如平面位置、高程等，滿足設(shè)計(jì)要求后即可澆筑混凝土。對(duì)此，提出了承臺(tái)模板安裝標(biāo)準(zhǔn)，具體內(nèi)容如表1 所示。

表1 承臺(tái)模板安裝允許標(biāo)準(zhǔn)

4.2 混凝土澆筑

主墩承臺(tái)施工規(guī)模較大，厚度達(dá)4m，選取的是C40 混凝土。為確保混合料質(zhì)量，在正式施工前需展開配比試驗(yàn)，以明確砂石料、水泥等各類原材料的具體用量，得到合適的配合比并將其用于后續(xù)施工中。關(guān)于配比設(shè)計(jì)工作，應(yīng)遵循降低水化熱溫升的原則，具體要點(diǎn)如下：（1）以低水化熱型水泥為宜，需具備較長(zhǎng)的凝結(jié)時(shí)間；合理挑選外加劑，應(yīng)用效果較好的有減水劑以及緩凝劑；以不影響混合料整體性能為基本前提，盡可能控制水泥用量。（2）針對(duì)模板以及鋼筋進(jìn)行全面檢查，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可澆筑施工。（3）拌制所得的混凝土通過罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，檢驗(yàn)其均勻性與坍落度，完全與設(shè)計(jì)要求相符后方可使用。采取斜向分層澆筑的方法，要求各層厚度均為30cm，輔以插入式振搗棒以提升材料密實(shí)性。為確保鋼筋以及模板的完整性，振搗作業(yè)時(shí)控制好振動(dòng)棒位置，其與模板間距控制在5～10cm。關(guān)于上層混凝土的振搗作業(yè)，為提升各層之間的結(jié)合效果，振動(dòng)棒進(jìn)入下層的深度應(yīng)達(dá)到5～10cm。（4）結(jié)束澆筑施工后，重點(diǎn)處理接墩部位，對(duì)該處的混凝土采取拉毛措施，余下區(qū)域均采取抹平壓光的方式。

4.3 養(yǎng)護(hù)

結(jié)束混凝土澆筑施工后，需隨即抹面收漿，避免表面收縮裂紋，最大限度上減少水分蒸發(fā)。根據(jù)混凝土狀態(tài)，當(dāng)其終凝后需隨即覆蓋養(yǎng)護(hù)，于內(nèi)部設(shè)置冷卻管并注入循環(huán)水，四周完整覆蓋土工布。

5 結(jié)語

大橋水中承臺(tái)施工難度相對(duì)較大，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的施工方案，采取質(zhì)量把控措施，全面確保施工質(zhì)量。本工程中，實(shí)際施工效果良好，所提及的方法具有一定的參考價(jià)值。