桥梁工程深水高桩承台施工技术探讨

关键词：桥梁工程；高桩承台；钢套箱；混凝土

1工程概况

(相关资料图)

某桥梁工程是高速公路项目的主线桥，全长658m，主桥为连续刚构桥，位于某水库河内水区，最大水深为22m。本工程主桥和引桥的承台均深入河内，河床基岩为裸露的弱风化辉绿岩。桥梁深水基础采用钻孔灌注桩和高桩承台，墩身为双薄壁墩。高桩承台施工质量关系到桥梁基础的安全性，为此本工程将高桩承台施工作为工程质量控制重点。

2桥梁工程深水高桩承台施工技术的应用

2.1钢套箱施工

钢套箱是临时阻水结构，本工程中采用双臂模板，模板在工厂加工，加工完毕后运至施工现场拼装焊接成整体[1]。钢套箱具体施工技术如下：

2.1.1钢套箱加工

（1）套箱侧模为型钢和钢板焊制，厚度为10mm，侧模分为4节，同一节模板由8块小模板构成；用螺栓连接侧模，封堵连接处的缝隙，封堵材料为橡胶。（2）小模板连接过程中要在外部加设钢梁，避免模板受到风浪影响发生变形。竖向与横向主梁分别选用工字钢、槽钢，间距分别为60cm、80cm；套箱内用撑杆、拉杆固定，防止模板挤压变形，撑杆和拉杆采用φ720钢管[2]。（3）在施工现场制作套箱底模，于岸边搭设钢结构平台，将其作为拼装套箱的平台，根据测量数据调整预留的底模孔位。

2.1.2拼装吊装

在钢结构平台上拼接套箱底模、侧模，套箱拼装后用50t浮吊开始吊装作业；浮吊将套箱沉放到底平台上，沉放后在套箱内增设固定装置，避免套箱受到河水冲刷产生位移；在上下节侧模拼装时采用小型打捞船作业，逐片拼装小模板[3]。

2.1.3套箱定位

（1）根据套箱底模和桩基桩顶限位装置对套箱定位，其中套箱底模还要用于封底混凝土的底模；本工程采用两排桩基，定位基准点为桩顶，测量桩的中心坐标，计算出桩基施工误差，将桩顶作为坐标控制点，抵消桩基施工误差。（2）在底模板处开孔，控制套箱沉放后的误差，不得超过2.5cm；在桩顶设置限位杆，共设置4根，防止套箱不均匀下沉；复测套箱就位情况，根据测量数据对套箱微调[4]。

2.1.4封底

（1）从桩顶处下沉环形钢板到底模，覆盖桩身与预留孔的空隙，潜水员下潜到水中连接底模板与环形钢板，模板缝隙用小沙袋填满。（2）检查套箱内的拉杆完好程度，检查后浇灌封底混凝土，采用分层浇筑施工工艺；第一层混凝土浇灌到距离封底顶面50cm的位置，当混凝土达到设计强度80%时，抽出套箱内的水，继续浇筑剩余部分的封底混凝土，保证封底顶面平整，控制封底混凝土高度。（3）在套箱封底抽水时要根据内外水位差设置内撑，跟踪检查抽水过程，及时封堵套箱内部出现的渗水处；在抽水过程中如果遇到高水位则进行回灌，保证套箱内外压力平衡。

2.2钢筋施工

2.2.1钢筋准备

（1）在施工现场建设仓库，将钢筋分类堆放到仓库内，堆放时在地面上放置垫木，避免钢筋受潮；钢筋堆放后做好标识，标注清晰钢筋品种、等级、规格、厂家，对各批次钢筋材料技术性能指标进行检验。（2）钢筋使用前清除干净表面的锈迹、漆皮，保持钢筋平直状态，不允许使用局部弯折的钢筋；检查弯制钢筋、末端弯钩钢筋的各项指标是否符合技术规范要求。

2.2.2钢筋焊接

采用闪光对焊、搭接电焊焊接钢筋，接头双面焊缝长度不得小于钢筋直径5倍，单面焊缝长度不得小于钢筋直径10倍[5]；在主筋上配置混凝土垫块，每间隔1m设置一块，保证混凝土保护层厚度达到设计要求。

2.3承台模板施工

2.3.1模板加工

（1）在斜坡面上安装承台模板，间距为1m，模板采用竹胶板，使用M20螺栓连接拉杆与主肋，用接触点焊接方式连接小肋外侧与主肋[6]。（2）模板加工时保证板面平整，板间的接缝处不能出现漏浆，要求模板表面光洁。

2.3.2模板安装

模板安装前清理表面，按照顺序安装模板，安装过程中采用固定措施；不允许在模板周围实施焊接作业，避免对模板造成破坏；模板安装后检查模板顶部高程、纵横向稳定性、节点连接稳定性是否达到技术规范要求。

2.3.3模板拆除

在混凝土强度达到设计要求后拆除模板，检查拆下的模板是否存在损坏，清理模板表面，采取防护措施，保证模板能够循环利用；在模板拆除时不得用重物敲击、碰撞模板，不能用硬物损坏模板表面。

2.4混凝土施工

2.4.1混凝土温度控制

（1）配置符合深水高桩承台施工质量要求的混凝土，采用低水化热水泥、粉煤灰、高效减水剂等原材料，优化混凝土配合比设计，降低混凝土浇灌后的内外温差，防止产生裂缝。（2）混凝土入模前，在承台底垫层、钢筋和侧模板上洒冷水，降低混凝土浇筑温度；混凝土浇筑后实施二次振捣，用振动棒插入混凝土中振捣，振捣后慢慢拔出振动棒，促使孔穴自行闭合[7]。（3）在混凝土浇筑后抹面处理，待2h后实施保温、保湿养护措施，在混凝土构件表面覆盖麻袋，控制混凝土的内外温差，避免温度裂缝的产生。（4）在混凝土内部埋设冷却水管，利用冷水管降低混凝土内部热量。冷却水管采用钢管，直径38mm，在混凝土内每间隔100cm布置一根钢管；每根冷却水管要保证为独立管道，能够独立通水，不受拆模影响，并且可以根据实测温度对通水量调节。（5）在混凝土施工中要加强温度监控，用电子测温仪监测温度变化，每天不得少于3次；根据监测温度采用降温措施，将混凝土中心温度与表面温度的温差控制在25℃内。

2.4.2混凝土浇筑

（1）浇筑前检查施工机械、钢筋、模板、预埋件是否准备到位，做好准备工作后上报到监理工程师审批；采用逐层浇筑方法，每层浇筑厚度为30cm，按照由侧边到中心的顺序浇筑，下一层混凝土必须在上一层混凝土初凝前完成浇筑，增强上下层混凝土黏结力，避免产生混凝土层间冷缝。（2）混凝土浇筑时设置溜槽式串筒，自由下落高度不得超过2m；混凝土振捣采用快插满抽的振捣方法，控制振捣时间，防止出现漏振、超时振捣、混凝土离析现象。（3）在浇筑过程中清除掉汇集在混凝土表面的泌水，若遇到降雨天气，则应将彩条布遮盖到已浇筑的混凝土上；在混凝土浇筑后、初凝前完成表面抹压施工，避免发生塑性裂缝。（4）为保证混凝土表面接缝为平整顺直的接缝线，要在混凝土浇筑前的模板内表面放出待浇节段混凝土的顶口分缝线，钉入限位木条，木条厚度为2cm[8]；浇筑后凿毛处理，保护接缝线，确保接缝顺直。（5）在混凝土拆模后，用细砂纸打磨掉混凝土表面的浮尘和模板痕迹，保证混凝土表面色泽均匀；在刚拆模阶段，不允许用重物击打、坚硬物质刻划混凝土面，对易受机械设备用油污染的部位提前铺设土工布。

2.5施工质量控制

2.5.1质量检测

加强承台钢筋骨架安装质量、承台混凝土质量检测，明确质量控制目标，具体包括：（1）实测受力筋间距，每个构件检查两个断面，要求两排以下排距允许偏差不超过±5mm；同排梁、板的受力筋间距允许偏差不超过±10mm；同排承台、墩、台、柱的受力筋间距偏差不超过±20mm。（2）实测钢筋骨架尺寸，尺量每个骨架，要求钢筋骨架长度偏差不超过±10mm，高、宽、直径偏差均不小于±5mm。（3）实测弯起钢筋位置，每个骨架检查30%，要求位置偏差不超过±20mm。（4）实测保护层厚度，每个构件沿模板周边检查8处，要求柱、梁保护层厚度允许偏差不超过±5mm；承台、墩、台保护层厚度允许偏差不超过±10mm；板保护层厚度允许偏差不超过±3mm。（5）实测承台混凝土强度，60d强度达到C35规定值；实测混凝土断面尺寸，检查2个断面，尺寸允许偏差控制在0～200mm范围内。（6）实测承台混凝土顶面高程，采用水准仪测量10点，高程允许偏差不超过±20mm；实测轴线偏位，采用经纬仪横向测量2点，纵向测量2点，轴线偏位允许偏差控制在100mm以内。（7）实测承台混凝土结构高度，采用水准仪测量，高度允许偏差不得超过±30mm；实测混凝土表面平整度，采用2m直尺，沿着垂直方向每20㎡测量1处，平整度允许偏差不得超过8mm。（8）检测鉴定承台混凝土外观，要求表明平整，无蜂窝、麻面，不允许出现宽度超过0.15mm的非受力裂缝。

2.5.2模板施工质量控制

本工程承台倒角以上部位为斜面坡，坡度控制在1∶2.5～1∶1.5，为加强承台混凝土浇筑施工质量控制，明确以下控制要点：（1）承台斜坡下面模板为钢套箱，主肋在斜坡面、高度方向的间距分别为1.0m、0.45m，模板变形为2.0mm；施工中选用刚度较大的模板，控制模板变形量，保证模板使用期间的变形不会对混凝土外观、平整度造成影响[9]。（2）根据设计图纸要求加工模板，保证模板板面平整，模板接缝无漏浆问题，表面光洁。（3）在安装模板前检查外观是否完好，按照设计要求安装模板，固定模板，确保模板接缝处严密，避免混凝土浇筑时发生模板位移[10]；模板安装后，检查验收模板平面位置、顶部高程、横向稳定性、纵向稳定性等指标。（4）在混凝土强度达到设计要求后拆除模板，拆除后清理模板，以备后续施工使用；加强模板保护，不允许用重物击打模板，或用尖锐物体划伤模板。

2.5.3混凝土养护质量控制

（1）混凝土浇筑后洒水养护，采用水质达标的洁净河水，不断向混凝土表面洒水，要求混凝土在养护期间始终处于湿润状态。（2）在冬季施工中，为避免混凝土降温过快，要在模板外侧包裹一层泡沫板保温；在拆模后，用土工布覆盖到混凝土表面。

2.5.4施工缝处理

（1）混凝土浇筑前，在模板内部标出待浇混凝土顶口分缝线，分缝线处安置限位木条。混凝土浇筑后凿毛，保护接缝线，要求上下阶段接缝顺直。（2）在无接口模的模板施工中，利用拉杆压紧已浇筑混凝土顶部外表面，不得留有缝隙，避免发生上下两阶段混凝土结合部位错台。（3）混凝土浇筑施工过程中，充分振捣密实接缝处的混凝土，保证缝线饱满。

2.5.5缺陷修补

（1）根据混凝土试块色泽选用修补材料，要求修补材料的颜色与修补处的混凝土颜色相同。（2）在混凝土拆模后，检查预埋件、周围混凝土表面质量情况，用角磨机处理错台，打磨混凝土毛边，确保混凝土与预埋件表面顺畅衔接。（3）清理干净外露的预埋件，对预埋件表面防锈处理；预埋件施工后，清理预埋件表面浮渣，采用修补螺栓孔的方法对预留槽口进行处理；对外露表面较大的埋件铁板，要将细钢筋网焊接到预埋件表面，再涂抹一层砂浆用于修补。

3结语

钢套箱是临时阻水结构，本工程中采用双臂模板，模板在工厂加工，加工完毕后运至施工现场拼装焊接成整体。钢筋使用前，清除干净表面的锈迹、漆皮，保持钢筋平直状态，不允许使用局部弯折的钢筋；检查弯制钢筋、末端弯钩钢筋的各项指标是否符合技术规范要求。承台模板在安装前清理表面，按照顺序安装模板，安装过程中采取固定措施；不允许在模板周围实施焊接作业，避免对模板造成破坏；模板安装后检查模板顶部高程、纵横向稳定性、节点连接稳定性是否达到技术规范要求。

参考文献：

[1]郭征红，徐伟.深水群桩基础的关键施工技术研究[J].结构工程师，2007（6）：70-73，82.

[2]邵慧权.主桥桥墩桩基及承台施工技术[J].交通世界，2020（14）：115-116，119.

[3]张树明.桥梁工程大体积承台施工技术及质量控制分析[J].中国新技术新产品，2019（19）：89-90.

[4]郑莉.桥梁水中承台施工技术及质量控制探讨[J].西部交通科技，2019（11）：66-68.

[5]魏加友.混凝土结构桥梁承台施工技术分析[J].山东工业技术，2015（15）：52-53.

[6]徐慧杰.桥梁建设中的大体积混凝土承台支架悬空施工技术[J].智能城市，2021（12）：141-142.

[7]匡丕榜，黄文明，戚培海.外砂河特大桥水中承台施工关键技术[J].工程建设（重庆），2020（8）：80-86.

[8]林水荣，符太娜.高速公路桥梁深水桩基及水中承台施工关键技术要点[J].中华建设，2020（32）：256-257.

[8]黎连文，谢支钢，张家宇，等.三峡库区动水位条件下深水高桩承台施工技术经济分析[J].交通科技，2013（6）：16-18.

[9]徐晓东.特大桥大型深水高桩承台基础设计与施工关键技术[J].安徽建筑，2017（3）：166-168.

[10]王芝兴，谭文鹏.深水承台钢吊箱施工技术研究[J].交通世界，2019（20）：88-91.

作者：郝向东 单位：河北广通路桥集团有限公司