羅先華

摘?要：在深水橋墩施工中，水中的承臺施工就是整個橋梁工程得施工重點跟難點，對橋梁施工工程的整體施工進(jìn)度、成本跟質(zhì)量有著舉足輕重的影響，必須引起高度重視。論述公路橋梁水中的承臺施工工藝和對于質(zhì)量控制與措施。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量控制：施工工藝;橋梁;水中承臺

伴隨著公路其建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該考慮船舶通航過程中，橋墩的防撞要求。深水高樁承臺在跨通航河流橋梁工程中的應(yīng)用是越來越廣泛，鋼吊箱底施工有降低施工難度，減少水下工作量、減短施工周期、降低工程造價等優(yōu)點，在橋梁深水高樁承臺施工中得到廣泛應(yīng)用。但底部鋼吊箱施工工藝復(fù)雜，容易造成質(zhì)量問題。如鋼吊箱發(fā)生滲漏，在承臺混凝土澆筑過程中滲漏水進(jìn)入，改變了混凝土的水灰比，使混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求，導(dǎo)致承臺整體性差，以及嚴(yán)格的返工等嚴(yán)重質(zhì)量問題。因此，其施工是橋梁施工的重點跟難點。必須采用合理的措施有效的控制施工，確保工程質(zhì)量。

1 大體積承臺施工技術(shù)與質(zhì)量控制

1.1?假設(shè);承臺制作介紹

1.1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

在進(jìn)行施工之前，施工的技術(shù)負(fù)責(zé)人員組織人員和管理人員都應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計文件，充分理解設(shè)計圖，了解承臺施工情況。由于平臺開挖深度應(yīng)大于五米，并在開工前對施工人員進(jìn)行安全交接。

1.1.2 準(zhǔn)備

兩臺挖掘機(jī)、兩臺起重機(jī)、四臺自卸汽車、四臺水泵、一套定型鋼模板、保溫棚材料、蒸汽養(yǎng)護(hù)設(shè)備、兩臺汽車泵、小型施工機(jī)具等，用于現(xiàn)場資源配置。特大橋主墩承臺是一個整體式承臺。承重平臺的尺寸為26 m長x 20.5 m寬x 5 m高。單承臺C40混凝土設(shè)計體積2665m³。承臺基坑采用開洞開挖，坡率為1：1。樁頭采用環(huán)切劈裂法鑿除，鋼筋在鋼筋加工場加工成半成品運(yùn)至現(xiàn)場安裝，模板采用2.5m×5m大定型鋼模板?；炷良邪柚?，泵車泵入模板，一次澆筑。每個承臺的預(yù)計澆筑時間為48小時。內(nèi)部采用水循環(huán)冷卻，外部設(shè)置全封閉保溫棚。棚內(nèi)采用爐子和蒸汽發(fā)生器，以保證承臺的外部濕度和溫度。

1.2?勘測放樣與基坑開挖

承重平臺長26米，寬20.5米，高5米。最深基坑的原始地基從承臺的底部約6米。基坑開挖采用坡度為1∶1的傾斜開洞開挖。經(jīng)過勘測取樣斷定基坑頂面開挖線。因為地下的水位較高，開挖的部分是卵石層，滲透性好，所以地下水入滲量大。其用排水溝和集水井用來降水處理，基坑排水溝底部保留0.7m工作平臺+0.3m，基坑底部四角設(shè)置集水井。排水工作需要貫穿其整個過程，直至承臺的基坑回填。

1.3?墊層施工及樁頭折斷

基坑開使挖掘到合理位置事，應(yīng)開始承臺的鋪墊工作，根據(jù)圖紙的設(shè)計要求，澆筑厚度為二十厘米的C20級混凝土，鋪墊的尺寸是在承臺的尺寸上，每邊需要增加五十厘米的空間。能保證混凝土封底的密實度，用振搗器振搗后用平板振搗器將表面整平，再用水準(zhǔn)儀配合人工用線將表面整平?；炷灵_始凝固時，應(yīng)及時澆水養(yǎng)護(hù)跟覆蓋?；炷恋竭_(dá)一定硬度時，用于環(huán)切劈裂法。

1.4?鋼筋加工安裝

墊層澆筑完畢后，測量人員應(yīng)準(zhǔn)確取樣來確定其外線跟四角。便于鋼筋和模板支撐的綁扎。支承平臺主筋用鐓粗直螺紋套筒連接。所有半成品在加工場進(jìn)行加工，運(yùn)至現(xiàn)場組裝。鋼筋必須“橫平豎直”，并切有效控制鋼筋的保護(hù)層厚度。

1.5?冷卻水管布置

冷卻水管采用導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度較好的鋼管，每層分5層，2進(jìn)2出，單層內(nèi)管間距0.5m，高度五米的承臺冷卻管采用外徑五厘米、壁厚2.5毫米的鋼管。鋼管埋地接頭需要連接嚴(yán)密，不許漏水。冷卻管裝完后。應(yīng)用水檢查接頭的嚴(yán)密性。所有接頭完好后，應(yīng)將兩端預(yù)留插座蓋好并加以保護(hù)。

1.6?模板安裝

承臺的鋼筋安裝完之后，開始安裝模板。模板使用的大型定型鋼模板由專業(yè)廠家定制。模板進(jìn)入施工現(xiàn)場之后，應(yīng)進(jìn)行嘗試安裝，檢查平整度、錯位、尺寸跟接縫情況，并進(jìn)行修補(bǔ)。完成后，應(yīng)進(jìn)行拋光和上油工作。模板應(yīng)用吊車吊運(yùn)進(jìn)行安裝，模板則用高強(qiáng)螺栓來進(jìn)行相連，拉釘加固。

1.7?混凝土施工

1.7.1 混凝土澆筑

其混凝土是C40混凝土，泵入模板。澆筑時，應(yīng)在整個平段范圍內(nèi)分層水平澆筑，層厚應(yīng)不大于三十厘米。盡可能縮短上下層之間的間隔時間?；炷恋臐仓仨氝B續(xù)，不得間斷，第二層的澆筑必須在前一層混凝土初凝前完成?；炷吝\(yùn)輸、澆筑和間歇的允許時間間隔不得超過2小時。混凝土振搗采用插入式振搗器振搗，振搗器插入后緊跟混凝土進(jìn)入模板，防止漏振和過振。使用插入式振搗器時，移動距離不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5倍;振搗器與側(cè)模的距離應(yīng)為5cm～10cm;振搗器與下層混凝土的距離應(yīng)為5cm～10cm;振搗時鋼筋不得晃動，否則混凝土和鋼筋之間的握力將受到影響。振搗時間應(yīng)以被振部位表面停止下沉或表面氣泡不再明顯出現(xiàn)為準(zhǔn)。為防止混凝土水化凝結(jié)過程中混凝土內(nèi)外溫差過大造成表面裂縫，應(yīng)及時收漿，混凝土澆筑后應(yīng)立即養(yǎng)護(hù)。

1.7.2 混凝土溫度監(jiān)測管理

由于混凝土澆筑量過大，產(chǎn)生的水化熱不能及時排出，容易引起混凝土開裂，因此混凝土澆筑過程中的溫度控制應(yīng)極其嚴(yán)格，主要從溫度監(jiān)測和降溫措施兩方面著手。在澆筑過程中，通過手機(jī)app軟件實時控制混凝土內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)和變化，及時進(jìn)行冷卻水管的供水，在冷卻水管的進(jìn)出口安裝數(shù)字溫度計，采集進(jìn)出口水溫和溫度每2小時一次，通過調(diào)節(jié)水流量來控制進(jìn)出口水溫。

1.7.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，混凝土表面初凝后，及時用土工布覆蓋，并安排專人灑水養(yǎng)護(hù)。同時，啟動所有蒸汽發(fā)生器進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，在軸承臺表面布置4臺空氣加熱器，提高棚內(nèi)溫度，保證棚內(nèi)溫度在30℃以上，濕度100%，連續(xù)養(yǎng)護(hù)一周。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，混凝土澆筑完成后約40小時內(nèi)，內(nèi)部溫度將達(dá)到66℃的峰值，持續(xù)時間約30小時后開始下降。當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與空氣溫度之差小于25℃時，可停止養(yǎng)護(hù)。

2 鋼吊箱施工工藝安裝工藝

2.1?鋼管支架安裝

水上橋梁承臺施工技術(shù)中，應(yīng)根據(jù)工程情況確定鋼吊箱的規(guī)格和數(shù)量，然后安裝鋼管支架。

2.2?鋼套管焊接

套管焊接時，每兩米焊接一次。為進(jìn)一步加強(qiáng)焊接質(zhì)量，在接口處應(yīng)設(shè)置坡口，坡口角度應(yīng)保持在60°。經(jīng)過一系列的操作后，應(yīng)清除界面的熔渣。下一步是檢查焊接接頭是否完好。如有問題，應(yīng)及時修補(bǔ)，并進(jìn)行補(bǔ)焊、補(bǔ)模。鋼套管焊接時，要求鋼套管內(nèi)外兩側(cè)焊接，并必須符合二次焊接標(biāo)準(zhǔn)。鋼吊箱底板安裝進(jìn)度達(dá)到終點時，鋼護(hù)筒焊接單位應(yīng)將鋼護(hù)筒運(yùn)至現(xiàn)場，然后焊接鋼護(hù)筒。鋼套管焊后加固，鋼板隔板采用連續(xù)角鋼雙面工藝加固。

2.3?鋼吊箱吊腿安裝

鋼吊箱的施工結(jié)構(gòu)：鋼吊箱的整體結(jié)構(gòu)，必須要有吊箱的承重價格和吊腿，共同構(gòu)成起重臂設(shè)施，然后借助于支承架上的千斤頂控制鋼絞線，用卡簧螺栓將鋼絞線下端與吊箱吊腿連接。一般來說，承重框架梁可以放在高護(hù)筒的頂部或橫跨鋼護(hù)筒。橫梁一般采用雙型鋼。為進(jìn)一步減少變形的發(fā)生，需對加勁板進(jìn)行加密焊接，并采用8mm左右的連續(xù)角焊。

2.4?放下鋼吊箱

施工單位在鋼吊箱落地前焊接12節(jié)鋼材，每節(jié)焊接長度控制在2cm以內(nèi)。在承臺設(shè)施施工中，起重設(shè)施為控制臺和液壓泵站，兩者共同操作千斤頂。該設(shè)施施工速度為4米/小時，施工過程中各吊點受力相同，精度較高，能很好地控制在一定的要求范圍內(nèi)。鋼吊箱承載能力5000n，千斤頂應(yīng)能制備12股高強(qiáng)度鋼絞線。一般選用1800mpa鋼絞線，達(dá)到安全施工標(biāo)準(zhǔn)。鋼吊箱升降時，各控制平臺必須統(tǒng)一進(jìn)行，做到動作一致。一般來說，吊點之間是有間隔的，所以在連續(xù)吊點之間應(yīng)該放置壓力傳感器，這樣可以準(zhǔn)確地監(jiān)測吊點所承受的力，進(jìn)一步科學(xué)地分配所承受的力，確保吊箱安全運(yùn)行?？刂破脚_除了要科學(xué)分配調(diào)整點所承受的力外，還要嚴(yán)格控制鋼吊箱在空中的位置和運(yùn)動。在整個測量系統(tǒng)中，應(yīng)選擇全站儀對鋼吊箱進(jìn)行測量，得到準(zhǔn)確的絕對位移。其次，利用行程傳感器測量相對位移，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量。此外，還可以監(jiān)控升降箱軸線的偏差。所有檢查工作完成后，鋼吊箱可以下降，但第一步是將鋼吊箱上升30cm;第二步是切斷支架支撐工具;第三步是切斷鋼吊箱入口;第四步是將鋼吊箱下降到-2m;第五步是安裝支柱系統(tǒng);最后一步是把升降箱降到后蓋上。在整個過程中，消除了吊箱上浮的問題。要求提升箱在2米后充水，注水和下放速度應(yīng)一致。

2.5?鋼吊箱底部密封

鋼吊箱組裝就位后，潛水員開始安裝封孔板。此操作的主要目的是減小底板和鋼套管之間的間隙。為進(jìn)一步完成填縫工作，施工人員應(yīng)在封板上涂抹混凝土。然而，由于水下環(huán)境條件的限制，本工程的施工受到很大的限制，混凝土被水破壞的可能性很大。因此，在這項工作中，施工單位應(yīng)派潛水員及時檢查和解決問題。

2.6?澆筑封底混凝土

在實際工作中，根據(jù)鋼吊箱的分布情況鋪設(shè)相應(yīng)的澆注導(dǎo)管，并根據(jù)鋼吊箱計算出澆注導(dǎo)管的半徑。澆筑時應(yīng)提前預(yù)留埋深距離。此外，承臺還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的觀測點，觀測點主要圍繞混凝土流動半徑和死角。在澆筑過程中，應(yīng)保證澆筑質(zhì)量，直至完成所有澆筑步驟。

2.7?拉壓桿系統(tǒng)改造

混凝土密封工作完成后，必須等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，方可泵送。為進(jìn)一步保證泵送工作的順利進(jìn)行，應(yīng)切斷鋼護(hù)筒和吊桿。切割長度應(yīng)根據(jù)實際情況確定。切斷前，將拉壓桿焊接在鋼套管上。切割前用氧氣刀切斷鋼護(hù)筒連接，將浮吊放在墩位提前準(zhǔn)備，然后用鋼絲繩將鋼護(hù)筒上端與吊鉤連接。在這個過程中，所有的操作步驟都要謹(jǐn)慎小心。所有工作完成后，進(jìn)行懸掛系統(tǒng)的更換，使承臺各項指標(biāo)達(dá)到正常。

2.8?水中承臺施工

鋼護(hù)筒封底、找平、堵漏完成后，鋼護(hù)筒施工完畢，開始承臺施工。根據(jù)設(shè)計，制作安裝鋼筋，安裝冷卻管，澆筑第一層承臺混凝土。根據(jù)原設(shè)計及施工圖可知，墩身豎向主筋在承臺內(nèi)預(yù)埋1.6m，即進(jìn)入第一層混凝土10cm，但由于本工程墩身高度僅為4m，若按原設(shè)計施工，墩身豎向主筋僅預(yù)埋10cm，不利于框架力的定位;同時考慮到鋼筋接頭減少，施工方便，本工程墩身豎向主筋擬采用一根進(jìn)行二次下料安裝，為保證主筋進(jìn)入承臺的深度不小于設(shè)計值，第一層承臺澆筑2m，第二層澆筑2m，鑿毛樁頭，綁扎承臺鋼筋，澆筑承臺混凝土。

3 承臺施工技術(shù)與質(zhì)量控制

3.1?鋼筋制作安裝

本工程設(shè)計有16mm、20mm、28mm三種不同類型的設(shè)計配筋，質(zhì)量分別為29.33t、39779t、140.108t。另外，主筋布置3層，設(shè)備底層布置2層，頂層布置1層。2.2冷卻水管安裝本研究工程為大體積混凝土，需進(jìn)行溫度控制，要求在承臺內(nèi)設(shè)置冷卻水管。一般來說，本工程安裝的冷卻水管不能同時發(fā)生漏水和變形。研究表明，本工程共設(shè)置4層冷卻水管，過渡墩承臺內(nèi)設(shè)置3層冷卻水管，層高1m，每層冷卻水管間距1.15m。另外，在承臺頂部預(yù)留測溫孔。本工程測溫孔直徑10cm，間距4m，距承臺50cm。

3.2?埋件安裝

首先，在主墩平臺頂部安裝塔吊埋件。為了進(jìn)一步方便橋梁施工的每一步，應(yīng)在承重平臺下安裝塔吊。本工程安裝的塔機(jī)為TC5013。塔吊在二期混凝土施工前預(yù)埋。二是安裝主墩身主筋及角鋼埋件。為進(jìn)一步加強(qiáng)承臺承載力，保證橋墩施工質(zhì)量的可靠性，在承臺內(nèi)空心薄壁主墩上增設(shè)以角鋼焊接為主的加勁框架。第二層混凝土施工前，要做好墩身角鋼預(yù)埋工作，提高主墩預(yù)埋鋼筋的精度

3.3?承臺混凝土施工

承臺混凝土施工主要有兩大內(nèi)容：一是不斷加強(qiáng)承臺混凝土施工配合比。在大型施工中，每次使用的混凝土都需要精確攪拌，以加強(qiáng)承臺混凝土的質(zhì)量。同時，在混凝土配合比確定前，要保證混凝土原材料質(zhì)量、性能和強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)，從而提高高承載力平臺混凝土的承載力質(zhì)量。第二個關(guān)鍵內(nèi)容是混凝土的生產(chǎn)和運(yùn)輸。承臺所需混凝土主要由攪拌站生產(chǎn)，下一步由運(yùn)輸車穿越施工現(xiàn)場。

3.4?混凝土分布及振搗

混凝土澆筑前，要保證泵送能正常進(jìn)行，同時要控制混凝土下落高度，一般在2米以內(nèi)。目前混凝土分層澆筑，每層厚度約30cm?；炷翝仓蟛婚g斷。兩次澆筑時間均短于前一層初凝時間或重塑時間，上下層澆筑間隔小于1.5h，混凝土澆筑時振搗器插入下層混凝土的深度范圍為50mm-100mm。本工程主要采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，但振搗器的振搗深度應(yīng)控制在桿長的2/3～4/3范圍內(nèi)，同時采用快插慢拔的方法加強(qiáng)壓實均勻性。每次振搗時間控制在25s左右，停止振搗的標(biāo)準(zhǔn)是混凝土密實。在振動過程中，應(yīng)定期進(jìn)行，以減少漏振和過振的發(fā)生。

3.5?鋼吊箱拆除

4 鋼吊箱施工質(zhì)量控制要點

4.1?鋼吊箱整體下沉控制

4.1.1 吊箱結(jié)構(gòu)整體下放難度分析

承臺鋼吊箱采用分段加長后整體下放的方法。由于鋼吊箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，整體下放難度大：鋼吊箱重量大（可達(dá)130噸），體積大（長13.7米，寬9.7米，高4米），而鋼吊箱整體下降的四個吊點相對分散。在下降過程中，如果不保證各吊點的同步性，重新分配各吊點的力（即緩慢下降吊點的力增大，快速下降吊點的力減?。瑫︿摰跸涞慕Y(jié)構(gòu)及其下料設(shè)備造成危害。鋼吊箱吊點處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求較高。如果強(qiáng)度和剛度達(dá)不到要求，鋼吊箱的結(jié)構(gòu)將受到損壞。吊點支承鋼套管一旦變形較大，勢必使吊梁與墻板接觸，影響鋼吊箱的下放。鋼吊箱進(jìn)水后，由于水流的影響，可能會產(chǎn)生平面位移，影響下放系統(tǒng)。

4.1.2 升降箱結(jié)構(gòu)整體下降控制

針對以上施工難點，施工中將采取以下相關(guān)措施：（1）做好天氣預(yù)報，選擇風(fēng)浪較小的有利天氣降下鋼吊箱。（2） 在鋼吊箱下放過程中，應(yīng)建立專門的指揮系統(tǒng)，任命一名具有豐富吊裝經(jīng)驗的人員擔(dān)任指揮，并在每個吊點配備一名觀察員和一名油泵操作員;同時，為指揮者和觀察員提供可靠的通信工具，保證所有相關(guān)人員之間的通信暢通。（3） 根據(jù)千斤頂性能要求，精軋螺紋鋼筋與鉛垂線的偏差角不應(yīng)超過2°。

4.2?鋼吊箱施工測量控制

4.2.1 鋼套管位置測量

鋼吊箱組裝前，應(yīng)測量鋼吊箱的平面位置、垂直度和橢圓度，以指導(dǎo)吊箱底板的加工和鋼吊箱下沉后的偏差調(diào)整。

4.2.2 鋼吊箱下沉測量控制

鋼箱下沉的測量與控制主要有平面控制和垂直度控制兩個方面。鋼吊箱的平面位置控制主要由吊箱內(nèi)設(shè)置的手拉葫蘆實現(xiàn)。在鋼護(hù)筒頂部平臺上安裝4個20t鏈條滑車，形成鋼吊箱平面位置調(diào)整系統(tǒng)，用于鋼吊箱下沉過程中和就位后的平面位置和傾斜度調(diào)整。鋼吊箱的垂直度通過在吊箱鋼套管頂部的兩個測量平臺上架設(shè)經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測和控制。鋼吊箱垂直度的調(diào)整和控制是通過平面位置調(diào)整系統(tǒng)的鏈條來實現(xiàn)的。吊箱就位后，各測點位置滿足允許偏差后，方可固定。

5 結(jié)語

在橋梁深水高樁承臺施工中，鋼吊箱底施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，而鋼吊箱底施工工期往往很緊迫，這就要求鋼吊箱底的設(shè)計和施工能夠滿足結(jié)構(gòu)簡單、受力清晰、傳力合理、速度快的要求下沉，定位準(zhǔn)確，效率高。本工程水下承力平臺能按預(yù)定進(jìn)度順利完成的原因是，根據(jù)鋼吊箱的設(shè)計原則，鋼吊箱設(shè)計前應(yīng)充分收集本工程的水文資料，認(rèn)真分析本工程的具體設(shè)計特點，根據(jù)現(xiàn)有船用起重機(jī)設(shè)備條件，對吊箱的傳力系統(tǒng)和支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使吊箱受力更加合理，操作更加方便，通過鋼吊箱施工過程中控制技術(shù)措施的有效實施，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，對類似水中高樁承臺施工具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

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