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承台大体积混凝土施工工艺

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2020年4月19日
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承台大致积混凝土施工工艺
一、总则
1、主要要点
当前，桥梁上所采用的承台，其结构形式多种多样，屈指难数，相应所使用的施工手段与方法也是五花八门、层出不穷，工艺内空十分丰富，难以全面涵盖。在此，特以较具代表性的陆地深埋承台、高桩承台及水中承台为背景，对其施工方案与方法及工艺实施技术要点等内容作了简要介绍，并对大致积混凝土施工的温控措施作了侧重说明；同时，编列出了陆地及水中承台大致积混凝土施工主要工艺流程框图。
2、安全质量控制点
2.1、安全方面
1）、陆地上承台施工
（1）、防止人员高空坠落和物体掉落砸伤人员；
（2）、深基坑开挖时，应严防支护结构失稳致坑壁坍塌伤人；
（3）、吊装作业时，应注意起重机械意外伤人；
（4）、模板安装时，临时支撑应牢固，以免模板倾倒挤压伤人；
（5）、混凝土灌筑时，应密切注意支架失稳垮塌伤人；
（6）、电器设备严防漏电伤人。
2）、水中承台施工
（1）、高空作业严防人员高空坠落和高空掉落物件砸击伤人；
（2）、水上作业须防止人员落水而溺水伤亡；
（3）、钢围堰抽水和混凝土灌筑施工时，严防其失稳“包饺子”伤人；
（4）、水上起吊作业时，应注意起重机械意外伤人；
（5）、洪峰期，水上设施应注意防止被冲走或翻沉；
（6）、电器设备严防漏电伤人。
2.2、质量方面
1）、大致积混凝土灌筑时，应防止混凝土水化热过大而引起混凝土开裂；
2）、深埋承台混凝土灌筑时，注意严防地基下沉或不均匀沉降而导致混凝土开裂；
3）、陆地上高桩承台大致积混凝土灌筑时，应防止支架或模板下沉或变形过大而导致混凝土开裂；
4）、水中承台大致积混凝土灌筑时，应严防钢围堰变形过大而导致混凝土开裂；
5）、承台大致积混凝土灌筑时，应防止出现以下混凝土缺陷：
（1）、表面严重的微细裂纹或龟裂；
（2）、“狗洞”或蜂窝、麻面；
（3）、表面硬伤或缺棱少角；
（4）、表面颜色不一致，呈“大花脸”型。
3、防范措施
3.1、安全方面
1）、陆地上承台施工
（1）、高空作业的施工平台四周应装设栏杆扶手和挂好安全网，施工作业人员应穿防滑鞋和系好安全带；
（2）、深埋承台基坑开挖时，其支撑防护结构应有足够的强度和刚度，以确保其坑壁稳定；
（3）、起吊作业时，应严格按有关操作规程进行，牢记与坚持“三吊”、“三不吊”的原则；
（4）、模板安装过程中，模板的临时放置稳固、可靠，避免倾倒；
（5）、高桩承台混凝土灌筑时，地基承载力应足够，支架结构应有足够的强度和刚度，并应严格按施工设计图拼装；
（6）、电气设备及电线路应经常检查和更换，确保其完好无损。
2）、水中承台施工
（1）、高空作业的施工平台四周应装栏杆扶手和挂好安全网等安全设施，作业人员应穿防滑鞋和系好安全带；
（2）、水上作业人员乘船时应有严格规定，并应有足够的救生设施和有效的救肋措施；
（3）、钢围堰结构应有足够的强度和刚度，能满足受力要求，同时应严格按设计要求加以制造、拼装与安放；
（4）、水上吊物时，应严格按有关操作规程办理，格守“三吊”、“三不吊”的原则，同时注意船只的吃水和稳定；
（5）、水上施工设施应设有专用的牢固而可靠的锚地，以确保其安全渡汛；
（6）、电气设备与电线路应经常检查和更换，确保其完好无损。
3.2、质量方面
1）、大致积承台混凝土灌筑时，应从水泥品种选择混凝土配合比设计及施工工艺等方面消除水泥水化反应产生的水化热过大而引起的混凝土开裂；
2）、深埋承台施工时，应验证基底地质条件与持力层是否与设计一致，以确保基底承载力足够；
3）、陆地上高桩承台施工的支架与模板应有足够的强度与刚度，支架基础应有足够的承载力，施工前应对支架加以试压；
4）、水中承台施工时，其所用钢围堰在设计时应有足够的强度和刚度，并应严格按施工设计图加以制造、拼装和安放；
5）、承台大致积混凝土灌筑时，应从改进混凝土的性能与施工工艺入手，杜绝混凝土产生质量缺陷。

二、主要施工方案与方法介绍
1、陆地上承台：
1.1、深埋承台：该类承台因其埋深较大，故基坑开挖与混凝土灌筑为其两项重要环节。基坑开挖时，为保证坑壁不致滑移坍塌，须设置支护措施。支护方法主要有挡板、钢板桩等结构型式。近来，我公司在有些工点试行采用了轻型薄壁钢筋混凝土沉井结构作为护壁措施，效果良好，也较经济。
此类承台施工时，在基坑开挖过程中，边开挖边安装挡板支护；或事先插打钢板桩至设计标高或下沉钢筋混凝土薄壁轻型沉井至设计标高，尔后进行基坑开挖至设计标高止。若采用钢板桩支护，边开挖基坑时，尚应边安装内支撑。基坑开挖过程中，如遇有地下水，应及时将水抽干排出。基坑开挖好后，则安装钢筋与模板进行混凝土灌筑。混凝土大多采用泵送输送，当然也有使用吊斗吊运的。此类承台毋需底模，其混凝土外观要求不是太高。近年来，我公司承建了几座山区桥梁，其承台大多位于山脚处，与混凝土供应点落差很大，不宜采用泵送，现场采用溜槽和高串筒的方式输送混凝土，从施工效果看情况尚好。当然，这是一个新的施工课题，值得探讨与完善。
1.2、高桩承台
该类承台施工系在墩位处地面上搭设支架，在支架上安装模板与绑扎钢筋，而后灌筑混凝土。由此可见，支架是主要的承重结构，应有足够的强度与刚度；其基础应牢固。使用前应对其加以试压。混凝土灌筑时，多般采用输送泵泵送入模，但也有采用吊斗吊送混凝土入模的。此类承台运用较少，其外观混凝土质量要求较高。
1.3、水中承台
该类承台施工系利用双壁钢围堰、吊箱围堰、套箱围堰及钢板桩围堰等围堰结构作为防水挡土措施。将围堰中的水抽干和泥浆吸净，然后利用围堰充作模板进行钢筋绑扎和混凝土灌筑。混凝土采用输送泵泵送或吊斗吊送入模。上述施工方案除双壁钢围堰系在基桩上钻填前应将围堰下沉至设计标高外，其余围堰施工均系在基桩钻填完后进行。双壁钢围堰多应用于大型桥梁的深水基础中，施工较为复杂。围堰施工内容另见有关章节。
三、主要施工工艺流程程序框图
小石砼、干砸砼或环氧树脂修复缺陷
裂纹压力灌浆
或表面涂浆封闭
模板整修
环境温度控制
循环冷却水
砼振捣密实
资料收集与整理
竣工验收
试件试压
洒水或封闭保温
试件制作
砼制备
输送泵安放、泵管敷设
砼浇注
冷却水管安装
预埋件安装
钢筋成型
模板制造、预拼
检查签证
模板内侧除锈、
打磨、涂脱模剂
基桩检测
技术交底
方案拟定
坑壁支护或地基加固
缺陷修补或裂纹修补
模板拆除
砼养护
钢筋安放
模板安装
凿除桩头
基坑开挖或支架搭设
施工准备
1、 陆地承台大致积砼施工主要工艺流程程序

钢筋成型
检查签证
洒水或封闭保温
小石砼、干砸砼或环氧树脂修复缺陷
预埋件安装
冷却水管安装
潜水检查
围堰抽水、堵漏
技术交底
围堰制造、拼装与检查
围堰浮运或吊运就位
裂纹压力灌浆
或表面涂浆封闭
水下切割
环境温度控制循环水冷却
砼试件制作
资料收集与整理
竣工验收或裂纹修补
砼试件试压
砼振捣密实
砼制备
砼浇注
基桩检测
抽水设备布设
方案拟定
砼缺陷修复或裂纹修补
钢围堰拆除
砼养护
钢筋安放
凿除桩头
钢围堰下放、安装
施工准备
2、水中承台大致积砼施工主要工艺流程程序

四、主要工艺技术要点
1、陆地上承台
1.1、施工前，应依据设计、地质及现场施工条件等具体实际，拟定出切实可行的施工方案并进行针对性的施工设计。
1.2、合理布置好劳动组织，并落实组织实质性的技术交底。
1.3、基坑开挖时，弃土应远离坑口，以免对坑壁产生附加应力。
1.4、桩头凿除时，应注意保留桩头伸入承台内嵌固的长度不小于15.0cm。
1.5、高桩承台的承重支架应严格按设计要求拼装牢固，拼装完后应试压，以检验结构强度和钢度及消除非弹性变形。
1.6、模板安装完毕后，其制作精细，尺寸准确，拼缝严密，模板内侧应除锈、打磨光洁，并均匀涂刷好脱模剂；
各项技术指标应达到：
平面尺寸允许误差：±30mm
顶面高程允许偏差：±20mm
轴线偏位允许差：15mm
1.7、钢筋绑扎安装及预埋件的安装应位置准确、安放牢固可靠。
1.8、为防止混凝土开裂，可采用下列温度控制措施：
1)、合理选择水泥品种、骨料级配、优质掺加剂，尽量减少水泥用量。
2)、分层灌筑混凝土，对厚度大于4.0m的大致积承台即应用分层灌注，分层厚度宜小于2.0m，间隙灌注时间宜为4-6天。
3)、设置冷却水管。冷却水管可直接循环散发出混凝土体内的水化热，从而有效降低混凝土体内的温度。冷却水管应使用导热性能较好且有一定强度的输水黑铁水管或无缝镀锌钢管，直径宜为Φ内=25.0mm-40.0mm，冷却水管的层间距宜为0.5m-1.5m；安装好后应确保密封不漏水和渗水。冷却水管循环冷却的时间不宜太短，宜为从混凝土灌筑完毕开始至连续14天以上；冷却循环水之温度与混凝土温度差不宜过大，应控制在10℃-28℃之间。
4)、控制混凝土内外温差。混凝土内外温差宜控制在20℃左右，困难情况也不应超过30℃；可在混凝土周围及顶面加盖草袋或彩条布与薄膜布等保温，以减少内外温差。
5)、降低混凝土的入模温度，特别在夏季或高温条件下施工，更应如此。
6)、掺入外加剂或粉煤灰，其实质系减少水泥用量，降低水化热。
1.9、混凝土灌筑应保证混凝土的供应产量，其最小产量应能保证混凝土在初凝时间内灌注1-2层（层厚约30.0cm）。
1.10、混凝土入模应均匀有序进行，宜采用斜向分块水平分层的方式入模下灰，分块长度1.0m-3.0m为宜，分层厚度以0.3m-0.5m为宜。
1.11、混凝土采用输送泵泵送入模，宜在平台上设三通分岔管对称下灰，同时在出口装一段长3.0m-5.0m的软管，以方便移动下灰点，防止混凝土堆积一处。
1.12、混凝土宜采用小陷度，同时应振捣密实，振捣时振动棒应垂直插入，严禁拖棒、跳棒；严防将泵送混凝土视为自密实混凝土而少振、漏振乃至于不振的恶劣行径产生。
1.13、混凝土灌筑时，应注意留取足够的试件。灌筑完毕后应加强养护，其养护时间宜大于14天。
1.14、冬期、雨期及有特殊要求的承台大致积混凝土灌筑，可按规范要求办理。夏天灌筑承台大致积混凝土时，宜选定在一天气温较低的时段进行，气温条件宜在30℃以下。
1.15、混凝土养护达强后，即可脱模并观察有否裂缝与缺陷，否则，应加以修补与修复。
2、水中承台
水中承台大致积混凝土施工之工艺技术要点基本同陆地上承台，但须注意以下几点区别与侧重之处：
2.1、采用双壁钢围堰、吊箱围堰及套箱围堰结构时，其制作应精细、拼缝严密，预拼后须做水密试验，确保安放后使用时不漏水。采用钢板桩围堰时，钢板桩应检修，确保锁口配套，拼接缝严密不漏水。
2.2、采用钢围堰灌筑水中施工承台，一般以围堰作承台模板，因此，围堰安装时应务求准确，虽然难能达到陆地上承台的要求，但误差也不能相关太远。
2.3、吊箱围堰与套箱围堰安放到位后，应将套入口之缝隙封堵严密，以保证围堰内抽水干涸，钢围堰抽水时，应注意缓慢均匀地进行，以免围堰周壁水压力增长过快损伤围堰。钢板桩抽水时，尚须边抽水边补强围堰内支撑，以确保围堰安全。封堵方法主要有：
1）、围堰底填充一层水下混凝土，混凝土厚度一般为 0.5m-1.0m；该方法常常被采用，效果良好，操作简单。
2）、局部封堵，即仅将围堰底开孔处与桩周之缝隙范围加以封堵，其方法较多，但采用袋装小石子混凝土水下嵌塞缝后，再与桩周灌筑水下混凝土的方法也比较常见，也能达到预期目的，但工艺要求严格，操作应精细。近来，我公司在某工点尝试采用水下絮凝混凝土的方法已取得成功，效果良好，施工操作也较简便，可作借鉴推广。