厦漳跨海大桥北汊主桥BZP3#主塔墩承台施工

胡银平

摘 要：厦漳跨海大桥北汊主桥BZP3#主塔墩位于九龙江入海口，承台采用锁口单壁钢套箱进行施工，施工难度大。

关键词：跨海大桥；主塔墩；承台；锁口；钢套箱；围堰

1 工程概况

厦漳跨海大桥工程位于厦门海沧区与漳州交界、九龙江入海口处。路线全长9.333km，其中桥梁长度8.546km。北汊桥梁长6.692km，南汊桥梁长1.854km，海门岛及漳州岸接线（即海门立交）长0.787km，按车速100km/h双向六车道高速公路标准设计，路基宽度33.5m，桥梁宽度33m，设计荷载为公路-I级。大桥工程主要包括北汊北引桥、北汊主桥、北汊南引桥、海门岛立交及收费服务区、南汊桥、海平互通立交组成。

本文重点阐述北汊主桥BZP3#主塔墩承台施工。

2 承台施工

2.1 概述

BZP3#墩承台横桥向长42m，顺桥向宽29m，其平面设计为带圆角的矩形，四个角上的圆弧半径为R=2.50m；承台顶标高+3.7m，底标高-2.80m，厚度6.5m，承台混凝土方量7883m3，平面面积1213m2。

2.2 围堰施工

结合水文地质条件， 本墩采用锁口单壁套箱围堰施工，桥位处平均高潮位为+2.411m，最高高潮位为+4.511m，平均波浪高度1.76m，围堰顶标高考虑为+5.0m，底标高为-7.0m（入土深度为3.2～3.4m），封底厚度为1.6m。配备一套围堰及承台模板。钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台，在周边护筒上焊接导梁支撑牛腿，安装导梁和内支撑，插打锁口式单壁套箱围堰侧板。

围堰侧板、导梁及内支撑经计算均符合要求。

锁口式套箱围堰的设计及制造应保证其强度、刚度、密封性能达到使用要求。围堰加工分块根据吊机起吊能力确定，制造完成后，根据设计、规范要求对其质量严格检查验收，现场采用龙门吊或履带吊在支栈桥上分块拼装插打的方法施工。

图1 主塔墩锁口套箱围堰布置图

2.2.1 锁口套箱围堰施工准备

①准备模板护脚砂袋；

②根据设计图纸安装导环牛腿；

③按设计图预拼套箱侧板；

④套箱模板的验收和试插；

⑤严格按图纸制作内支撑及导梁；

⑥利用抓泥斗和吸泥机将套箱围堰范围内河床大致清平；

⑦拆除平台，切割部分护筒，准备好导环牛腿材料。

2.2.2 安装导梁

割除与内支撑相冲突的钢护筒，在钢护筒上根据设计图纸焊接支撑牛腿，安装下层导梁。下层导梁安装完毕后，在钢护筒上根据设计图纸焊接上导梁支撑牛腿，安装上层导梁及内支撑，导梁安装尺寸要比设计小5cm，以便侧板插打合拢。导梁安装完成后，在支撑牛腿上焊接限位板，以保证在施工过程中导梁不移位。

2.2.3 围堰侧板下放

侧板插放前，需做好如下准备：①在导梁上放出每块侧板的位置，减小侧板在安插过程中的累积误差，提高合拢精度；②测量河床标高，保证封底厚度。所有工作准备就绪后，开始侧板的插放。侧板插放时人工配合履带吊或龙门吊进行。侧板插放顺序为：先插放上游迎水面侧板，然后以上游侧板为基准从大小里程两个面分别向下游插放，最后在下游拐角处合拢，其关键是第一块模板下放必须保证其水平位置及垂直度符合设计要求，且必须紧贴导梁。最后合拢时使用导链调整合拢段尺寸，保证围堰顺利合拢。待围堰侧板插打完毕后将上导梁与侧板（背带处）焊牢。

2.1.4 封底准备工作

①围堰外侧抛填砂袋

由于围堰侧板插打时河床清淤较深，围堰插打完毕局部可能存在围堰内外相通，没有覆盖层的现象。为保证封底混凝土施工过程中封底混凝土不从围堰下口流出，在围堰外侧抛填1～2米高的砂袋、保证侧板在封底混凝土初凝前不出现意外松动而使侧板与封底混凝土之间分离。围堰外侧插打一圈φ600mm管桩防止围堰外胀。

②围堰底口范围内清理及垫平

围堰内辅助吸泥清基至封底混凝土底面标高以下0.2m，抛填一层砂袋，潜水工下水将砂袋铺平，保证封底混凝土施工时底下砂层或淤泥不会冲散开，影响封底混凝土质量。

2.1.5 封底混凝土灌注

检查导管的连接密封情况，每斗混凝土需检查坍落度、和易性、泌水性，坍落度须控制在18～22cm之间；灌注顺序根据导管的布置顺序图进行，并且应对称、交错灌注；整个混凝土灌注过程中，须避免混凝土的任何一个接头面出现初凝现象，以确保混凝土的整体性；混凝土灌注过程中，应加强测量工作，以确保整个围堰内的封底混凝土标高满足施工设计要求。

图2 围堰封底施工图

2.1.6 锁口内止水

灌注混凝土之前清理锁扣内泥沙，灌注锁口内混凝土止水。在锁口两个槽钢之间用小pvc导管灌注水下混凝土，灌注时需采取措施保证水下混凝土不被冲洗。

2.1.7 围堰抽水补漏

围堰封底混凝土达到设计强度后，用水泵抽水，切割多余钢护筒，凿除高于桩顶设计标高以上的桩头混凝土（大多数混凝土已在灌完桩后及时的进行了清除），清除围堰内浮渣，并用水泥砂浆找平混凝土面。对于局部渗水部位，要设置汇水沟，用潜水泵排水，以免影响承台混凝土质量。

2.3 承台施工

2.3.1准备工作

围堰抽水后，并及时对围堰内基坑进行处理。

①护筒割除

测量人员在钢护筒上准确放出承台底标高及护筒割除标高，做好标记。将多余的钢护筒割除，及时清理出基坑。将剩余钢护筒按设计要求进行除锈处理，达到Sa2.0以上，完后与伸入承台的钢筋束进行焊接。

②桩头处理

根据测量人员放出的标高，人工用风镐凿除桩头浮浆及多余的混凝土及时将碎渣清理出基坑。

③基坑处理

将封底混凝土高出承台底标高的部分凿除。

封底混凝土低于承台底标高的则用碎石垫层和砂浆面层找平，砂浆面层的厚度不得少于2cm。

找平后的基坑顶面高程允许偏差为±50mm。

④竣工与放样

钻孔桩竣工验收：桩头处理完毕，在钻孔桩顶面测量放出设计中心位置，对其平面位置进行竣工验收，钻孔桩平面位置允许偏差为100mm；桩顶主筋伸入承台的长度应符合设计要求，允许偏差为±100mm。

承台测量放样：准确测量放出承台十字轴线及标高线，并做上醒目标记。依据承台十字轴线用墨线弹出承台的轮廓尺寸线。

⑤封底混凝土顶面凿毛

根据招标文件补遗，封底混凝土与承台相接的外边缘1米范围施工时要求进行凿毛处理。

2.3.2 钢筋制安

①钢筋制作

钢筋进场存放及检验：所有钢筋均应有制造厂家的质量保证书和出厂合格证，试验室应按规定进行抽样检查，其技术要求应符合现行国家标准的有关规定；钢筋在现场存放应用枕木架空，并应设置挡雨设施，以防钢筋锈蚀。

筋在车间下料、弯制成型，运至现场进行安装。

加工前，钢筋表面的油污、浮锈等应清理干净，钢筋应顺直、无局部弯折；钢筋加工后，表面应无明显伤痕；加工好的钢筋应分类编号存放。

② 钢筋连接

直径20mm以下钢筋采用绑扎搭接接头，直径大于20mm钢筋采用机械连接接头。钢筋接头位置应避开钢筋弯曲处，且距起弯点的距离不得小于钢筋直径的10倍。配置在“同一截面”内的钢筋接头，不得超过钢筋数量的50%。

③ 钢筋安装

由于承台混凝土分2次浇筑，承台钢筋的安装也分2次施工。

钢筋安装应按设计图纸和规范要求进行施工，钢筋品种、规格、数量、形状、位置、接头等均应符合设计图纸和施工规范的要求。

钢筋绑扎采用直径0.7～1.2mm的扎丝隔点进行扎结，钢筋骨架应绑扎牢固，以保证在混凝土浇筑过程中不发生大的变形。

承台钢筋与钻孔桩伸出的钢筋笼相碰或无法从钻孔桩伸出的钢筋笼主筋之间的空隙中穿过时，可适当挪动承台钢筋的位置，但不得减少承台钢筋数量。

钢筋保护层：承台周边的钢筋保护层采用水泥砂浆垫块，其强度不小于承台混凝土的设计强度，保护层垫块宜错开布置，间距1.0m左右；承台底部钢筋保护层较厚，且有封底混凝土将承台底部与江水隔离，因此，承台底部的钢筋保护层可采用架立钢筋设置。

为便于钢筋定位并加大钢筋骨架的强度、刚度，应根据需要配置适当数量的架立钢筋。

④ 预埋件、预留孔

接地装置应严格按设计要求施工。

塔座预埋钢筋应按设计位置安装准确、牢固，若塔座钢筋与承台顶面钢筋相碰，可适当移动承台钢筋位置。

为方便施工，在安装承台顶面的水平钢筋网时宜预留适当数量的进人孔，并在进人孔处安装楼梯供人员上下；浇筑混凝土时，应注意将进人孔处断开的钢筋连接上。

2.3.3 冷却水管、测温元件安装

为减少混凝土内部水化热，降低承台混凝土内外温差，避免承台混凝土开裂，采取在承台混凝土内设冷却水管通水降温的措施。

为准确测量、监控承台混凝土的内部温度，指导混凝土的通水养护，确保承台大体积混凝土的施工质量，承台混凝土内需布置温度测量装置。

2.3.4 模板

承台模板采用定制钢模。钢模由工厂分块制作，螺栓连接。

模板安装应在钢筋绑扎之前进行，安装前根据弹出的模板边线，在基坑底部支模处铺设水泥砂浆找平层，以保证模板下口平齐。

模板安装前，按设计要求在模板表面铺设透水模板布。

模板分块吊装，按从中间向两侧拼装的顺序进行施工，模板安装应稳固，接缝严密，不得漏浆。

模板利用围堰进行支撑。

6.5m高模板应一次性全部安装到位。

模板根部用水泥砂浆封堵，防止跑浆。

按设计要求，模板面铺设透水模板布。

2.3.5 承台混凝土浇注

承台属于大体积混凝土，其配合比应根据实际施工时所采用的砂石料、水泥及外加剂的性能进行交叉配合比试验，确定最佳的混凝土施工配合比。配合比应遵循的总的原则是：采用低水化热水泥，降低混凝土的入仓温度等措施，以改善混凝土的性能，减小混凝土的水化热

承台混凝土总方量7883m3，沿高度方向分二层浇注。第一层高3m，第二层为3.5m，浇注量分别为3638 m3和4245 m3。

混凝土浇筑前，应对模板、钢筋、预埋件、冷却水管网和测温元件进行详细的检查，并作好记录，符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。基坑内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。

第一次浇筑的混凝土强度达到2.5MPa以上后，即可对其顶面进行凿毛处理，凿毛时应将表层浮浆完全凿除，使第一层混凝土顶面露出碎石；凿毛后，及时将碎渣清除，并用高压空气将混凝土顶面吹干净；混凝土凿毛后，在混凝土顶面放出承台十字中心线，用墨线弹出承台边线。

绑扎承台上部钢筋，安装上部冷却管网、预埋件等并固定，所有工作应尽快进行，尽快浇筑第二次承台混凝土，尽量缩短两次混凝土浇筑之间的时间差。

2.3.6 混凝土养护、测温监控及拆模

混凝土浇筑完毕后，应及时抹面收浆，混凝土终凝后即开始养护。承台混凝土养护采用保温蓄热法：混凝土终凝后，及时在混凝土表面覆盖土工布及塑料薄膜，从而隔绝大气与混凝土表面的直接接触，形成良好的保温层，并保持混凝土表面湿润。

承台内部进行通水冷却并进行测温监控。承台混凝土温度控制标准见表1。

混凝土养护期满并满足拆模条件时进行模板拆除及冷却水管注浆。

表1 承台混凝土温度控制标准

序号 项目 允许范围

1 混凝土浇筑温度 ≥5℃

2 混凝土内表温差 ≤25℃

3 混凝土表面与大气温差 ≤20℃

3 结束语

本文重点阐述厦漳跨海大桥BZP3#主塔墩承台的施工方法及施工工艺。对该施工工艺的运用和总结具有非常重要的应用价值和实际工程意义，为水中承台的施工技术积累了宝贵的经验。

参考文献

[1] 陈明宪 主编.斜拉桥建造技术.人民交通出版社，2003。

[2] 黄绳武 主编.桥梁施工及组织管理.北京：人民交通出版社，1996。