三塔四跨悬索桥大体积混凝土承台施工技术

方志丹

【摘 要】鹦鹉洲长江大桥主桥主塔、边塔采用钻孔桩基础，其承台均为大体积混凝土基础。文章以3#塔承台为例，介绍了大体积混凝土施工中采取的温度控制措施，并通过实测数据对温控效果进行了分析，实践证明施工中所采取的措施是有效的。

【关键词】大体积混凝土；冷却管；承台施工

【中图分类号】U445 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）01-0082-04、

1 工程概况

3#主塔设计采用哑铃形承台，承台平面外形尺寸为59 m×21 m，承台顶标高为+12 m，承台底标高为+6 m，承台厚6.0 m。承台施工采用C35混凝土，总方量为6 174 m3。承台形式如图1所示。

承台采用截面抵抗能力较强的锁口钢管桩围堰进行施工，锁口管桩主管采用φ0.82 m钢管，为阴阳锁口形式；并设置3层圈梁及内支撑。围堰内封底厚3.0 m，封底采用C25水下砼。围堰顶标高为+24 m，承台施工期长江水位为+12 m左右。承台施工平面布置如图2所示。

2 总体施工方案

承台进行一次性浇筑，共浇筑6 m。首先拆除锁口钢管桩围堰底层内支撑，割除钻孔桩钢护筒，凿除桩头，对封底混凝土面进行清理，利用砂浆垫层找平。通过浮吊及履带吊将承台钢筋吊至围堰内进行钢筋绑扎安装，安设冷却水管及测温装置，预埋塔柱预埋件，同步进行承台模板施工，完毕后浇筑承台混凝土。承台混凝土浇筑采用海天3#水上搅拌站。

3 主要施工工序

3.1 围堰内抽水、护筒割除及中顶层圈梁内支撑的割除

围堰封底混凝土达到设计强度后，利用空气吸泥机抽水，抽水过程中需加强对锁口管桩的检测，若发现有轻微漏水渗水现象要及时处理。具体采取方法为在锁口管桩外侧抛洒细沙，效果较为显著。

在抽水的过程中开始进行圈梁的体系转换，利用在锁口管桩上设置牛腿，使圈梁受力点由钻孔桩钢护筒上转换至锁口管桩上，并同步开始钻孔桩钢护筒的割除。

由于围堰圈梁设计有较为复杂的支撑体系，不利于后续承台施工，因此在围堰封底完成以后，需对围堰圈梁部分内支撑进行拆除，并对部分杆件进行加强，割除施工同抽水施工可同步进行，割除的杆件利用浮吊起吊至运输车上，转运至料场。

3.2 基底处理及钻孔桩竣工验收

利用小型钩机和污水泵进行基地清理，并利用高压水枪进行冲射，将封底表面的泥沙冲至围堰四周的集水坑内，利用排污泵抽至围堰外。将高出设计高程的钢护筒割除，并将高出承台底高程的部分封底混凝土凿除。利用风镐凿除桩头上的浮浆及多余的混凝土，并及时将碎渣清理出基坑。同时联系桩检单位对钻孔桩进行桩基检测，出具桩检报告。

3.3 模板、钢筋安装

模板内表面应无污物、砂浆及其他杂物，并应在使用前涂脱模剂，外露混凝土面模板应采用同一品牌的优质脱模剂。脱模剂或其他相当的代用品，应具有易于脱模的性能，并使混凝土表面不变色。

模板座于封底砼上，采用外撑的支撑原则。外撑采用Ⅰ20型钢焊接在锁口桩内侧支撑住模板横肋，以保证模板的稳定性。

承台钢筋骨架由4层水平主钢筋网和2层网片钢筋构成，承台钢筋架设前先处理桩头钢筋，桩头钢筋需伸入承台1.5 m，主筋向外侧倾斜150 cm，盘条每10 cm一道。所有主筋均应调直，清理钢筋上的混凝土，必要时打磨。

承台钢筋安装前，先搭设架立钢筋支撑骨架，以此为支撑，在其上绑扎钢筋骨架。

钢筋绑扎顺序如下：先绑扎承台的底层钢筋，安装支撑骨架，逐层安装冷却水管，安装完一层检查一层水密性，再绑扎侧面钢筋和顶层钢筋，补齐水平对拉筋，最后安装塔座及塔柱预埋筋。结合现场实际清基情况，为加快承台施工进度，承台钢筋绑扎先上游后下游，最后中间合龙。

承台底部钢筋保护层厚度达15 cm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用架立钢筋设置。

3.4 冷却水管安装

为减少混凝土内部水化热，降低混凝土内外温差，尽量避开混凝土开裂，采取在混凝土内设置冷却水管通水降温措施。

冷却水管网按照冷却水由热中心区域（承台中间部位）流向边缘区的原则分层分区布置，每层冷却水管的进出水口相互错开；由于承台混凝土规模庞大，根据混凝土浇筑顺序，布置分为7段42个区域，沿承台长度方向分为7段，每一段均分为6个区域，每个区域内布置一套独立的冷却水管。

每层冷却管用直径40 mm，壁厚3.5 mm的普通钢管，按1 m的间距往返排绕，相邻两层互相垂直；承台厚6 m，沿承台竖直布置6层水平冷却水管网，管网间垂直间距为1.0 m和0.5 m两种，最外层水管距离混凝土最近边缘1.0 m左右，管网进水口需垂直引出混凝土顶面0.5 m以上，且进水口装有调节流量的阀门以及增压装置。

冷却管接头采用厚胶管连接，确保接头严密，进出口妥善防护，避免进入水泥砂浆或其他杂物，安装完毕应进行通水检验，保证管路通畅。进水口或出水口处要安装水表，以计量单位时间内降温水流量。降温水管在砼浇筑中应防止堵塞。且在向管内泵水时，每根管道均要用单独的水泵，以防止单根管内不畅而造成管内循环水量过小。

冷却水管网应分区分层编号，每一层管网的进出水管均应编号登记；将进水管与总管、水泵接通，每层每区域冷却水管各自独立供水。

3.5 测温元件的安装

为测量砼内外温差及监控水化热释放情况，在砼内埋设测温原件。测温原件每层设置7个，共3层，总共21个，测温原件应避免直接绑在冷却水管上。

3.6 混凝土施工

3#塔承台混凝土供应采用海天3号水上混凝土搅拌船拌和，利用海天3号自带的2台臂长41 m的天泵将混凝土泵送至围堰范围内，利用串筒使天泵内的混凝土溜送至承台内。提前割除汉阳侧钻孔平台定位桩上的分配梁，测量汉阳侧河床标高，確保海天3号水上搅拌船站位满足浇筑要求（如图3所示），并确保砂石料供应船只能靠船供料。同时针对海天3#不能直接浇筑的区域采用溜槽浇筑的方法进行浇筑（如图4所示）。

3.7 养护措施

根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间，若两者温差大于25 ℃，则不能拆模，继续通水散热，直至外界气温与混凝土内部温差小于25 ℃时才可拆模。

混凝土浇筑前即用一层毛毡外加两层草袋将侧面模板覆盖，降低混凝土的内外温差，可以起到良好的保温效果。混凝土施工完毕后，在最后一层混凝土终凝前即用一层毛毡外加两层草袋覆盖，并坚持在草袋表面洒水保湿。

4 结语

承台砼浇筑采用斜向分层的方式进行，浇筑顺序从上游向下游依次浇筑，从一端向另一端斜向逐层推进的方法进行施工，承台开始浇筑时不宜太快，武昌汉阳两侧应均匀浇筑，防止单侧模板压力过大，致使锁口管桩受到影响。

按照斜向分层方式浇筑时，取混凝土流动坡度为10°，则承台上游侧浇筑高度达到6 m时，混凝土斜向面积最大，此时混凝土流动的斜面距离为6 m÷sin10°=34.6 m，承台宽度21 m，则此时混凝土斜面面积21 m×25 m=525 m2。浇筑时每层按照0.3 m，每层混凝土方量为525×0.3=157.5 m3。混凝土搅拌站供应速度为2×75 m3/h，则每层浇筑完的时间需要2.1 h，混凝土结合能够满足要求，同时可以加大散热面积，保证水化热及时散发。

鹦鹉洲长江大桥3#塔承台施工采用一次性浇筑成型，施工的成功经验可供类似工程借鉴。

参 考 文 献

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[3]郭之章，傅华.水工建筑物的温度控制[M].北京：水利电力出版社，1990.

[4]JTG TF502011，公路桥涵施工技术规范[S].

[5]GB 50496—2009，大体积混凝土施工规范[S].

[责任编辑：陈泽琦]