西部高铁桥梁承台施工技术剖析

雷鸣

（中铁二十一局集团第二工程有限公司，甘肃 兰州 730000）

西部高铁桥梁承台施工技术剖析

雷鸣

（中铁二十一局集团第二工程有限公司，甘肃 兰州 730000）

宝兰客专是连接西北与内地高铁通道的关键工程，针对诸多不利条件和工期紧任务重的难点，在对高铁桥梁施工的重要环节包括承台大体积混凝土施工时，采用对应的技术措施，以保证混凝土浇筑和养护质量，攻克对工程建设安全、质量、工期、环境保护等影响重大的技术难题。从社棠渭河特大桥连续梁大体积混凝土施工的施工前期准备、桩头处理、钢筋制作安装、冷却管及测温元件安装、模板安装、混凝土浇筑、养护与拆模、基坑回填等方面进行控制，达到大体积混凝土施工质量要求的目标，确保后续工程的顺利进行。

桥梁承台；大体积混凝土；高铁施工

1　工程概况

社棠渭河特大桥工程地处西部宝兰客专天水段，跨羲皇大道（240#～244#墩）双线（72+2×120+72）m连续梁，240#～244#承台尺寸分别为：长1740cm× 宽1740cm×高500cm、长2700cm×宽2220cm×高550cm、长2700cm×宽2700cm×高600cm、长2220cm× 宽2220cm×高550cm、长1740cm×宽1740cm×高500cm。工程地处气候环境温差较大且是双线（72+ 2×120+72）m连续梁承台大体积混凝土施工，计划日期共计172d，任务重工期紧。

2　施工总体部署

2.1承台施工流程如图1所示

图1　承台施工流程图

2.2施工准备

1）在施工区域内做好临时性排水设施，使场地不积水，必要时设置截水沟。

2）设置承台施工用的临时设施。完成必需的临时设施，包括生产设施、生活设施、机械进出道路、临时供水供电线路。

3）机械设备运进现场，进行维护检查、试运转，使其处于良好的工作状态。

2.3桩头处理

为了保证桩基伸入承台10cm满足设计要求，保证平整等要求，本桥对桩头凿除采用了环切凿除施工工艺。

基坑防护完毕后，用水准仪定出桩头标高位置（承台底标高以上10cm），并用红油漆沿桩基周围标识出切割线。操作手用切割机沿标识出的切割线上侧切出2～4cm深切痕（不得损伤桩基钢筋及声测管），使用风镐凿除凿痕以上部分桩头。凿除时，要由外向内，把逐根钢筋及声测管剥离。全部剥离完毕后，将桩头从切痕处凿断，用吊车垂直将桩头吊起运走。采用人工凿平桩头及把桩头四周的浮渣进行清理，直至露出新鲜的混凝土，且确保桩头伸入承台10cm。

桩身顶端上层浮浆必须凿除，凿除后顶面应平整，粗骨料呈现均匀，不得损坏桩基钢筋，凿除后桩顶高程偏差应控制在0～-3cm。

2.4钢筋制作与安装、冷却管及测温元件安装

2.4.1钢筋制作与安装

1）钢筋绑扎前，应检查核实承台底面高程及每根桩体埋入承台长度，并对基坑进行清扫，对桩头清洗，桩基钢筋嵌入承台部分按设计要求做成喇叭型。

2）由测量队放线确定承台的轮廓线，并利用钢尺对其进行复核，确保无误。用墨线弹出承台的轮廓线，并根据图纸尺寸将承台底部主筋位置用墨线标识在垫层混凝土上。

3）钢筋绑扎底面应采用与承台同强度混凝土垫块进行支垫，确保混凝土底面保护层厚度。钢筋接头按照设计和规范要求采用焊接或套筒连接，同一截面钢筋接头数量不得超过总数量的50%，绑扎钢筋时应满绑，不得缺扣或漏绑，钢筋骨架绑扎采用十字扣绑扎法，不得采用顺扣，防止钢筋变形。

4）底层、顶层及四周钢筋要进行点焊，加强骨架的稳定，钢筋间距、搭接长度均要符合规范要求，钢筋绑扎完成后经监理工程师检查签证，方可关模。同时应注意准确预埋墩柱钢筋，并保证其相邻接头相互错开1.12m以上。

5）冷却管安装完成后，每3m用Ф8钢筋安装一道加固筋固定在承台钢筋上，要求加固牢靠。

2.4.2综合接地

桩中的接地钢筋在承台中应环接，桥墩中应有二根接地钢筋，一端与承台环接钢筋相接，另一端与墩帽处的接地端子相连。如综合接地示意图2：

图2　综合接地示意图

所有接地钢筋间的联接均应保证焊接质量，焊接采用搭接焊或L型焊接，焊缝宽度不小于4mm。

2.4.3冷却管埋设布置

冷却管安装根据设计图纸并结合现场实际情况，在承台内布置双层冷却管，冷却管使用直径Ф= 50mm、壁厚δ=3mm钢管。冷却管与支撑钢筋绑扎或点焊牢固，冷却管如与墩身钢筋发生干扰可适当调整冷却管位置，如与承台钢筋发生干扰可适当调整钢筋位置。冷却管进出水口伸出承台边缘50cm，承台冷却管在混凝土浇筑完成后开始通水进行冷却，出口水排至距承台一定距离的环保水池内。根据测温孔测得温差及时调整水流速度，通水时间为6d，如果测量温差仍然过大，则适当延长通水时间。承台冷却管在使用后用C30水泥浆充灌密实。如图3所示。

图3　冷却管埋设布置示意图

2.4.4测温元件安装

1）大体积混凝土浇筑体内监测点的布置，应以能真实反映出混凝土浇筑体内最高温升、芯部与表层温差、降温速率及环境温度为原则。

2）监测点的布置范围以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内监测点的布置应考虑其代表性按平面分层布置；在基础平面对称轴线上，监测点不宜少于4处。

3）沿混凝土浇筑体厚度方向，应布置外表、底面和中心温度测点，其余测点布设间距不宜大于600mm。

4）测温孔采用预埋内径10mm的PVC管，在混凝土终凝前分几次转动PVC管，保证混凝土终凝后能拔出。

5）大体积混凝土浇筑体芯部与表层温差、降温速率、环境温度及应变的测量，在混凝土浇筑后，派专人进行监测。应有不少于14d的测温时间，在混凝土升温阶段每2h测1次，降温阶段每4h测1次，后期6～8h测1次，同时测量大气温度。在发现温差大于25°C时，可以置换温度较低的循环水使降温效果更好。

6）温控指标宜符合下列规定：浇筑的砼在入模温度基础上的温升值不宜大于45℃；浇筑的砼块体的里面和表面温差不宜大于25℃；降温速率不宜大于 2.0℃/d；浇筑的砼体表与大气温差不宜大于20℃；浇筑的砼体的表层温度，宜以砼表面以内50mm处的温度为准。在测量温度时，测温计不应受外界气温的影响，并应在测温孔内至少留置3min。测温过程中宜及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线。

7）沉降观测点的埋设。承台沉降观测标按对角线布置2个，距离承台边缘两侧各50mm。观测点钢筋头为半球形，高出埋设表面10mm，埋入承台深度≥100mm，表面做好防锈处理。具体布置如图4所示。

图4　沉降观测点的埋设示意图

3　混凝土浇筑

1）混凝土浇筑采用拌合站集中拌制、混凝土罐车运输，搭设流槽进行浇注施工。

2）严格按混凝土配合比拌制混凝土，混凝土搅拌完毕后，应检测混凝土拌合物的塌落度，浇筑过程中要严格控制混凝土的塌落度和和易性。拌合物应拌合均匀、颜色一致，不得有离析和泌水现象。

3）混凝土的入模温度（振捣后50～100mm深处的温度）不宜高于28℃。混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于45℃。

4）大体积混凝土工程的施工宜采用分层连续浇筑施工（a）或推移式连续浇筑施工（b）。应依据设计尺寸进行均匀分段、分层浇筑。如图5所示。

图5　混凝土浇筑方式示意图

5）浇筑的自由倾落高度应控制不得超过2m，否则应用串筒配合浇注，防止砼产生离析。采取“斜面分层、不间断推进”的浇筑工艺。混凝土浇筑选择温度较低时段进行，错过高温时段。混凝土斜面分层浇注的坡度不应大于1/3，每层浇筑厚度 30cm～35cm，要分层振捣，混凝土振捣采用Ф50mm插入式振动棒，布置一台振捣棒在每个斜面的上部，布置两台振捣棒在下部。注意在上面的一台要布置在卸料处；下面两台振捣棒要置于临近的坡脚处，要使上部和下部混凝土都要振捣密实。在砼浇注的推进过程中，振捣棒应相应跟上。振捣器移动间距不得超过作用半径的1.5倍；和侧模保持的距离应为5～10cm；插入下层砼应为5～10cm；在砼密实后应缓慢提出振捣棒，不得碰撞模板等部件。应连续浇筑混凝土，注意上下两层砼浇筑间隔时间不要超过砼的初凝时间。

6）浇筑混凝土期间，设专人检查支撑、模板、钢筋和预埋件的稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，应及时进行处理。混凝土浇筑完毕后，对混凝土面应及时进行修整、收浆抹平，待定浆后混凝土稍有硬度，再进行二次抹面。对墩柱接头处进行拉毛，露出混凝土中的大颗粒石子，保证墩柱与承台混凝土连接良好。

4　结束语

随着我国高速铁路客运专线建设的飞速发展，对铁路施工工艺、技术、材料也相应要求有更高的水平，对施工建设中混凝土的研究也越来越深入；承台大体积混凝土施工在得到普遍应用的同时，要克服施工中存在的重大技术难题，确保工程建设安全、质量，工期，文明施工要求，就必须在施工组织设计中求合理，合理安排施工顺序，严格管理，突破传统技术，善于创新，确保高速铁路施工的安全质量，并获得一定的经济与社会环保效益。

［1］ TB10601-2009，高速铁路工程测量规范［S］.北京：中国铁道出版社.2009.

［2］ 高速铁路桥涵工程施工技术指南（铁建设［2010］241号）.［S］.北京：中国铁道出版社.2010.

［3］ 铁路混凝土工程施工技术指南，（铁建设［2010］241号）. ［S］.北京：中国铁道出版社.2010.

［4］ 朱冠生.混凝土裂缝控制技术在大跨度钢筋混凝土梁施工中的应用［M］.北京：人民交通出版社，2009.

U445.55