桥梁大体积承台施工技术研究
摘要:重点阐述临近河床边降水后进行深基坑大开挖承台施工,同时采取了针对大体积混凝土的施工方案从而实现安全、质量、进度以及经济效益的目标。
关键词:桥梁;承台;施工技术;测温
一、工程概况
某桥梁全长811米,面积32440平方米。桥梁分为左右两幅,桥面宽42米。桥梁平面位于道路定线直线段,分跨线均与道路定测线斜交105°。桥梁结构上部采用先简支后连续预制箱梁,共7联31跨,跨径从18米到35米不等。桥墩采用V型墩,桥墩基础均采用群桩接承台形式,承台高3.15米,平面外形为平行四边形,尺寸为8.5×17.7米。单个承台设计钢筋约40吨,混凝土约500立方米,强度等级为C30。承台底面位于地面以下最深约6米,且主桥4~12号桥墩就位于主河道内或临近河边。
二、施工总体方案
1、主桥4~12号桥墩由于位于主河槽内或临近河边,地下水位较高,承台采用管井降水和截渗墙进行辅助施工。降水后采用放坡开挖局部加固及防护的方式进行施工。
2、承台高3.15米,施工时,底部浇筑砼垫层,侧模采用钢制大模板或钢木组合大模板,采用对拉螺栓进行加固。因承台平面尺寸较大,传统的对拉螺栓设置过长,受力不好且造成严重的材料浪费。通过发散思维,对对拉螺栓的设置进行了创新,取得了良好的经济效益。
3、承台均属于大体积混凝土结构,在施工时采用合理的混凝土配合比以及布设测温元件等措施,用来降低和控制混凝土产生水化热,避免因水化热过大造成混凝土内外温差过大引起混凝土开裂破坏。
三、施工方法及步骤
㈠、基坑开挖
基坑采用机械开挖,由于基坑为砂卵石地质,其直立性较差,在基坑开挖时需放坡。现场开挖宽度不受限制,可采用1:1甚至更缓的坡度。桥墩承台长、宽分别为17.7米、8.5米,左右幅承台净距4.3米,因左右幅承台间距较近,一个桥墩处的左右幅承台同时进行开挖,以避免土方工程的重复施工。多数承台位于地下水位以下,基坑开挖和承台施工时需进行专项降水。
㈡、桩头凿除及声测
根据实际情况凿除桩顶超封部分的混凝土,露出新鲜混凝土面。混凝土凿除时防止损伤钢筋和声测管,凿除完成后,进行桩位测量和桩顶标高测量,清除钢筋上粘附的混凝土。为不影响承台施工,钻孔桩应尽可能在承台开挖前完成声测工作。
㈢、基底处理
桩头凿完后要对承台基坑基底进行处理,首先要进行基底整平,将凿桩后的混凝土废渣铺在最底层,然后采用5cm碎石找平,最后再进行混凝土垫层施工。垫层采用10cm厚C15混凝土。
㈣、钢筋施工
钢筋加工前应进行配料计算,下料要有配料单,承台主筋25、28采用直螺纹连接,直径小于22的钢筋采用闪光对焊或搭接焊连接。桥墩插筋为32和25,也采用直螺纹连接,伸出承台的插筋端头需留设直螺纹丝头,以用于后续桥墩主筋接长。
大体积砼结构由于厚度较大,为保证上层钢筋的标高和位置准确无误,应设立支架支撑上层钢筋,用钢筋或钢管作支架控制钢筋的标高,承担上部操作平台的全部施工荷载。用Φ48钢管做支撑时,间距2.0米放一竖直管,再用水平钢管、扣件连接,承台上层主筋放于水平钢管上。下层主筋采用粗钢筋头设置马蹬支设到位,每隔2.0米设置一个。
㈤、模板施工
承台模板采用大块模板,模板要有足够的强度和刚度,拼缝严密、不漏浆。模板设对拉筋固定,对拉钢筋一部分可利用承台主筋焊接螺杆,一部分重新设置,拉杆端部采用直螺纹连接套筒固定。本工程承台采用大块钢模板和大块钢木组合模板两种方案进行施工。
方案一:钢模板按钢模拼装图进行拼装,以4m×3.15m(长×高)为一整块进行吊装。安装模板时,在模板外侧设置大纵楞(2[20@100cm)进行加固(详见下图),以增加模板的整体刚度,防止模板移位或凸出;槽钢外采用两层拉杆进行固定,下层28拉杆按不拔出设计,与承台下层主筋端部焊接,上层25拉杆设置在模板外,采用对拉方式。模板内部采用临时斜木支撑进行加固,随着混凝土的浇筑,逐步拆除木支撑。模板外也需进行构造支撑,在可能受力较大的地方采用斜撑进行支护。
方案二:钢木组合模板,现场先将单块模板拼成2m×3.15m(长×高)的组合木模板,整块进行吊装。安装模板时,内木楞采用5×10方木@15cm,外钢楞采用2φ48×3.5架子管@30cm。为了增加模板的整体刚度,防止模板移位或凸出,在模板外侧设置大纵楞(2[16@80cm)进行加固(详见下图);槽钢外采用两层拉杆进行固定,下层25拉杆按不拔出设计,与承台下层主筋端部焊接,上层25拉杆设置在模板外,采用对拉方式。模板内部采用临时斜木支撑进行加固,随着混凝土的浇筑,逐步拆除木支撑。模板外也需进行构造支撑,在可能受力较大的地方采用斜撑进行支护。
㈥、混凝土施工、养护
1、混凝土施工
大体积混凝土施工采用分层连续浇注,可以散掉一部分的水化热,不得留施工缝,并符合以下要求:
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