公路桥梁大体积承台施工技术探讨

公路桥梁大体积承台施工技术探讨

作者：王应中

来源：《商品与质量·学术观察》2013年第04期

摘要：本文结合工程实际，对公路桥梁大体积承台施工技术作一些探讨。 关键词：桥梁 大体积 承台 施工 一、工程概况

某公路大桥9#主墩承台尺寸为18.7m×18.7m×6.0m，混凝土数量达2100m3，另墩身钢筋伸入承台2m，如承台一次浇筑成型，则墩身钢筋无法支撑，因此承台混凝土分二次浇筑成型。第一次浇筑4m高，混凝土约1400 m3；第二次浇筑2m高，混凝土约700 m3。9#主墩承台混凝土浇筑属大体积混凝土浇筑。

大体积混凝土施工过程中较难控制的问题是温度裂缝，由于水泥在水化过程中产生大量的热量，内部水化热不能很好的散发，浇筑后内部温度急剧上升引起混凝土膨胀变形，此时混凝土内部应力表现为压应力，温度峰值过后，混凝土由升温期转至降温期，混凝土开始收缩，内部应力表现为拉应力，当拉应力超过了混凝土同期的抗拉强度时就会产生温度裂缝，对混凝土结构产生不同程度的危害。因此，本工程承台施工时，应采取必要的措施，加强质量控制，避免裂缝的出现。

二、承台施工技术要点 1、基坑开挖

基坑挖前进行放线和高程测量。基坑土质采用挖掘机开挖，自卸车配合运输，石质采用浅孔爆破法开挖。开挖尺寸每边比承台设计长、宽尺寸大1m。开挖边坡，土质采用1：0.5；在石质采用无放坡开挖。开挖至距设计高程20～30cm时，用人工清理或风镐凿除，不能扰动基坑底。

基坑挖好后，先浇筑底部片石混凝土垫层，然后才能绑扎承台钢筋。片石混凝土浇筑采用土模法，不立模板。

2、钢筋安装及冷却管布置

钢筋由钢筋制作班组统一制作后转运到现场安装，钢筋安装前，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。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，钢筋绑扎完后经监理工程师检查签证，方可进行浇筑。由于承台分两次浇筑，所以其钢筋也分两次绑扎，第一次绑扎底部三层钢

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

筋和竖向钢筋，第二次绑扎顶部二层钢筋，顶层钢筋应用支撑钢管支撑于第一层混凝土面上，以保持其稳定。 3、模板安装

承台模板采用大块定型钢模，用[20槽钢支撑加固。拉力筋均采用φ16螺纹钢加固于支撑钢管或槽钢上。支架搭设前处理好基础，防止下沉。

在安装前，先对模板表面进行清洁、校正、涂脱膜剂，安装时用建筑双面胶带堵塞板缝，用“U”卡锁紧，保证浇筑混凝土时无漏浆。模板与支架紧密相连，一块模板横竖分别至少与两道支架相连。

对轴线进行检查，符合规范要求后，加固模板与支架连接，报监理工程师签证后浇筑混凝土。

同时在模板上部支架人行天桥，天桥支架应严格与模板支架脱离，并在天桥上挂设人员上下的爬梯。 4、浇筑混凝土

承台混凝土浇筑时，砼由拌合站集中拌合，采用混凝土罐车运输，输送泵泵送入模。浇筑前充分做好准备，清除基坑中的杂物，平整清理场地。

混凝土浇筑要分层进行，每层厚度不超过30cm，捣固混凝土按顺序进行，防止漏捣，捣固棒插入下层约5cm，振固棒与侧模应保持5～10cm的距离。 5、混凝土养护

混凝土浇筑完毕并初凝后，用湿润的草袋覆盖，每层草袋搭接缝不少于100mm，派专人洒水养护，洒水次数应以草袋湿润为宜。 6、拆模

当砼抗压强度达到2.5Mpa后可以拆模，拆模时注意保护结构边、角部免遭损伤。若有缺陷，及时报告监理工程师，并采取可靠的处理措施。 7、回填

对承台的几何尺寸、轴线、标高进行检查，经监理工程师签证后回填。 三、承台大体积砼施工质量控制措施

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

本工程承台混凝土的体积大、施工聚集的水化热大，在混凝土内外散热不均匀，以及受到内外约束的情况时，混凝土内部会产生较大的温度应力，导致裂缝产生，为结构埋下了严重的质量隐患。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。 1、混凝土配合比设计

（1）由于承台承重较大，决不允许出现有害裂纹，为满足《质量检验评定标准》要求，试配强度按照fcut=fcuk+1.645σ公式（式中fcuk表示混凝土立方体抗压强度标准值）计算结果作为参考，保证具有95%的保证率，并经过多次试配确定。坍落度需要满足施工要求，并保证在一小时之内无明显损失。

（2）应选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先选用大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。

（3）粗集料宜采用连续级配，细集料宜采用中砂。

（4）大体积混凝土宜掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。粉煤灰用量一般为水泥用量的30%～40%；混凝土可按60d的设计强度进行配合比设计。

（5）大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。大体积混凝土水泥用量不宜超过350kg/m3。 （6）本工程大体积混凝土采用普通水泥，并采用“双掺技术”（即掺加粉煤灰及外加剂），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。 2、浇筑工艺

（1）采用使拌和水冷却的办法，达到降低混凝土拌和温度的目的。为使拌和水冷却，可购置工业用冰，将冰放入拌和楼附近的化冰池中，将冰融化作为拌和水的冷水。

（2）预冷粗骨料。采用覆盖法和喷淋法相结合的综合措施，在使用砂石骨料的前2～3天，预先在堆料上覆盖一层篷布。在骨料进入料仓前，用冷水喷淋骨料。由于石子在混凝土配合比中所占的比例大，所以降低混凝上拌和温度的最有效办法是降低石子的温度。因此，应重点使石子得到有效冷却。 避免采用刚出厂的高温水泥。

（3）混凝土施工时间的选择。环境气温对混凝土预冷的效果影响很大.因此在暑期的混凝土施工，要避开烈日的中午时间，最好选择在晚8：00以后。这样可保证上述所采取的对原材料的预冷却措施的效果更好而且也可以降低混凝土的浇注温度。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

（4）混凝土采用分层连续灌筑，一次成型，分层厚度宜为30cm左右，分层间隔灌筑时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。 （5）承台上设置多处下料软管，以利下料均匀。

（6）混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣深度插入下层不大于5cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，防止漏振，也不能过振，确保质量良好。 （7）每次灌筑必须按规范留足强度试件。 3、温控及防裂措施

（1）合理选择原材料，优化混凝土配合比。

（2）混凝土结构内部埋设循环水冷却管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，控制混凝土内外温差小于20℃，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。

① 冷却水管埋设。冷却循环水管采用φ60mm薄壁钢管，进水管口设在承台一侧中心线，出水管口设在另一侧两边沿。每层水管水平布置，层距为1米，共设5层，布置时严格按照设计要求布置。

② 冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。

③ 每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层水管内通水。循环冷却水的流量可控制在1.2～1.5m3/h，使进、出水的温差不大于6℃。 ④冷却水管使用完毕，需压注水泥浆封闭。 （3）控制混凝土的入模温度。

① 拌合混凝土用水，采用河底深水井的水，其水温较低。 ② 向拌合用水内加破碎冰块，从而降低混凝土的拌合温度。 ③ 降低混凝土入模温度，入模温度不大于28℃。 4、养护

大体积混凝土的裂缝，特别是表面裂缝，主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后，水泥水化使混凝土温度升高，表面易散热温度较低，内部不易散热温度较高，相对地表面收缩内部

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

膨胀，表面收缩受内部约束产生拉应力。通常这种拉应力较小，不至于超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。但由于混凝土外部受太阳曝晒、雨水、冷空气等的袭击，也会使表面升降温差较大。因此，养护是防止混凝土开裂的关键。 四、结束语

总之，要确保大体积混凝土施工质量，必须要做到：制定周密可行的施工方案，原材料准备充分，合理的人员和机械设备配置是大体积混凝土顺利完成的基本要素；大体积的施工必须从原材料混凝土的配合比开始控制，配合比中掺入一定数量的减少剂，可以明显起到降低水化热和延迟温度峰值出现时间的作用，但并不影响混凝土的强度及和易性；合理温控措施，严格的施工过程控制和周密的养护措施是大体积混凝土成功关键。