大石水道主橋水中承臺施工技術(shù)

崔路允

(中鐵二十二局集團第五工程有限公司，重慶 400042)

1 工程概況

大石水道特大橋工程長1 053.54 m(含南岸引橋)，起訖里程為K4+398～K5+451.54，北岸橋頭與南浦互通主線橋53號墩連接。

大石水道特大橋位于廣州市南浦島東南跨越大石水道，由主橋和南引橋構(gòu)成。主橋采用單孔雙向通航方案，中心樁號K4+523，全長250 m，分左右幅橋，起訖點樁號為K4+398和 K4+648，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計為跨徑65 m+120 m+65 m的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂澆筑單箱單室連續(xù)梁，下部結(jié)構(gòu)主墩設(shè)計為薄壁實體墩，其中1號，2號主墩位于水中，基礎(chǔ)設(shè)計為低樁承臺群樁基礎(chǔ)。

本橋水中墩群樁基礎(chǔ)設(shè)計要點:1號，2號主墩上下行橋均采用各自獨立的鉆孔灌注樁低樁承臺基礎(chǔ)，承臺頂面標高－1.0 m，底面標高－5.0 m，長15 m，寬7.5 m，高4 m，每個承臺均由6根樁基支承。

橋下一般常水位0.284 m，最高通航水位3.274 m，設(shè)計水位3.824 m。承臺底面在設(shè)計水位以下8.824 m，屬橋梁深水基礎(chǔ)施工。大石水道屬珠三角潮感河流，為非正規(guī)半日潮，水位具有一日兩漲兩落的特點。

2 施工方案

按照本橋樁基施工進展情況，首批施工的是0號，3號墩樁基礎(chǔ)，然后施工的是1號，2號水中墩的樁基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，承臺基層施工采用水下灌注法，承臺混凝土采用水冷卻管降溫法。

3 水下承臺施工

3.1 施工工藝

樁基檢測→承臺基坑開挖與圍堰第一次支護→地基處理→水下混凝土封底→止水及圍堰第二次支護→鑿樁頭及封底混凝土找平→樁頭鋼筋糾正→承臺鋼筋制作與安裝→預(yù)埋在承臺內(nèi)的墩身主筋安裝及臨時固定→承臺模板制作安裝→澆筑承臺混凝土→拆模及養(yǎng)護。

3.2 施工方法

1)基坑開挖與圍堰第一次支護。主墩樁基檢測合格后開始開挖圍堰內(nèi)土方，首先采用挖掘機開挖河床(橋墩處的地面高程為－1.0 m)以上部分的土方，該土方主要是圍堰時填筑的土方，挖掘機從右往左開挖，開挖時要注意不要破壞圍堰的對拉鋼筋，同時做好抽排水的工作，挖掘機挖出的土方由自卸汽車配合轉(zhuǎn)運到合適的堆放地點。第一次開挖完成后開始施工第一、二層圍堰支護。

圍堰內(nèi)高程－6.5 m～－1.0 m的泥土主要是填筑土、淤泥、中砂及粉砂等，而圍堰內(nèi)支撐縱橫交錯，機械開挖極不方便，采用射水吸泥法將圍堰內(nèi)的泥土清除。一個圍堰內(nèi)安裝4臺～6臺吸泥機，每個吸泥機配備2支～3支射水槍，通過射水來攪動、沖散淤泥，提高吸泥效率。射水槍、吸泥機、出泥管及開關(guān)統(tǒng)一編號，由專人負責(zé)管理，并觀察出泥情況，以決定吸泥機的升降和移位，同時注意觀察圍堰內(nèi)支撐變化情況，確保安全。

2)地基處理。為防止吸泥后引起淤泥土層不穩(wěn)定，發(fā)生翻漿現(xiàn)象，基底清理時，要注意測量樁基周邊、鋼板樁邊側(cè)是否清理到位，防止封底后翻漿或漏水而影響封底質(zhì)量。

基底清理完成后，先滿鋪80 cm×80 cm×10 cm的鋼筋混凝土預(yù)制板，防止混凝土直接沖擊淤泥層，造成混凝土中出現(xiàn)薄弱的泥漿夾層，降低封底混凝土的強度。

3)水下混凝土封底。因混凝土封底層置于淤泥層上，其沉降量較大，一方面應(yīng)延長混凝土的緩凝時間、縮短澆筑時間，使混凝土在塑性中充分發(fā)生沉降。由于封底前先鋪設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制板，減少了不均勻沉降從而避免封底混凝土開裂。

圍堰封底混凝土擬采用C25水下混凝土。為了確保封底成功，承臺封底混凝土找平后的厚度按1.5 m控制，封底混凝土頂面高于設(shè)計10 cm～15 cm，實際混凝土用量約544 m3。

4)止水及圍堰第二次支護。封底完成后進行鋼板樁圍堰止水，封底混凝土強度達設(shè)計強度90%后，開始抽排圍堰內(nèi)河水，抽排圍堰內(nèi)水時要分層抽水，在抽水到一定深度后停止抽水，逐次施工余下的圍堰支護，施工完成一層支護再繼續(xù)抽水，直至全部支護完成，防止鋼板樁受水壓及鋼板樁外側(cè)土壓力而變形。

5)鑿樁頭及封底混凝土找平。由測量工程師提供測量數(shù)據(jù)，施工前在樁頭上用紅漆標示出設(shè)計樁頂標高的位置(本橋樁基頂部均嵌入承臺內(nèi)15 cm)，鑿樁頭采用空壓機帶風(fēng)鎬配合人工的方法進行，首先沿樁身豎向?qū)额^部位的主筋與混凝土剝離，然后用風(fēng)鎬在樁頂設(shè)計標高以上約15 cm處橫向朝樁中心方向沖進，將樁頂以上部分混凝土剝除，距設(shè)計樁頂預(yù)留高約10 cm部分以人工鑿除到新鮮、密實界面，并用水沖洗干凈，鑿樁頭時務(wù)必不能破壞設(shè)計樁頂標高以下部分的混凝土保護層。將鑿樁頭的混凝土塊清理出基坑外妥善處理。

以承臺底標高作為圍堰內(nèi)封底層頂面控制標高進行找平，在封底混凝土上設(shè)0.2 m×0.1 m排水槽，在四角設(shè)D=40 cm，h=45 cm集水坑，并用水泵及時排除明水，為圍堰內(nèi)干作業(yè)提供了便利條件。找平后的封底層作為承臺底模使用。

6)鋼筋制作與安裝。a.封底層找平后用水沖洗干凈，將樁基頂部鋼筋按施工圖校正，然后彈出其中心線和邊線，作為鋼筋施工和立模的依據(jù)。b.承臺鋼筋在加工場集中加工，再運至現(xiàn)場綁扎安裝。鋼筋加工應(yīng)嚴格按設(shè)計及施工規(guī)范要求進行，加工好的鋼筋按不同的規(guī)格種類堆放整齊，并注意防雨防銹。c.施工中必須嚴格按照施工圖及施工規(guī)范要求綁扎鋼筋，鋼筋安裝好后應(yīng)對其規(guī)格、數(shù)量、排距、尺寸、標高、保護層厚度進行檢查，確保滿足設(shè)計要求。d.鋼筋需焊接時一般采用雙面焊，焊縫的長度不小于5d(d為鋼筋直徑)。N6，N7鋼筋布滿承臺底面，間距10 cm。e.施工時須注意墩身鋼筋的預(yù)埋，墩身1號，1′號主筋插入承臺內(nèi)1.2 m，若承臺與墩身鋼筋安裝發(fā)生干擾時，可適當(dāng)予以調(diào)整，且注意墩身主筋在承臺頂面及墩頂以下2 m內(nèi)不能預(yù)留焊接口。f.鋼筋綁扎完成后，由質(zhì)檢工程師進行檢查并作好記錄，質(zhì)檢合格后再通知監(jiān)理工程師驗收。

7)冷卻管施工。a.冷卻管采用規(guī)格為φ38×3.5 mm的鋼管，冷卻管制作及安裝嚴格按圖紙施工。b.冷卻管如與墩身鋼筋發(fā)生干擾可適當(dāng)調(diào)整冷卻管位置，與承臺鋼筋發(fā)生干擾可適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置。c.冷卻管的埋設(shè)和澆筑混凝土的工程中，應(yīng)防止堵塞和漏水，使用完畢后用C30砂漿封孔，露出部分應(yīng)割除。d.承臺冷卻管在混凝土澆筑完成后開始通水進行冷卻，由水泵抽水，保證冷卻管進水口有足夠的壓力，進、出水口的水溫差在5℃ ～10℃之間，通水時間為15 d。

8)模板施工。a.模板安裝前先用高壓水將鋼筋內(nèi)的泥土等雜物沖洗干凈。b.模板采用組合鋼模板拼裝，工字鋼和槽鋼作為背楞，下口設(shè)水平支撐，中間每隔1.0 m設(shè)一道φ24 mm對拉桿，上口用鋼筋對拉，并在模板外側(cè)設(shè)置臨時支撐。c.模板立模按墊層上的控制線進行，模板安裝好后，現(xiàn)場技術(shù)員對模板穩(wěn)定性、支撐、螺栓間距、模板幾何尺寸、拼縫、連接牢固程度進行自檢，并做好記錄。d.模板拼裝時要注意保證拼縫的密封性和鋼筋骨架的保護層厚度，防止漏漿和露筋。承臺側(cè)面及底部鋼筋保護層的厚度利用等厚的砂漿墊塊或塑料墊塊來保證。e.每完成一個承臺，單塊組合鋼模板運至下一個工作面后，應(yīng)在現(xiàn)場對模板進行除銹、涂刷脫模劑，并對存在輕微變形的模板進行修復(fù)，模板合格后方可按結(jié)構(gòu)尺寸進行拼裝。模板安裝、支撐圖見圖1。

圖1 1/2承臺模板安裝、支撐側(cè)面圖

9)混凝土澆筑。a.鋼筋和模板經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格以后即可進行混凝土澆筑工作，1號橋墩的混凝土由大石水道北岸拌和站拌和，2號橋墩的混凝土由大石水道南岸拌和站拌和，由混凝土灌車運至現(xiàn)場，用混凝土泵車泵送。承臺混凝土分兩次澆筑，第一層混凝土澆筑完成進行養(yǎng)護，同時安裝承臺上層鋼筋及墩身預(yù)埋鋼筋，完成后澆筑第二層混凝土。b.混凝土澆筑前做好各項準備工作，模內(nèi)雜質(zhì)、污物清理干凈。c.混凝土澆筑時，混凝土的分層厚度不應(yīng)超過30 cm。振動采用插入式振動器進行振搗，振動棒要垂直插入先澆混凝土一定厚度(一般為5 cm～10 cm)，以保證新老混凝土的良好結(jié)合，每一處振搗完畢后，應(yīng)徐徐提出振動棒。振搗時，振動棒和模板間的距離保持在5 cm～10 cm。d.混凝土振搗密實標志是混凝土停止下沉、不冒氣泡、泛漿、表面平坦。e.當(dāng)一個承臺澆筑完成，待混凝土達到一定強度后(不得低于2.5 MPa)，即可拆除模板轉(zhuǎn)入下一個工作面的施工。f.模板拆除后，混凝土頂面用麻袋或塑料布覆蓋，以達到保濕、養(yǎng)生的效果，混凝土養(yǎng)生時間不得少于7 d。g.施工時注意臨時支撐體系及懸澆箱梁0號塊的支架支點預(yù)埋工作，預(yù)埋位置要與上部構(gòu)造施工配套。

4 結(jié)語

大石水道特大橋通過進行水下承臺的施工，為水中墩的施工奠定了基礎(chǔ)，是大石水道特大橋工程成敗的關(guān)鍵。水下承臺的成功經(jīng)驗為在以后施工中類似橋梁承臺基礎(chǔ)施工提供一定的借鑒作用。

[1] 曾建湖.青田塔山大橋承臺及V形墩施工技術(shù)[J].山西建筑，2010，36(13):311－312.