连续刚构桥主墩与交界墩承台施工方法与流程

本发明涉及桥主墩与交界墩承台施工，尤其涉及连续刚构桥主墩与交界墩承台施工方法。

背景技术：

1、以乐业至望谟高速公路为背景，乐业至望谟高速公路融资工程总承包第三合同段全线处于乐业县境内，主线起终点里程为k40+070-k53+860，全长13.79公里，桥隧比71.99％。该项目的连续刚构桥主墩、交界墩承台均为大体积混凝土，最大尺寸及方量为18.5×18.5×6.5＝2224.625方，浇筑时间长，施工过程温控措控制不好时，容易造成混凝土因温度应力过大而开裂的情况。

2、乐业地处云贵高原东南麓。在复杂地质构造作用下，地层褶皱起伏，加上流水侵蚀，地表遭受强烈切割，形成山高谷深的典型地貌景观。体地势为东南高，西北低，最高峰海拔在1140m左右。构造剥蚀成因，山高谷深，地形起伏大，自然斜坡坡度较陡，一般20-40°，根据海拔可细分为低山区和中山区，低山区海拔小于1000m，中山区海拔1000-1400m。主要由砂泥岩类碎屑岩组成。地表多为人工林地、天然林或天然灌木。喀斯特地貌主要由灰岩等碳酸盐岩构成，山体地形总体较陡峻，常见近直立的陡崖，地表覆土较薄，故以天然的低矮灌木及杂草为主。由于浇筑的混凝土方量大，喀斯特地貌复杂，施工难的问题，因此需要设计一种连续刚构桥主墩与交界墩承台施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供连续刚构桥主墩与交界墩承台施工方法，解决现有大方量墩承台施容易出现开裂的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、连续刚构桥主墩与交界墩承台施工方法，测量放样，对基坑进行开挖，对桩基检测并破除桩头砼，基底处理，绑扎承台钢筋，冷却管安装，模板施工，浇筑承台砼，砼养生和拆模。

4、进一步地，测量放样的具体过程为：根据承台位置处的地面标高和承台底的标高，设计绘制基坑开挖平面图，根据开挖平面图，现场测量，并用石灰粉撒出开挖线，开挖时及时对坑底标高测量放线，确保基坑不致超挖；基坑垫层施工完后，用墨线标定出承台十字线，供承台模板、钢筋及墩身钢筋安装定位时使用。

5、进一步地，对基坑进行开挖的具体过程为：按照已评审通过的承台基坑专项施工方案进行施工作业，基坑开挖采用明挖法，开挖一级防护一级，做好边坡防护、排水、监控检测措施，并设置安全防护设施。

6、进一步地，对桩基检测并破除桩头砼的具体过程为：

7、桩基检测包括如下：

8、(1)为确保基桩的质量，成桩后应逐一进行无损检验，采用超声波检测法，每根桩均要按设计要求安装声测管，以便采用超声波检测法检查桩身完整性；

9、(2)桩基检测前，现场施工技术人员应检查声测管是否堵塞，并采取有效措施疏通声测管，并提前灌注满清水；

10、(3)桩基检测时向第三方专业技术人员报告桩位、桩径、桩长的参数，并接收监理工程师的监督；

11、(4)待桩基检测出具合格报告并告知监理验收后，方可进行下一道工序的施工；

12、桩基桩头破除施工采用桩头环切整体破除工艺，施工工艺流程分为7步：

13、第一步：清理基坑土方，测量出桩顶标高，桩基需伸入承台固定定的深度，在桩顶位置设置15cm宽的切割线，采用红色油漆标识；

14、第二步：采用切割机环切，深度致钢筋，不得损伤桩基主筋，便于后续的风镐作业不会破坏钢筋保护层；

15、第三步：风镐剥离缺口上侧钢筋外保护层；

16、第四步：钢筋向外侧弯固定弯度，便于施工；

17、第五步：加钻顶断，钻头水平或稍向上，位置在桩顶线以上15cm；

18、第六步：将桩头破除混凝土整体由吊车吊出，起吊前确保桩头和桩身完全分离，然后进行起吊，起吊时尽量慢起以免对钢筋造成损坏，吊装过程人员应远离操作范围，以防止桩头掉落发生事故，桩头吊出后放置在远离基坑的地方；

19、第七步：桩头起吊后，在断裂面会有部分地方凸凹不平需人工凿除处理，按设计标高将多余的部分凿掉，并使桩顶新鲜混凝土面外露。

20、进一步地，基底处理的具体过程为：开挖结束后，整平基础底部岩土表面并清理干净松渣、虚土，基底具有的承载力达到180kpa且不会滑移，特别是回填部分，避免沉降而使承台各项设计指标不满足要求或因此发生安全、质量事故，基底处理检查无误后浇筑15cm厚度c25砼垫层至承台底标高作为施工承台的底模，垫层浇筑时应用水准仪严格控制标高，严禁高出承台底，垫层尺寸比承台尺寸每边宽约20cm，并且保证平整度，以方便承台模板的拼装；

21、垫层侧模采用16槽钢或木模，在侧模上弹墨线或画油漆线标识垫层顶标高，禁止采用土模，侧面采用块石或钢筋废料头加固即可。

22、进一步地，绑扎承台钢筋的具体过程为：

23、(1)钢筋存放：钢筋在钢筋加工场地按照施工图放样配料，钢筋必须按照不同的等级、牌号、规格分批堆放，不得混杂，并且设立识别标志，钢筋在存放过程中，应避免锈蚀和污染，钢筋露天堆放时，应垫高30cm并加覆盖；

24、(2)钢筋制作前质量检查，钢筋进场后，应做拉伸和冷弯试验，拉伸抗拉强度、屈服点和伸长率，钢筋使用前将表面的油渍、漆皮、鳞锈清除干净，保证钢筋平直、无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直；

25、(3)钢筋加工

26、(3.1)承台主筋采用滚轧直螺纹连接工艺，首先对钢筋端头进行加工，再利用套丝机对钢筋端头进行套丝，最后利用螺纹套筒将钢筋连接接长，钢筋的滚轧、套丝及螺纹套筒的一端套接均在加工场完成，螺纹套筒的另一端套接则利用管钳在安装现场完成；

27、施工质量按照相关标准要求进行检查，不合格者以返工处理，施工设定条件标准为：

28、①钢筋笼主筋采用剥肋滚轧直螺纹连接套筒的机械连接方式，钢筋车丝前使用砂轮机将钢筋原材料车丝端切去约20mm，保证切口断面与钢筋轴线垂直，且切口处不得留有毛刺；

29、②车丝过程中，所车螺纹的长度、牙形、螺距应与套筒相对应，加工完成的钢筋丝头应及时加戴保护帽或旋上直螺纹套筒，防止丝牙损坏；

30、③根据要求加工丝头，钢筋短丝头有效螺纹长度不应小于1/2连接套筒长度，允许误差为+2p，p为螺距，钢筋长丝头有效螺纹长度不应小于连接套筒长度，允许误差为+2p：

31、④加工钢筋螺纹时，采用水溶性切削润滑液，当气温低于0℃时，掺入15％～20％亚硝酸钠，不得用机油作润滑液或不加润滑液套丝；

32、⑤逐个检查钢筋丝头的外观质量，检查牙型是否饱满、有无断牙、秃牙缺陷，已检查合格的丝头盖上保护帽加以保护；

33、⑥钢筋的套丝及螺纹套筒的一端套接均在后场完成，对于两端都套丝的钢筋，一端套上螺纹套筒并盖上套筒盖，另一端用塑料保护套对端头进行保护，待钢筋运输到前场安装到位后利用管钳在安装现场完成连接；

34、⑦加工好的钢筋在运输及吊装过程中要加强保护，尤其是钢筋的外露螺纹及套筒的内螺纹；

35、⑧直螺纹丝头现场检验包含螺纹丝头牙型检验和直径检验，螺纹丝头牙型检验需达到牙型饱满，无断牙、秃牙缺陷，且与牙型规的牙型吻合，牙齿表面光洁为合格品，螺纹直径检验用专用卡规及环规检验，达到卡规、环规检验要求为合格品，经自检合格的丝头，由质检员随机抽样进行检验，以500个同种规格丝头为一批，随机抽检10％，进行复检；

36、(4)钢筋连接，具体步骤如下：

37、(4.1)钢筋的连接采用焊接接头或机械连接接头，绑扎接头的钢筋直径不大于28mm，对轴心受压和偏心受压构件中的受压钢筋不大于32mm，轴心受拉和小偏心受拉构件不采用绑扎接头；

38、(4.2)受力钢筋的连接接头应设置在内力区段，并应错开布置，对焊接接头和机械连接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，对绑扎接头，两接头间的距离应不小于1.3倍搭接长度，配置在接头长度区段内的受力钢筋；

39、(4.3)钢筋直螺纹套筒机械连接；

40、①安装时采用管钳扳手施拧紧固，被连接钢筋的端头应在套筒中心位置相互顶紧，接头在安装后其单侧外露螺纹不超过2p，p为螺纹的螺距；

41、②安装完成后，应采用扭力扳手校核其拧紧扭矩；

42、(4.4)钢筋焊接连接，非主筋部分的构造钢筋与另外的钢筋连接，采用焊接的方式，焊接标准如下；

43、①钢筋的焊接接头采用闪光对焊或采用电弧焊；

44、②每批钢筋焊接前，先选定焊接工艺和焊接参数，按现场条件进行试焊，并检验接头外观质量及规定的力学性能，试焊质量经检验合格后方可正式施焊，焊接时，对施焊场地为防风、雨、雪、严寒的设施；

45、③电弧焊采用双面焊缝，仅在双面焊无法施焊时，采用单面焊缝，采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部预先折向一侧，两接合钢筋的轴线应保持一致；

46、④焊缝要求：电弧焊接头的焊缝长度，对双面焊缝应不小于5d，单面焊缝应不小于10d，d为钢筋直径，电弧焊接与钢筋弯曲处的距离不小于10d，且不能位于构件的最大弯矩处，与电极接触处的钢筋表面不得有烧伤，焊缝饱满，焊缝高度8mm；

47、(5)钢筋运输、绑扎与安装，具体过程如下：

48、(5.1)半成品使用平板车运输到施工现场，汽车吊配合吊装，为保证钢筋连接的顺利进行，加工好的钢筋在运输及吊装过程中对钢筋的外露螺纹及套筒的内螺纹保护；

49、(5.2)钢筋安装在垫层混凝土达到设计强度75％后进行，桩头钢筋理顺调直并按设计向外弯曲固定的角度形成喇叭口，然后清除钢筋表面锈迹和水泥浆，绑扎桩头螺旋筋；

50、(5.3)在垫层面上弹出钢筋的外围轮廓线，并用废料短钢筋头埋入垫层纵横向每隔2m进行定位，间距均匀布置，承台钢筋用平板车运到现场，现场进行安装，底层钢筋网片与桩身钢筋焊接或绑扎牢固，搭设钢管架安装、定好上层承台钢筋和预埋于承台内的墩身钢筋，钢筋骨架保护层垫块采用混凝土垫块，厚度及强度按设计要求确定，与承台混凝土同标号，安装时，垫块按梅花型布置，不低于4个/㎡，垫块固定牢固；

51、(5.4)钢筋的交叉点采用直径0.7～2.0mm的铁丝扎牢，采用点焊焊牢，绑扎采取逐点改变绕丝方向的8字形方式交错扎结，对直径25mm及以上的钢筋，采取双对角线的十字形方式扎结，结构或构件拐角处的钢筋交叉点应全部绑扎，中间平直部分的交叉点交错绑扎，绑扎的交叉点占全部交叉点的40％以上，钢筋绑扎时，箍筋与主筋垂直，绑扎钢筋的铁丝丝头不进入混凝土保护层内；

52、(6)墩身钢筋预埋施工，步骤如下：

53、(6.1)测量放样，承台施工时，测量人员在承台模板顶口放样出墩身轴线位置并用红油漆作出标记，同时用水准仪放样出承台顶标高；

54、(6.2)定位箍筋固定，钢筋作业人员根据墩身轴线点，通过拉线的方式确定出定位箍筋的位置，通过钢卷尺校核定位箍尺寸和对角线距离，偏差小于5mm后点焊固定在承台面板钢筋上；

55、(6.3)主筋预埋，步骤如下：

56、①预埋前，核对到场的钢筋规格、种类和尺寸是否和施工墩位的数据相符，如不相符则进行调换和补配；

57、②墩身预埋钢筋作业顺序为先预埋内侧主筋，完成后再预埋外侧主筋，同时沿主筋高度方向间距1m设置一道箍筋，防止主筋四散；

58、(7)劲性骨架预埋，根据图纸，墩柱的劲性骨架需伸入承台2米，需提前根据设计图纸的要求预埋至承台中，定位方式与预埋钢筋大致相同，劲性骨架使用吊车配合人工安装，将劲性骨架插入承台后使用全站仪辅助调整垂直度，揽风绳临时固定，固定后与承台钢筋焊接牢固，劲性骨架不得侵入混凝土保护层。

59、进一步地，模板施工的具体过程为：

60、(1)承台模板设计，具体步骤如下：

61、(1.1)承台采用大块钢模板组拼而成，模板之间设对拉拉杆，模板与基底接触处采用限位l5角钢将模板底部固定，模板之间采用m20高强螺栓连接形成整体，两侧模板垂直相交连接处设置阳角角模板，用拉杆连接固定，模板拉杆公称直径不小于20mm；

62、(1.2)为保证模板的通用性，提高周转使用次数，在同一部位使用的模板结构相同、螺栓连接孔位一致，承台施工时的模板，用δ＝6mm普通钢板作面板，槽钢作横肋，槽钢作竖肋，双拼槽钢作背楞；

63、(2)模板安装加固，步骤如下：

64、(2.1)经检查合格的模板，按照安装程序顺序堆放，模板平行叠放时稳当妥帖，避免碰撞，每层之间应加垫枕木，模板与枕木均应上下对齐，底层模板离地面不小于10cm，模板立放时，采取措施，防止倾倒并保证稳定，使用时，采用汽车吊吊入承台基坑进行现场安装；

65、(2.2)钢模板使用前使用打磨机彻底除锈清理，模板清洗晾干后进行脱模剂涂刷，如果没有将模板表面的混凝土残浆、铁锈的清除干净就涂脱模剂，会造成混凝土表面出现麻面、锈斑；

66、(2.3)模板堆放、运输及安装过程中，设置吊点，缓慢起吊，防止变形，涂刷好脱模剂的模板吊装时轻起轻放，避免模板碰撞变形或刮伤面板；

67、(2.4)模板安装时按顺序单片吊装到承台前方作业场地，模板拼缝口清理干净，贴双面胶和海绵，两片模板合缝就位，模板间用螺栓紧固；

68、(2.5)调整模板的垂直度和平面位置，使横、竖向均在一条直线上；

69、(2.6)模板精确定位后，使用φ48×3mm钢管或10×10cm方木制作模板斜支撑杆件，每2～3m设置一道，将模板支撑于地面的预埋抗剪钢筋上并焊接牢固；

70、(2.7)混凝土浇筑前检查模板连接螺栓的紧固情况和模板支撑的牢固性，保证施工安全，浇筑前复测模板顶标高，在模板顶部用彩色胶带贴出混凝土标高线，浇筑混凝土所用外模底口用2cm厚硬海绵支垫，避免混凝土浆液从底部露出而出现烂根现象，采用砂浆封堵会受钢筋及垫层平整度影响而无法填塞密实，海绵可绑扎在模板上固定位置，模板安装完毕后，测量组进行测量校核。

71、进一步地，浇筑承台砼的具体过程为：

72、(1)混凝土浇筑方式：主墩及交界墩承台均分3层浇筑，根据承台冷却管构造图确定每层浇筑厚度，每层混凝土浇筑有以下两种方式，根据承台尺寸的不同而选择相应的方式进行：

73、(1.1)全面分层：在整个基础内全面分层浇筑混凝土，要做到第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好；

74、(1.2)分段分层：混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后回来浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层；

75、(2)混凝土施工配合比：混凝土的配合比设计由项目工地试验室具体负责，并报监理、中心试验室进行验证确，体积混凝土的原材料及配合比应满足以下要求：

76、原材料要求：为在混凝土施工中降低混凝土因水泥水化热引起的温升，达到降低温度应力和保温养护费用的目的，混凝土施工时所用水泥其3d水化热不大于250kj/kg，7d水化热不大于280kj/kg，当使用了3d水化热大于250kj/kg，7d水化热大于280kj/kg的混凝土，在混凝土配合比设计时根据温控施工的要求采取措施调整，由于混凝土施工时所采用的外加剂对于硬化混凝土的收缩会产生的影响，所以对于混凝土施工时采用的外加剂，将收缩值作为一项指标加以控制；

77、混凝土的配合比根据实际施工时所采用的砂石料、水泥、粉煤灰及外加剂的性能进行配合比试验，确定最佳的混凝土施工配合比，但是应遵循以下总的原则：

78、(2.1)选用低水化热和凝结时间长的水泥品种，粗集料采用连续级配，细集料采用中砂，掺用降低混凝土早期水化热的外加剂和掺合料，外加剂采用缓凝剂和减水剂，掺合料采用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉；

79、(2.2)进行配合比设计时，在保证混凝土强度、和易性及坍落度要求的前提下，采取改善粗集料级配、提高掺合料和粗集料的含量、降低水胶比措施，减少单方混凝土胶凝材料中的水泥用；

80、(2.3)混凝土进行配合比设计及质量评定时，按60d龄期的抗压强度控制；

81、(2.4)粉煤灰掺量不大于胶凝材料用量的50％，矿渣粉掺量不大于胶凝材料用量的40％，粉煤灰和矿渣粉掺量总和不大于胶凝材料用量的50％，水胶比不大于0.45，砂率为38％～45％；

82、混凝土具体配合比要求如下：

83、①混凝土外加剂要具有缓凝作用；

84、②为了降低混凝土的水化热，防止承台混凝土产生裂缝，掺入粉煤灰,掺量由实验室根据试配情况确定；

85、③塌落度要求：180±20mm；

86、④初凝时间：大于6h；

87、⑤粗骨料：非碱活性，粒径5～31.5mm，并应连续级配，含泥量不大于1％；

88、⑥细骨料宜采用中砂，细度模数大于2.3，含泥量不大于3％；

89、(3)混凝土搅拌：

90、混凝土由搅拌站生产，产:满足承台混凝土浇筑速度的要求，试验人员要随时抽检混凝土的坍落度、含气量、流动性，控制混凝土搅拌时间；

91、混凝土出站后运输至施工现场进行卸料入模，运输过程中匀速转动储料罐，注意储料罐的清洁，每次浇筑完成后应及时清洗，每次浇筑前应进行检查，避免污染或损害混凝土性能，混凝土搅拌运输车根据施工现场实际情况具有防晒、防雨和保温措施，运输过程补充外加剂进行调整时，搅拌运输车应快速搅拌，搅拌时间不小于120s；

92、运输和浇筑过程中，不通过向拌合物中加水方式调整性能，运输过程中当坍落度损失或离析固定值时，经采取措施无法恢复混凝土拌合物工作性能时，不得浇筑入模；

93、(4)混凝土浇筑与振捣，混凝土运输到施工现场后，采用溜槽或天泵泵送入仓，分层浇筑成型，具体要求如下：

94、(4.1)采用φ50插入式振捣棒进行振捣，浇筑层厚度不大于振捣棒作用部分长度的1.25倍，故每层的浇筑厚度不大于450mm，振捣棒与侧模保持50～100mm的距离，且插入下层混凝土中的深度为50～100mm；

95、(4.2)混凝土采用二次振捣工艺，即在混凝土浇筑后即将凝固前，在适当的时间和位置给予再次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，增加混凝土的密实度，减少内部微裂缝，改善混凝土强度，提高抗裂性，振捣时间长短根据混凝土的流动性大小确定，每一振点的振捣延续时间为20～30s，以混凝土停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度；

96、(4.3)由于分层间歇浇筑造成施工缝或因天气原因必须停止浇筑时，则需要清理、排除干净积水后按施工缝进行凿毛处理；

97、(4.4)混凝土振捣棒数量根据工作面大小进行布置，但必须保证4台振捣棒，混凝土振捣时遵循快插慢拔的原则，边提边振，以免在混凝土中留有空洞，振动棒不得碰撞模板、钢筋与预埋件；

98、(4.5)混凝土因为泵送混凝土的水灰比大，表面浮浆和泌水现象普遍存在，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量，为此，施工中应安排专人用铲、刮耙工具，清除混凝土表面积水；

99、(4.6)混凝土由于混凝土坍落度大，在混凝土初凝前或混凝土预沉后在表面采用二次抹压处理工艺，并用塑料薄膜覆盖，避免混凝土表面水分过快散失出现干缩裂缝，控制混凝土表面非结构性裂缝的出现和开展，在混凝土终凝前lh～2h进行多次抹压处理；

100、(4.7)待混凝土达到固定强度时，在承台与墩身重叠部分进行凿毛处理。

101、进一步地，砼养生和拆模的具体过程为：

102、砼养生的具体过程如下：

103、(1)专人负责保湿保温养护工作，按规范的有关规定操作并做好测试记录，养护的持续时间不得少于14天，冷却管连续通水时间至少12天，当混凝土的表面温度与环境温差小于20℃时，全部拆除；

104、(2)检查保温覆盖层的完整情况，并保持混凝土表面湿润，在保温养护中，应现场监测混凝土浇筑体的里表温差和降温速率，当实测结果不满足温控指标要求时，调整保温养护措施；

105、(3)柱插筋部位是保温的难点，要盖严，防止造成温差较大或受冻，搭设挡风保温棚或遮阳降温棚；

106、(4)停止测温的部位经合格后，将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热；

107、模板拆除的具体过程如下：

108、(1)承台模板拆除时间根据混凝土强度、温控指标、天气温度综合确定，在保证承台表面及棱角不因拆模而受损坏的同时不因混凝土温差而产生裂缝；

109、(2)模板拆除遵循先装后拆、后装先拆的顺序，拆模过程中不得用大锤和撬棍死砸硬撬，保证模板完整无损，如果模板与混凝土粘结紧，先用木槌敲击使之松动；

110、(3)拆下的模板和配件严禁抛扔，以防脱模后模板掉落擦伤混凝土表面，也避免抛仍后配件不齐而降低周转使用率，模板和配件要应维修整理，刷脱模剂，以备周转；

111、(4)模板拆下后检查模板变形情况，如发现肋边翘曲、弯折、板面变形，及时予以校正，脱焊处予以补焊；

112、(5)积混凝土拆模后，检查混凝土外观质量并报监理验收通过后，回填，否则根据检查整改要求整改完毕后方可进行回填。

113、进一步地，冷却管安装的具体过程为：

114、(1)刚构桥主墩和交界墩承台均需设置冷却管，根据承台高度的不同，根据承台大体积混凝土管冷水化热计算，采用外径φ42×2.5mm的钢管作为冷却管，冷却管接头采用钢丝增强软管连接，接头处绑扎牢固和密实，冷却管与钢筋采用8#铁丝绑扎固定，或采用16mm带肋钢筋制成井字架或u型筋将冷却管焊接固定在承台钢筋上，当冷却管与钢筋位置冲突时，挪动钢筋的位置，

115、(2)水冷却降温确认结束后，用水泥浆液对冷却水管进行压浆封堵，采用p.o 42.5水泥，水灰比不大于0.6，并裁除伸出承台的冷却管。

116、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

117、本发明具有施工效率快，通过钢筋施工工艺能够避免桥柱墩与承台出现开裂的情况，通过优化混凝土配合比，降低水化热；在合适的位置布设冷却水管，在浇筑完下一层混凝土后在初凝以前可以稍微等待水化热消散，混凝土中加入缓凝剂，并及时振捣以将新旧混凝土振捣为一体。合理安排、沟通联系电力水力部门，选择合适的时候浇筑。并做好意外停电停水的应对措施，如准备发电机、储水池蓄满水。