主墩水下封底混凝土浇筑实施细则

鹤洲水道桥主墩水下混凝土封底施工细则

一、承台概况

1.1主墩承台概述

鹤洲水道桥主墩136#、137#墩设置左右分离式正六边形承台，顶标高为-4.9m，底标高为-9.4m，为深埋式承台。承台边长7.867m，高4.5m，采用C40混凝土进行浇筑，单个承台浇筑方量为723.6m³。采用锁扣钢管桩围堰进行施工，围堰顶标高为+4m，低标高为-26m，左右幅承台共用一个围堰。

锁扣钢管桩围堰的锁扣形式为T-C型，其形式结构见图 1.1-1所示，拥有构造简单，容易止水的特点。

图 1.1-1围堰锁扣结构形式示意图

1.2锁扣钢管桩设计

136-137#墩锁扣钢管桩围堰采用矩形结构，因左右幅承台之间间距为1.6m，距离较近，因此左右幅承台在同一个围堰内进行施工。

锁扣钢管桩围堰平面中心尺寸为31.57×17.42m，采用材质为Q345B的Φ630×10mm钢管为主管，锁扣采用T-C型，由Φ180×10mm无缝钢管+Ⅰ16工字钢组成。锁扣钢管桩长30m，设计顶标高+4.0m，底标高-26.0m，采用履带吊及振动锤进行施打，锁扣内采用锯末及砂进行封堵。围檩系统共3层，第一层围檩为3I56a，内撑系统由Φ630×10mm主内撑、Φ426×6mm 辅助内撑及平联组成，第二层及第三层围檩为4I56a，内撑系统由Φ820×10mm主内撑、Φ630×10mm辅助内撑及平联组成。第一层围檩标高为+3.5m，第二层围檩标高为-2.5m，第

三层围檩标高为-6.0m。围堰的三层主内撑之间采用6根Φ426×6mm竖向钢管连接，形成整体。

136#-137#墩锁扣钢管桩围堰结构见图1.2-2所示。

图 1.2-2锁扣钢管桩围堰平面示意图(第一层围檩)

图 1.2-3锁扣钢管桩围堰平面示意图(第二、三层围檩)

图 1.2-4136#-137#墩锁扣钢管桩围堰结构图1.3封底施工

1.3.1工艺流程

封底混凝土施工的工艺流程如图1.3-5所示。

图1.3-5封底混凝土施工工艺流程图

1.3.2封底施工

（1）封底平台搭设

为保证封底作业操作方便，在锁扣钢管桩上搭设封底平台作为施工操作平台。封底平台以锁扣钢管桩作为基础支撑，顺桥向铺设4道双拼HM588承重梁，纵桥向平铺3道工56型钢。H型钢及工56、围堰第一层支撑两侧均焊接防护栏杆，立杆间距2m，横杆高度1.2m，共设置两道。（导管布点附近）。

图 1.3-6封底平台

（2）钢护筒及锁扣钢管桩清理

封底混凝土与钢护筒及锁扣钢管桩握裹力在围堰抗浮中起主要作用。保证混凝土与钢护筒及围堰内壁的握裹力，为围堰封底施工重要控制点。

钢围堰在封底之前，需由潜水员使用高压水枪及钢刷对设计封底高度内的护筒外壁、锁扣钢管桩内壁及进行清理，确保封底混凝土与钢护筒能够紧密结合。

（3）河床找平及碎石抛填

根据设计要求，河床底标高需吸泥至-12.9m,吸泥完成后，基坑内均匀铺设50cm厚碎石，以避免淤泥与混凝土直接接触，提高封底质量，碎石铺设可根据封底平台及围堰第一层支撑所形成的网格划分为如图1.3-7所示的32个区域，根据每个区域的面积铺设不同方量的碎石，铺设完成后由潜水员下水整平。

图 1.3-7碎石铺设区域划分

（4）封底设备

围堰封底系大体积、大方量水下混凝土浇筑，在混凝土开始浇注前，对各种机具、设备进行落实详细检查及维护。

（5）封底物资

①本次封底混凝土浇筑方量为1488m³。

②碎石约300m³。

③为防止封底混凝土冲击碎石垫层而产生夹泥现象，在每个首封点布置1块3*1.5m，厚度为8mm的钢板；水下混凝土流动性较大，在每个首封点处布置直径2.5m、高度为80cm 钢护筒，封底导管放置于钢护筒内，导管悬空约40~60cm。

1.3.3封底导管布置

围堰导管布置按以下原则进行布置：

（1）全部导管作用范围覆盖整个混凝土浇注区。

（2）确保该部分封底混凝土厚度，以防渗水。

（3）首个控制点封底完成后，相邻封底控制点混凝土高度需大于70cm（防止封底时冲起淤泥），若不满足要求，则需进一步缩小封底有效半径。

（4）共使用两个大料斗及两幅导管进行整个封底混凝土的浇筑。

本围堰封底混凝土浇筑3m高，流动半径按4m考虑，同时考虑钢护筒阻挡，共需设置21个封底控制点，能够满足封底混凝土浇筑要求，封底导管布置如下图所示。

图1.3-8封底导管布置图

1.3.4浇筑流程

钢围堰采用水下整体斜面推进法封底工艺，从远离主栈桥一侧整体推进另一侧，围堰采用两副导管同时首封浇筑，浇筑顺序分别为封底点1-10、a-j最后于靠近主栈桥一侧中心位置结束，如图1.3-9所示，预留找平层30~50cm。

图1.3-9封底浇筑顺序图

1.3.5封底混凝土浇筑

封底混凝土一次浇筑方量为1488m3，采用2台泵车布料，2台履带吊吊装封底料斗及导管工。由2座120m3/h的搅拌站生产混凝土，采用6台混凝土罐车12m3罐车运送到施工现场。混凝土运输应保持连续性，确保混凝土均匀，做到不分层、不离析。

（1）混凝土质量要求

混凝土性能指标：

①混凝土强度不能小于设计强度；

②混凝土初始坍落度20+2cm；

③5小时后，混凝土坍落度>15cm；

④混凝土初凝时间>32小时；

⑤混凝土满足泵送要求；

⑥混凝土满足水下混凝土施工要求；

⑦混凝土七天强度达到设计强度的百分九十以上。

（2）首批混凝土方量

首批混凝土方量计算简图见图1.3-10。

首批混凝土方量按以下公式计算：

V=h ππd ²/4+H c πD ²/4

D ：导管作用直径，取2.5m 计算；

d ：导管内径325-20=305mm ；

H c ：首批混凝土灌注高度，按0.8m 考虑（0.6m 导管埋深），底口距河床表面20cm ；h 1：围堰混凝土高度达到H c 时导管内混凝土柱与管外水压平衡的高度（m ）：

1//2.4

w w c w h H H γγ⨯＝＝γw :围堰内水的容重，为10kN/m 3

γc ：混凝土拌和物容重，按24kN/m 3取值

H w ：围堰内水面至首批混凝土顶面的高度

H w ＝H o －H c

H o ：围堰内水面至围堰根部混凝土顶面高度约15.34m ，高潮位取+2.94m 。

计算：H w ＝15.34-0.8=14.54m

h 1=14.54/2.4=6.1m

V=h ππd ²/4+H c πD ²/4=6.1×3.14×0.305²/4+0.8*3.14*2.5²/4=4.4m ³。