大体积墩台施工方案

大体积墩台身混凝土施工技术方案摘要：本文结合天津港地区数个高桩墩台码头结构型式,就墩台混凝土的体积大，水化热造成温差大,从而容易产生温度应力，形成裂缝问题，在施工中采取措施如何避免裂缝，提高墩台混凝土的质量进行总结。

在进行配合比实验时，根据图纸的强度要求，选择水化热低的水泥，改善集料级配，降低水灰比，选择优质外加剂并尽量减少水泥用量。

墩台厚度较大时，可分为几层较薄的浇筑层，以增加散热面，延长浇筑时间和散热时间，使混凝土升温值得以减小。

每层厚度可取1.5m左右，每层浇筑间隔时间6～7d。

在混凝土浇筑体内，埋设冷却管通水冷却。

冷却管宜采用导热性能较好并具有一定强度的输水钢管。

输送冷却水时，应注意冷却水与混凝土的温差不宜过大。

关键词：大体积；墩台；混凝土；裂缝。

一工程概况1.1 分部分项工程水坪大桥为9×30米的装配式预应力砼连续T梁，桥址区属构造剥蚀低山丘陵地貌区，海拔高程一般为384～440米，地势相对平缓，桥体跨越的区域地形整体呈“U”型起伏。

拟建大桥谷城岸桥台位于山体斜坡上，竹溪岸桥台位于公路边两级护坡台阶上方菜地里。

微地貌主要为村镇、民房、农田、河流、道路。

桥址区行政所在地隶属湖北省竹溪县水坪镇北郊水坪街村三组，拟建桥址为跨河流、公路而设，两岸桥台附近均有村庄，且有地方道路经过，该道路连接S305，交通条件便利。

本次桥址区勘察过程中没有发现对路线有直接影响的崩塌、滑坡、泥石流及断裂构造等不良现象，区内总体工程地质条件较好。

根据钻孔水文地质观测和地表水文点观察，结合地形地貌，岩性和构造条件判断，桥址区山体坡脚下竹溪河有常年性地表水发育，桥址所在山体斜坡地带地表水不甚发育，场区内地下水不甚发育，钻孔揭露地下水为钻孔施钻灌入水位。

下部构造:下构型式采用双圆柱桥墩配桩基础和实心薄壁墩配桩基础；桥台采用简易台配扩大基础和柱式台配桩基础。

水坪大桥1-5号桥墩属于实心薄壁墩配桩基础，其中墩柱的结构尺寸是5×2.2×40，是体积为440m³的高墩柱，且2、3号墩在水下施工，其对墩柱的要求进一步提高，故需要对大体积墩台身进行细致的研究和规划。

1.2 施工要求（1）施工时要特别注意高墩的稳定性，尽量减少墩顶不对称荷载。

采用架桥机施工时，首先应对桥墩的稳定性进行必要的验算，架桥机的前移应“慢加速、均移动，尽可能减少架桥机对桥墩的水平冲击力。

还应尽量避免在大风和高温环境下施工，当墩高超过30m时，应采取必要的临时加固措施，确保高墩的稳定。

（2）桥梁施工应严格控制墩顶的偏心。

除针对不同的施工方法和施工荷载进行必要的结构验算外，施工时，还应随时进行墩顶位移的观测，以确保墩柱的安全。

3 开挖方量较大的墩（台）位处，开挖时应注意基坑支护，避免对山体边坡产生过大的扰动而引起地质灾害，另应注意保护环境。

1.3 技术保证条件（1）组织施工调查，主要内容包括：全面了解工程特点，调查水文、气象、地形、地质、当地资源、建材、交通、水源、电源、通讯、地面拆迁、临时工程条件与当地的村规民俗等。

（2）接到设计图纸后，组织有关人员认真阅读和熟悉设计文件内容，形成会审纪要，结合施工调查，掌握设计要求，对设计文件中存在的疑问及时主动地与设计单位联系，求得明确书面答复。

（3）接桩后，精测队立即进行精密复核，复核无误后加密导线点，形成控制测量文件，并上报驻地办备案；工地测量组完成施工放样定位工作，并进行测量资料交底。

（4）根据设计文件备齐各种标准图、施工规范、质量评定表、检查证、试验记录及报告，施工记录表等资料；试验室抓紧时间进行原材料、原料取样试验及施工配合比设计。

（5）根据施工图纸的复核和图纸会审情况，项目经理部组织技术人员进行编制质量安全计划、主要工序作业指导书和过程检验与试验计划，组织技术交底工作。

同时根据各种施工工艺组织施工队伍进行岗前培训。

（6）根据标段的施工任务，结合施工图纸，设专人积极配合业主及地方政府完成征用土地、青苗补偿及拆迁工作，为工程开工创造条件。

（7）及早建立工地试验室，配备符合准确度要求的仪器设备，委派有资格、实践经验丰富的专业技术人员担任试验工作，负责材料检验和工程质量的控制检测、试验。

工地中心试验室达到监理工程师满意，按监理工程师的要求进行工作。

试验检测人员的数量和素质、试验检测仪器设备和试验环境经当地的国家技术监督局进行计量认证，且由湖北省交通工程质量监督站进行技术资质审查合格并确定试验范围后，投入工程试验检测工作。

对水泥、钢筋、钢绞线、材料的化学分析、各种混合料的配合比设计等重要原材料的试验、较复杂的试验委托监理工程师同意的有相应资质等级的试验室进行。

二编制依据充分考虑陡坡、滑坡、崩塌、危岩以及水下冲刷和冬天冰块撞击等不良地质条件对桥梁的影响，桥梁下部结构及基础除按常规桥梁工程设计外，应进行抗震、抗滑、抗倾覆结构验算，并适当加大结构尺寸，桥梁下部应尽量避免采用独柱墩，保证结构安全稳定。

采用的主要技术标准及规范：(1)、《公路工程技术标准》JTGB01-2003(2)、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004(3)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004(4)、《公路桥涵地基及基础设计规范》JTG D63-2007(5)、《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000(6)、《公路桥涵养护规范》JTGH11-2004(7)、《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国安全生产法》等国家现行的法律法规。

(8)、湖北省谷城至竹溪高速公路一期土建工程招、投标文件和《两阶段施工设计图》、《湖北省谷竹高速公路标准化管理强制性规定》、技术交底说明及工程量清单；(9)、国家、地方有关方针政策和国家、交通运输部有关规范、规程及验收标准；(10)、现场踏勘调查资料；(11)、我单位具备的综合施工能力，从事类似公路工程所积累的施工经验、先进的工法等，我单位拥有的施工力量和机械设备装备等情况；(12)、经北京九千标准质量体系认证中心认证通过的本单位ISO9002版质量管理体系、《质量手册》和《程序文件》及其相关的质量文件；经华夏认证有限公司认证的“ISO14001环境管理体系”及相关环境保护措施；经华夏认证有限公司认证的“GB/T28001职业安全健康管理体系”及相关的职业安全健康管理制度。

三施工计划3.1施工进度计划水坪大桥有桥梁二工区负责建设，同时负责2#预制场和2#拌和站的管理。

桥梁下部混凝土由2#砼拌和站负责搅拌运输，拌和站内安装2座60m3/h砼拌和站，配备8m3砼运输车12台。

在水中施工的桩基和墩柱，我们采用土袋围堰筑岛施工方案，变水中施工为陆上施工。

水中桩采用冲击钻机成孔，钢护筒及泥浆护壁，钢筋笼制作采用孔外分段制作，孔桩口焊接成整体，导管法灌注砼，每根桩一次性灌注完毕，桩基龄期达到后进行无破损检测。

钻孔灌注桩施工方法见图2-10《桥梁钻孔灌注桩施工方法示意图》。

钻孔灌注桩施工顺序：围堰筑岛→测量放线→埋护筒→钻机就位→钻孔→清孔→钢筋骨架就位→设导管→水下砼灌注→拔护筒→凿桩头→检测。

桥梁墩、台施工工艺见图2－14《桥梁墩台施工工艺框图》。

墩柱施工分钢筋制作、绑扎；模板安装；混凝土生产、混凝土灌注三道主要工序。

矩形实体薄壁墩采用翻模技术浇筑墩身混凝土，配备塔吊吊装运输材料和模板，配备施工电梯进行施工人员的上下，从大桩号向小桩号方向顺序施工。

配备2套翻模、2台塔吊、2台施工电梯主要施工设备，每套翻模平均日进度2m。

3.2 材料和设备计划3.3 劳动力计划四施工工序及工艺4.1施工温度的确定根据以往墩台混凝土的施工经验，结合湖北地区年平均气温情况，选择在4月中旬和10月初施工为最理想，气温在10－25℃之间，平均气温16℃左右。

否则就要采取保温或降温措施,温度过高或过低都不利于混凝土的施工。

4.2 墩台混凝土施工材料的确定混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。

后期在降温过程中，又会在混凝土内部出现拉应力，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。

当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

混凝土的内部温度变化很小或变化较慢，但表面温度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也可能导致裂缝出现。

混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。

但是在施工中混凝土由最高温度冷却到稳定温度时间短，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。

因而在原材选择上做了如下考虑：4.2.1选择普通硅酸盐水泥。

4.2.2严格控制砂、石的含泥量。

砂选用中粗砂，含泥量小于3%，清除泥土和石粉，级配要好，从而可能提高混凝土自身的强度，相对可以减少水泥用量，对克服温度裂缝有好处。

4.2.3使用减水防裂剂，其作用如下(1)混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。

增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。

这就是表面张力理论。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。

减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(9)掺外加剂混凝土和易性好，表面易磨平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

4.3 墩台混凝土的施工过程控制4.3.1模板支设侧模板加工制作，按要求加工定型钢模板，采用型钢吊底，上铺木板作底模，确保其具有足够的刚度与强度。

涂脱模剂，采用BMTM-1脱模剂或机油，涂刷前要彻底清理底胎、侧模混凝土渣等杂物。

脱模剂涂刷均匀，且避免涂刷层过厚，污染钢筋。

使用吊车将模板吊至现场，人工辅助完成。