泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术

收稿日期)5)作者简介刘菊()

),女,山东莱芜人,工程师。

泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术

刘

菊1

,孔祥利1

,王国炜2

,高立勇

3

(1.山东高速建设材料有限公司,山东济南250014;2.山东省公路设计咨询有限公司,

山东济南

250102;3.德州市公路局,山东德州

253006)

摘要:简要介绍泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术,重点阐述介绍了施工方案的实施,并剖析了施工控制的重点和难点。关键词:主塔;承台;施工技术中图分类号:U443.1

文献标识码:B

R esearch on the ma i n to wer p ile

cap construction technol ogy of Luzhou Ta i an Changjiang R iver Bri dge

LIU J u 1

,KO NG X i ang-li 1

,W A NG Guo -w ei 2

,

G A O Li -yong

3

(1.Shan d o n g H i -s pee d Co n st ru ctio n M ateri a l Co .,Lt d .,Shando ng J in an 250014C hina;2.Shando ng P rov inceH i gh way Desi gn an d Cons u lt an ts Co .,Lt d.,Shando ng J i nan 250102Ch i na;3.D e zho u C it y H i gh way Bu reau ,Shando ng Dez h o u 253006Ch i na )

Ab stract :Th is article brief ly i n troduces the m ai n to wer p ile ca p

con str u ction

tec hnology

of Lu z hou Taian

Changjiang R i ver Bridge ,

it expounds t h e constr u ction

p lan m i p le men tati on ,and analyses the k e y and d iffic u lt po i n ts of t he constr uction con tro.l

K ey word s :mai n to wer ;p il e ca p ;constr uctio n technol ogy

1工程概况

1.1基础构造

泸州泰安长江大桥主墩26#

墩处于主河道岸边,主墩基础采用桩基承台,设置4排桩(每排5根)共20根直径52.5m 的钻孔桩。承台尺寸为22150m @31130m @7100m (顺桥向@横桥向@承台高),共4929175m 3

,属于大体积混凝土施工,重点从各个环节降低水化热,控制裂缝的出现。

1.2工程水文地质

基础地层上部为砂土与卵石质土,砂土厚度薄,结构松散。桥位处原地层被淘沙开挖后为的砂卵石自然堆积回填,沉积时间短,透水性极强,下部为饱和弱风化软质基岩。索塔基础靠近航道,基坑开挖深度大,加之砂石采集厂在该处深层开挖挠动,破坏了原状地层结构,回填层自稳性差,透水性强,基坑开挖难度大。1.3工期情况

主墩围堰顶标高为225.0m,承台施工周期内,水位与承台顶仅差1m 左右。根据全桥总体计划及长江汛期情况,计划承台于2004年4月初完工,以期为后续工程的洪期施工作好充分的准备。

2承台施工方案实施

2.1基础防护及开挖

2.1.1红土粘心墙明挖试验方法

由于承台处河床枯水期暴露,具有明挖施工的条件。开挖前先在基坑外围开槽换填红土,考虑在水中开挖,边坡跨坍严重,可能无法挖到设计标高,故开挖分三步:先将顶面1m 范围进行大开挖,然后向下开挖1.5m 后设阶梯后继续向下开挖,开槽上口宽度达10m 左右,深度为3.5m,开挖坡度为1z 1。

基础明挖过程中涌水量大,快挖到设计标高时基底出现管涌,试验证明基坑边坡需采取加固及隔水措施。2.1.2桩基帷幕围堰

经基坑涌水量和边坡稳定性分析,采用两排

560c m 的咬合钻孔素砼桩基围幕,起到稳定边坡及隔水双重作用。

在承台靠江侧距承台边15m,上、下游侧距承台边18m 、22m,三面设置两排580c m 的钻孔咬合桩,桩长8.0m ,桩底较承台底低2.0m 。桩间距1.0m ;两排桩间距23c m ,使桩之间紧密相贴。3坡脚反压墙

因为基坑地质为回填卵石砂土,尽管采取了多层阻水措施,但仍然会有少量的局部渗水通过河侧堤坝

)

):2010027:19742.1.22

进入基坑,该部分少量渗水会将流径中的细砂带走,如果不采取有效措施控制,将逐渐形成较大的水流通道,最终可能形成灾害性管涌。所以在基坑开挖基本成形以后,沿着承台四周再做一道反压堵水墙,用粘土编织袋边挖边彻筑。有效避免了渗水将堤坝内部的细砂带走,起到明显的过滤防水的作用。

2.1.4外侧加高防洪堤

因为长江水位标高经常因受上游地区的雨水汇聚而变化,为了防止江水突然上涨引起江水倒灌进入基坑,在靠江迎水面用编织袋装粘土砌筑一道高2m,宽6m的防洪堤,内部用粘土回填。

2.1.5集水井

在承台基坑的上下游设置了三个集水井,每个水井设置了四台排量250m3/h的污水泵和4台排量50m3/h的清水泵,共同抽排基坑渗水。

2.2基地处理

(1)条石基础。由于基坑开挖深度大、边坡土质松散,易塌陷,为了保证模板基础的稳定,控制大体积混凝土浇筑过程中模板的沉降、变形、移位和防止涨水。在承台底部外围四周砌筑高1.1m,宽0.8m的条石基础,该基础同时作为承台下部1.1m高的模板。在砌石前,用全站仪精确定位,砌石采用一丁一顺安砌,内表面凿除平整。

(2)基地硬化。基坑开挖到设计标高后,承台底渗水量较大,在基坑底先设置一层厚100c m的砼封底垫层,起到了很好的阻水作用。

3模板工程

由于承台开挖后,大型设备无法到达作业面,所以承台模板全部选用P3015的组合钢模板,各大面组装成整体以后,用普通脚手钢管作为水平加劲肋,水平向间距0.5m。然后外层采用2[120作为竖向加劲肋,拉条间距为1.0m。在模板外侧设斜支撑,保证在浇注过程中不变形,不位移。

4大体积混凝土施工控制

4.1混凝土配合比设计

(1)选用水化热比较低的水泥,减少发热量,水泥采用拉发基32.5普通硅酸盐水泥,水泥用量307kg/m3。

(2)掺入I级粉煤灰和缓凝型外加剂,以减少水泥用量,降低水化热,改善混凝土的和易性。粉煤灰的掺入量为22%,混凝土的坍落度是18c m,初凝时间为5~6h,抗渗达到S8。

(3)严格控制混凝土集料的质量和级配。粗骨料的含泥量必须低于%,针片状少。细骨料采用中、粗砂,细度模数大于3,含泥量必须低于%,以减少混凝土的干缩,增强抵抗混凝土的收缩,徐变的能力。

4.2水化热的计算与分析

泸州泰安长江大桥主桥主塔承台为31.3m@ 2215m@7m大体积砼结构,承台内设冷却管为5= 48mm,t=3.5m钢管,单根长度553.8m,共设冷却管7层,总长度3867.6m。现对承台砼浇注及养护过程中砼水化热及冷却管降温效果检算。

4.2.1基本资料

表1配合比

水泥砂砾石粉煤灰水PH泵送剂

12.563.760.280.50.006

3077851154871761.84

4.2.2水化热计算

混凝土水化热7d绝对温度及最大水化热温度:

T

(7)

=

m

c

@Q

C@Q

(1-e-m t)(1)

……………………

式中:m

c

)每立方米混凝土水泥用量,kg/m3;Q)水泥水化热量,J/kg,查5路桥施工计算手册6P286表9-85,按普通425水泥取337J/kg;C)混凝土比热,取0.96J/kg#K;Q)混凝土的质量密度,取2400kg/m3;m)与水泥品种、浇捣时与温度有关的经验系数,取0.3;t)混凝土浇注后至计算时的天数,

取7d;T

(7)

=39.4e,最大水化热绝热温度:T

max

= m c@Q

C@Q

(1-e-m t)=44.9e。

4.2.3冷却管降温计算

根据冷却管布置及计算总通水量(计算取通水量为25L/m in),则:7d的总通水量为1764m3。

4.2.4冷却管出水口水温计算

承台施工在三月份,根据气温及水文资料,入水口水温按10e计根据热传导原理,依赛德尔和泰特公式: (1)努谢尔特准数

Nu f=1.86(R e f@P r f)1/3(

d

l

)1/3(

L f

L

w

)0.14(2)

…

Nu

f

=

A@d

K

f

(3)

……………………………………

故:

A d

K

f

=1.86(R e

f

@R r

f

)1/3(

L f

L

w

)0.14(4)

……………

因为出水流出时的温度是未知数,故管内水的平均温度无法确定,采用尝试误差法来确定。假定出水

口最高温度是50e,则管内的平均温度为t

f

=30e。()根据此温度从附表中查出水的特性系数

流体粘度系数L

f

=5@#;

)

3

)

山东交通科技2010年第6期

1

2.22

:8.0110-4kg/m s

2