水下承台施工专项方案

目录

1.工程概述 (2)

1.1.编制说明 (2)

1.1.1.编制依据 (2)

1.1.2.编制范围 (2)

1.1.3.编制原则 (2)

1.1.4.编制理念 (2)

1.2.工程概况 (2)

2.承台施工作业主要工艺说明及要求 (2)

2.1.承台施工方法及工艺 (2)

2.1.1.施工工艺 (3)

2.1.2.基坑开挖 (3)

2.1.3.凿除桩头、桩基检测 (5)

2.1.4.钢筋安装 (5)

2.1.5.模板安装 (6)

2.1.6.安装冷却水管及测温元件 (6)

2.1.7.灌注砼 (6)

2.1.8.冷却水管压浆 (7)

2.1.9.大体积混凝土的温度控制工艺 (8)

2.1.9.1.混凝土配合比设计 (8)

2.1.9.2.合理的布置散热及测温系统 (8)

1.工程概述

1.1.编制说明

1.1.1.编制依据

⑴昆明呈贡新城东外环中路工程及其上部道路工程施工招标文件。

⑵施工图设计。

⑶设计、施工过程中涉及的有关规范、规程。

⑷我公司现场考察所获得的调查资料。以及我公司的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备配套能力以及资金投入能力。

⑸昆明市地方法规、政策。

1.1.

2.编制范围

呈贡新城东外环中路工程东外环大桥水下承台施工专项方案，包含水下承台开挖支护方案、承台混凝土浇筑等工序所采取工艺及辅助措施。

1.1.3.编制原则

确保水下承台施工安全、顺利，施工质量得到有效保障。

1.1.4.编制理念

⑴与云南省昆明市市政工程建设大格局的理念相依存、相呼应；

⑵与云南省昆明市独特的自然条件和人文理念相融合、相衬托；

⑶施工与环保并行、安全与质量并重、工期与效益并举。

1.2.工程概况

东外环大桥中心桩号为DWHK2+890.0，大桥分为左右幅，各宽12m，桥梁全长337m，孔跨形式为3×30+2×（4×30）m。上部构造为预应力混凝土连续梁，下部构造为板式花瓶墩，座板台，桩基础。全桥共设连续梁6联，墩台24个，桩基96根（4564延米），平均桩长45米，最长桩69米，摩擦桩。

本桥0~8#墩处于水库湿地中，常年水位0.5~1m，地下岩溶发育。在水下承台施工时必须采取相应措施，有效隔断地表水以及地下水流入承台基坑，以确保承台基坑稳定，使施工顺利进行。

2.承台施工作业主要工艺说明及要求

2.1.承台施工方法及工艺

承台混凝土为大体积混凝土，施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却

水管和保温等措施，确保混凝土内在质量。

2.1.1.施工工艺

承台施工工艺流程详见图2.1。

2.1.2.基坑开挖

因东外环大桥0~8#墩位处于白龙潭水库上游湿地水中，结合设计图纸及现场情况，拟采用拉森止水钢板桩围堰方法进行承台基坑开挖。

钢板桩完成后需进行内支撑安装、抽水堵漏及承台土方开挖。待承台混凝土浇筑完毕，基坑回填后即可拔出钢板桩。

根据工程地质情况，采用止水效果较好的“拉森”Ⅳ型钢板桩。其主要性能指标为g=74kg/m 。打桩设备采用挖掘机加装振动锤改装而成，振动锤激振力为200KN 。以承台轮廓线外放1m 为钢板桩止水围堰施工轴线，打入深度17m 。具体施工流程如下：

①先由测量人员定出钢板桩围堰的轴线，可每隔一定距离设置导向桩，导向桩直接使用钢板桩，然后挂绳线作为导线，打桩时利用导线控制钢板桩的轴线。

②准备桩帽及送桩：打桩机吊起钢板桩，人工扶正就位。

③单桩逐根连续施打，注意桩顶高程不宜相差太大。

施工注意事项:

①导向桩打好之后，以槽钢焊接牢固，确保导向桩不晃动，以便打桩时提高精确度。

②线桩插打，钢板桩起吊后人力将桩插入锁口，动作缓慢，防止损坏锁口，插入后可稍松吊绳，使桩凭自重滑入。

③钢板桩振动插打到小于设计标高40cm 时，小心施工，防止超深发生。 ④封口时，精确计算异形钢板桩的尺寸，确保止水质量。

钢板桩围堰施工示意图如下：

拉森钢板桩咬口法施工示意图

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拉森Ⅳ型钢板桩拉森钢板桩咬口法施工

钢板桩布置示意图

钢板桩理论用量计算：

钢板桩围堰周长计算：6.8×4=27.2m 。

钢板桩根数计算：角桩采用0.2m ×0.2m ，共4片， （27.2-0.4×4m ）/0.4m=64片，64+4＝68片。

钢板桩重量计算：68×17×74＝85544公斤。

内支撑重量计算：2.83×4×27.9=318.8公斤。

按照工期要求，需同时进行5个承台施工，则共需进场钢板桩85544×5=427.72吨；Ⅰ20a 工字钢318.3×5=1.579吨。

钢板桩施工完成后，即可进行基坑开挖。基坑开挖采用人工配合机械进行，在临近钢板桩及基底30cm 时，采用人工清理基坑。

为防止基坑内积水，在坑底四周应挖设排水沟及集水坑，同时设置抽水泵进行抽水。

2.1.

3. 凿除桩头、桩基检测

桩头人工采用风镐凿除，上部采用风镐凿除，下部留有10～20cm 由人工进行凿除。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身砼。

将埋入承台的桩身钢筋整修成设计形状，复测桩顶高程，进行桩基检测。

2.1.4. 钢筋安装

承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品，运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接，钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固，做到上下层网格对齐，层间距正确，并确保钢筋的保护层厚度。

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为了加快钢筋安装速度，减少基坑暴露时间，也可以事先在基坑外初步绑扎成形后，由汽车吊或其他吊装设备吊装入模。墩身预埋筋预埋件按规定位置安装并牢固定位。

2.1.5.模板安装

模板全部采用钢模板，并保证模板强度、刚度和稳定性。模板安装必须严格按照施工规范和验标进行施工。

模板拼装可利用小型吊具在基坑内逐块组拚，拼接表面必须平整、支撑牢靠。

支模前用全站仪测放承台四角点，墨线弹出模板的边线，支模后用仪器复合校正。

2.1.6.安装冷却水管及测温元件

大体积混凝土承台，由于结构截面大，混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，通过安装冷却管及时将水泥水化热传导出去，从而控制承台大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差，保证混凝土不因温差效应开裂。

冷却循环水管采用φ40mm耐腐蚀的镀锌钢管，上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.0～1.5m。进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。

冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。

每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层水管内通水。通过阀门调节循环冷却水的流量。循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前，不得排至混凝土顶面。

测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”，温度传感器预先埋设在测点位置上，基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、大气温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时，系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致，应由各区域均匀布置，核心区、中心区为重点。

2.1.7.灌注砼

混凝土浇筑采用拌和站集中拌制混凝土，混凝土输送车运送，混凝土泵车泵送入模，分层浇筑，插入式振捣棒振捣密实。浇筑完成后，及时覆盖浇水养生，

强度达到70%设计强度后，拆除模板，经监理工程师检查合格后，马上对基坑进行回填养护。

混凝土分层浇筑，层厚控制在30cm以内。砼从预埋墩身钢筋内浇筑，以免砼对钢管架和墩身钢筋形成偏压而产生变形；插入式振捣器捣固密实，一次性连续浇筑至设计标高。

浇筑过程中设专人随时检查钢筋和模板的稳固性，发现问题及时处理。混凝土浇筑到顶初凝后，立即进行洒水覆盖养护，达到规定强度后拆除模板。其质量经监理工程师验收合格后，方可进行基坑的回填工作。

因承台面积较大，施工中采用多台布料杆分区进行，每区按一定的厚度、顺序和方向分层进行浇注，相邻两区的交界处要注意振捣，防止出现漏振。混凝土的浇注顺序为自墩身预留钢筋位置向外浇注，主要目的是保证墩身附近处混凝土的质量，在浇注过程中要防止承台边部浮浆太多，造成表面收缩裂缝。

2.1.8.冷却水管压浆

管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后，方可关闭进出口阀门封闭保压。浆体注满管道后，在0.50～0.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。

管道压浆采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥；掺入的粉煤灰、高效减水剂、彭胀剂等外加剂的含量按规定执行，严禁掺入氯化物或其它有腐蚀作用的外加剂。水泥浆的水胶比不得超过0.30，且不得泌水，流动度应为30-50s，水泥浆抗压强度不得小于同级砼强度并满足图纸设计要求；压入管道的水泥浆应饱满密实，体积收缩率应小于1%。

水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，结构及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。

水泥浆试件的制备和组数，由试验室按常规办理，标准养护的试件作评定水泥浆强度之用，但检查用的强度试件必须随同梁体在同条件下进行养护。

2.1.9.大体积混凝土的温度控制工艺

承台混凝土体积较大，为防止混凝土出现温度裂缝，施工时采用降低水泥水化热、降低混凝土入模温度、通水散热、混凝土养护、严格控制拆模时间等几方面做好混凝土温度控制工作，确保内外温差控制在25℃以内，尽量降低混凝土内部温度的升降速率。

2.1.9.1.混凝土配合比设计

为降低水化热，同时满足混凝土防腐、耐久性、泵送的设计要求，掺加了一定量的矿物质超细粉（如优质粉煤灰等），等量取代水泥；掺入一定量的高效缓凝减水剂，改善了混凝土的和易性，减少拌合用水量，降低水灰比，同时推迟了混凝土温度峰值出现的时间，相应的提高了同龄期的容许拉应力。

2.1.9.2.合理的布置散热及测温系统

①散热管的布置

根据混凝土温度计算结果，设置合理的散热管。散热管采用耐腐蚀的镀锌钢管，与钢筋一起绑扎。在使用前要求通水进行密闭性试验，防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。通水散热后对散热管作压浆处理。

②测温设备

测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”，温度传感器预先埋设在测点位置上，基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、大气温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时，系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致，应由各区域均匀布置，核心区、中心区为重点。

③通水散热

承台基坑的顶部和底部各放置一个水箱，利用高差形成的势能完成水循环。进出水管之间用塑料管连接，在散热管的每个出水口设置一阀门控制流量。当混凝土浇注至该层散热管标高时，即通水散热，单根散热管流量按不小于1.5m3/h 控制，通水时间不小于12天。

④控制砼入模温度

选用放热速度较幔的胶结材料—矿碴水泥，采用集料堆底部料或加凉水对骨

料降温，采用井水或加冰片拌合，运输工具覆盖或遮阳等措施降低入模温度。

⑤严格控制拆模时间

根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间，若两者温差大于25℃，则不能拆模，继续通水散热；直至外界气温与混凝土内部温差小于25℃时才可拆模。

⑥养护措施

养护主要是起到保湿和保温作用，保温的主要目的是减少混凝土表面的热扩散，降低表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；保湿主要目的是防止混凝土表面出现收缩裂缝。

混凝土浇注前即用一层毛毡外加两层土袋将侧面模板覆盖，降低混凝土的内外温差，起到良好的保温效果。坚持在土袋表面洒水保湿，使表面覆盖层始终处于湿润状态，但不使土袋处于饱水状态，以免失去保温作用。