大體積承臺施工技術在橋梁工程中的應用研究

許菲鷺

（北旺建設集團有限公司，河北 承德 067000）

0 引言

在橋梁工程中，承臺位于樁基與墩柱的中間。橋面產生的載荷經由墩柱傳遞到承臺，再由承臺將載荷分散到下部的若干樁基上，從而將作用力進一步分散。目前，各國對大體積承臺的認定標準存在一定差異，在我國根據《大體積混凝土施工規范》中的有關規定，幾何尺寸大于1m 或存在因水化影響出現有害裂縫的混凝土承臺均屬于大體積承臺。而國外則根據承臺的體積、溫度等因素進行相關定義。再橋梁工程實踐中，采取多樁基設計的橋墩或橋柱，一般均需要應用大體積承臺。另外，承臺也可分為高樁與低樁兩類，區別在于承臺的上部水平面是否露出地面或水面。高樁平臺的裸漏部分需要承載更大的水平外力，對結構的剛度、強度要求更高。橋梁工程中采取高承臺設計時，需要采取大直徑的鉆孔灌注樁，以提升橋柱整體的承載力。

1 項目概況

本文選取了福州濱海新城文松路改造施工項目作為研究對象。該項目位于福州市濱海新區，屬于城市主干道。隨著開發區的建設需要對該路段進行提升改造。該項目需求在漳江支河內新增橋梁一段，工程設計基礎為直徑1.5m、24 根，1.2m、48 根鉆孔樁基礎，數量總計72 根。承臺共有12 座，每座承臺與6 跟水泥鉆孔灌注樁相連接。該項的承臺選用C40 混凝土，尺寸為16.5m×11m×3.5m，體積為1387m3。

2 施工難點和重點分析

該項目中，重點需要在施工中解決圍堰、混凝土冷卻和養護等多方面的難題。第一，大體積承臺的水泥放熱現象更為劇烈。混凝土澆筑過程中由于釋熱作用，會導致承臺存在一定的內外溫差。大體積承臺的表面系數較小從而增加了結構內部溫差，從而可能產生溫度裂縫等影響工程施工質量的問題。因此，需要通過運用合理方法控制內外溫差。第二，大體積承臺需要更加專業化的養護。橋梁工程的施工環境復雜多變，大體積承臺從初凝到終凝的過程中需要科學的養護方案以確保其結構的穩定性。另外，為增強各工序連接的緊密性，在前期準備、鋼筋安裝等過程中也有較多的關鍵問題需要在施工中予以重視。由于設計長度及地質環境等因素的影響，部分水面橋梁需要在水中埋設樁基并搭建承臺，此工序無法在水下進行。

3 大體積承臺施工技術的應用方法

3.1 圍堰安裝

該項目的橋梁工程橫跨城市內河。漳江支河是福州市濱海開發新區的主要泄洪渠.當地每年3-5月份為春雨及梅雨季，此時降水量較大、濕度較高。為確保施工質量，項目選擇在夏季啟動橋梁部分施工以降低環境影響。工程設計中選擇拉森IV 型鋼板樁作為圍堰施工方法。首先，確定鋼板樁的布置方法。需要在施工現場結合實際情況建立力學模型，分析板樁受力的彎矩分布情況，并編寫Matlab 程序、應用推遞法等方式逐步解析。在計算中需要注意每增加一道內支撐對之前技術結果產生的影響。一般情況下可假設2-4 道內支撐為可能的合理方案，并在計算后獲得最合理的布置方案。其次，進行鋼板樁施工。在施工前將鋼板的結合部及鎖扣上均勻涂抹黃油。隨后將鋼板樁固定在震動錘的夾頭中，開啟設備利用壓力震動將鋼板樁打入設計深度。經過黃油處理后，不僅可以增強結合部的防水性，也有助于降低板樁之間的摩阻力。最后，在清基后進行1-2 天的觀察，確定不存在漏水問題后相關人員和設備才可進場施工。

3.2 挖掘基坑

在承臺施工前需要根據設計要求挖掘基坑。首先，計算基坑尺寸。基坑的體積、坡度等數據應當根據承臺的體積確定。可以選擇在承臺尺寸上進行放大或安裝現場施工需要預留一定距離的方式確定。案例項目選擇在承臺尺寸上放大20%，在滿足施工要求的同時盡量降低施工量，最終確定基坑的尺寸為19.8m×13.2m×4.2m。其次，挖掘基坑。先以設備進行初步基坑，在接近設計高程后，可由人工代替設備進行樁基周邊的挖掘作用，以避免對樁基造成損傷。同時，應當設置排水設施以解決地下水返涌等問題。最后，確定承臺邊線。在基坑挖掘完成后，應當先對裝進進行檢測，確定無損傷后方可進行后序作業。以全站儀確定承臺邊線并做適當清理。確保墊層裸漏出地表。根據標高開鑿樁基頭部的水泥結構，露出后鋼筋以供承臺結構的鋼筋安裝接續作業。

3.3 鋼筋安裝

合格的鋼筋材料是承臺施工質量基礎，在材料進場時應當仔細核對產品型號、質檢合格證等內容并進行取樣檢測。結合施工設計對所有材料統一編號以便于安裝作業。案例項目所占地區的環境濕度較高，對樁基及承臺裸漏的鋼筋進行了防銹蝕處理。實踐中可以通過以塑料隔離材料包裹或對鋼筋表面涂抹防銹漆等具體方法實現。在上述準備工作結束后，即可進行鋼筋安裝作業。為提高作業效率可以利用螺紋套筒進行搭接。綁扎時需要確保交叉點的牢固性，根據項目設計要求可以選擇焊接或鐵絲綁扎等方法。如選擇鐵絲綁扎，應當保證鐵絲的直徑大于2.5mm。綁扎過程應當由下向上逐步進行，先以8 字形進行底部綁扎，可以適當加入3-5 各墊塊以起到保護作用。另外，綁扎過程中需要確保中段交叉點60%以上的覆蓋率，且鐵絲與保護層之間留有0.5cm-1cm 的間隙。

3.4 冷卻設備安裝

為預防出現溫度裂縫，橋梁工程施工中需要對大體積承臺進行水冷作業。案例項目的承臺體積較大，且作業地點處于低洼地區，對冷卻設備的要求更高。因此，該項目的施工單位在安裝模板前搭建了水冷設施，并采取循環冷卻的方式避免冷卻用水對施工環境帶來不利影響。水冷設備的水量與流速需要符合對承臺熱化的技術要求，可以結合承臺過水表面積與體積與確定具體數值。該項目選用直徑為60mm 的鋼管作為冷卻水管，并配以功率為2.5kw 的自吸式離心水泵。利用水泵吸取承臺底部的冷卻水，從而實現內部循環利用。為提高冷卻效率、減少堵塞的發生，不應當直接抽取附近的河水，而是為循環系統注入相對清潔的水源。在設備安裝完成，進行注水實驗，如發現漏水問題應當及時處理。

3.5 混凝土澆筑

承臺混凝土澆筑一般以鋼制模板進行支撐和定型。首先，安裝澆筑模板。安裝模板前應當檢查設備表面的狀況，對生銹的部位進行拋光處理并噴涂脫模劑。選擇規格偏差≤5%的墊款均勻放置在承臺鋼筋結構周圍。具體數量可以根據工程 需要設置，一般不應小于4 塊/m2，并進行綁扎固定。為提高模板整體結構的穩定性，需要利用鋼管與拉桿進行組合固定。其次，澆筑混凝土。由于條件運行，案例項目選擇在氣溫較低的夜間進行混凝土澆筑作業。當夜間氣溫低于5°時則應當選擇氣溫更高的時段避免影響承臺的強度。澆筑過程中控制單位小時的下料總量，采取先中間、后四周的順序進行。同時，將振搗設備按照20cm 以上的間隔均勻布置，對混凝土的各區域與深度分別進行振搗。需要注意，振搗設備的放置位置應當避開鋼筋、冷卻管及其他結構組建或設備。澆筑完成后對表面進行清理并進行壓實作業。 3.6 承臺養護

承臺的養護可以分為三個階段。混凝土初凝前應當覆蓋塑料薄膜并仔細查驗是否存在遺漏部位。初凝過程中定期對承臺強度進行測試。當大于2.7MPa 時將模板拆除再以無紡布均勻覆蓋承臺表面。這一過程中需要定期檢測溫度變化同時向承臺灑水，發現溫度過高時應當及時啟動冷卻設備降溫。初凝15-20 天后撤去無紡布并在承臺上層搭建頂棚用于遮陽或防雨。養護過程的要點在于對溫度的控制，案例項目中對承臺的溫度控制指標可以提供借鑒，如表1所示：

表1 承臺澆筑溫控標準

4 結束語

綜上所述，大體積承臺在橋梁工程中具有廣泛應用。由于承臺體積增大，需要通過測溫、養護等技術確保工程施工質量。在相關技術的應用過程中，應當結合工程項目的實際情況，科學選擇施工工藝并確定相關參數。澆筑完成按照工序要求嚴格進行養護作業并檢測溫度變化，直到終凝完成。