工程建筑 论承台大体积混凝土一次性浇筑施工技术 陈敏 （中铁大桥局集团第七工程有限公司，湖北 武汉４３００５６） 摘要：武汉二七长江大桥基础采用双壁钢吊箱围堰法施工，为提高承台整体性能，消除承台混凝土因分次浇筑而产生的施工缝，通过对优化施 工方案，改变原方案两次浇筑为一次性浇筑。本文将从技术方案优化以及实际施工控制较全面地介绍了承台大体积混凝土一次性浇筑施工技术 １工程概况 度，将承担承台砼荷载。 二七长江大桥主桥为三塔双索面结合粱斜拉桥。其桥式布置为 ３．２围堰封底砼所能承受的荷载 （９０ｍ＋１６０ｍ＋２×６１６ｍ＋１６Ｏｍ＋９０ｍ）。４＃墩为斜拉桥的中主塔墩，位于 为了简化计算，将围堰及承台面积按照相邻两根桩基的中心线均 长江主航道中，其基础结构为１８根巾３．４ｍ钻孔灌注桩，承台截面为 分至每根钻孔桩。 矩形，顺桥向尺寸３０．７５ｍ，横桥向尺寸５２．５０ｍ，其四个角上设置半径 承台浇筑时，主要荷载有：围堰双壁仓荷载、围堰内支架荷载、 Ｒ＝４．５ｍ圆弧，承台顶标高＋１０．５ｍ，底标高＋４．５０ｍ。 围堰封底砼荷载、围堰底板及龙骨荷载、围堰浮力、封底砼握裹力及 根据对承台施工过程中各种工况的计算，拟定的围堰底隔舱与封 承台砼荷载。 底仓的封底砼厚度为４．５ｍ，ｌ訇堰双壁仓封底厚度ｌ０．５ｍ，封底砼强度为 其中围堰双壁仓及内支架荷载作用在１４根边桩，其余荷载按照各 Ｃ２５。４＃墩承台技术参数见表１。 桩作用面积进行均分。 表１：承台技术参数表 根据桩基及围堰设计结构形式，其中１＃、６＃、１３＃、１８＃桩基受 部位 规格 单位 总量 备注 力情况一样，２＃、３＃、４＃、５＃、１４＃、１５＃、１６＃、１７＃桩基受力情况一 围堰封底 Ｃ２５砼 ｍ３ １０８９５ 样，７＃、１２＃桩基受力情况一样，８＃、９＃、１０＃、ｌ１＃桩基受力情况一 样。具体受力面积划分见下图１。 承台 钢筋 ｔ １０７２Ｃ３０砼 ｍ３ ９５８２ 各桩能承受的极限承台砼荷载厚度见下表 封底砼能承受承台砼厚度计算表 ２水文 封底砼 双壁仓总 浮力护桶握 围堰底板 根据１８６５～２００４年观测资料统计，汉口水文站历年最高水位 桩号 重量Ｇ１ 重量Ｇ２Ｆ１ 承台砼厚度 ２９．７３ｍ（１９５４年８月ｌ８日，吴凇冻结基面，下同），最低水位１０．０８ｍ （ｔ） （ｔ） （ｔ） 裹力Ｆ２ （ｔ） 及龙骨 （１８６５年２月４日），多年平均水位１９．００ｍ。汉口水文站逐月平均水位 １ ８２４．７９ ５６４．６ｏ １ ５４８．１ ７ ７２ ３．４５ ４４．９ ４．０ 统计见表２。 ２样 ８ ０１．０９ ２４９．３４ １２ ３２．４ ７２ ３．４５ ３５．７ ４．３ 表２：汉口水文站逐月平均水位统计表 ７样 ９０３．５５ ３１１．６８ １４１７．６５ ７２ ３．４５ ４１．１ ３．９ ８舞 ８７５．６１ １０９９．８ ７２ ３．４５ ３１．９ ４．１ 附筑：封底砼厚度按照４．５ｍ、容重２．３ｔ／ｍｓ计，握裹力有效厚度按 ３承台砼一次性浇筑结构计算 照４．０ＩＩｌ计、承台砼按照２．６ｔ／ｍ３计。 取上表计算所得的最小值，封底砼能承受承台砼厚度Ｈ＝３．９ｍ。 ３．３承台底部新浇筑已凝固的砼受力 ＼／ ＼ ／ ＼／ ＼ ①、验算说明 ｝ 承台砼方量约为１００００立方米，根据现有水上砼工厂生产能力 ＼ ８０ｍ３／ｈ，浇筑时间总共需要１２５ＪＪ，时，其中浇筑底部２ｍ高度需要约４２ｄ， ／ ④ ＼＼ ／ 、 ④ 时，浇筑顶部４ｍ高度需要约８３ｄ，时，即待到承台全部完成浇筑时，底 部２ｍ高度混凝土已有８３ｄ，时（约３．５天）强度。承台混凝土设计标号为 Ｃ３０，根据试验配合比试拌试验，砼２天强度约为１５Ｍｐａ，若控制砼工厂 ／ ＼ 产量，将上部４ｍ砼浇筑时间延长至９６小时，则承台底部２ｍ高度砼强度 ／ 将远大于Ｃ１５，在验算时将承台底部高度２．０ｍ砼按照Ｃ１５级砼强度进行 ＼ 计算。 ＜ ②、验算设定 ／ 承台底部厚２．０ｍ砼已经凝固，且已有Ｃ１５级砼强度，其承台底部２ｍ ＼ ／ 厚砼荷载由封底砼承担，顶部４珈厚砼荷载由底部２ｍ厚砼承受。 ＼ ＼ ／ ＼ ／ 承台底部砼受力工况为钢筋混凝土板，底部施加１８点支撑的受力 ／ 结构，为了简化计算过程，按照偏于安全考虑，将其按照纵桥向划分 ＼ ／ 单元为宽度８．７ｍ、跨度１０．８７５ｍ、厚度２．Ｏｍ的简支梁受力结构，具体结 构受力形式见下图 １． ；塑丝 ．Ｉ． ：艘 ．１ １０８７５ 图１各孔位受力范围示意图 ３．１验算说明 ＿ 二 — 围堰封底有效作用厚度ｈｌ＝４．０ｍ，封底砼总厚度ｈ２＝４．５ｍ，封底砼 ｇ — 一 与护筒之间握裹力取值１５ｔ／ｍ２，承台施工时水位按照＋１３．５ｍ标高进行 计算。承台浇筑时，首先是围堰封底砼受力承担承台砼２ｍ荷载，待浇 混凝土梁计算简图及梁断面图 筑到一定时间后，承台底部２ｍ厚新浇筑已凝固的砼已经拥有一定强 ③、验算过程 ．．４０９．． 工程建筑 查资料得：Ｃ１５砼ｆｃ＝７．２ＭＰａ，§ｂ＝Ｏ．５５，ｆｙ＝３００ Ｍｐａ，Ｑ＝Ｌ ０ 筑分层厚度仍为３０ｃｍ。按照这种浇筑进度，至承台砼浇筑完成时底层 ａ、正截面验算 ２ｍ，砼将有４天强度，可确保结构的绝对安全。另外，在砼浇筑过程中 ４．０ｍ高承台砼荷载：ｑ＝２．５＊４．０＊８．７＝８７．Ｏｔ ／ｍ； 制作同条件养护试件，对砼的实际强度进行跟踪监控。 Ｍ＝Ｏ．１２５．ｑ１２＝０．１２５姻７．０＂ｉ０．８７５２＝１２８６．ｉｔ．ｍ （３）解决混凝土初凝时间的变化：采用两种方法解决砼初凝时间缩 混凝土梁配筋为 ２８ｒａｍ钢筋两根一束，间距１５０ｍｍ布置，共布置３ 短的问题。一种是通水降温法，即在砼覆盖冷却管后，立即通过循环 层，则钢筋面积为： 冷却水降温，带出水化热，降低砼的内部温度，以延缓后浇砼初凝时 Ａｓ＝Ａｓ’＝３ ２娟１５．８＊８７００／１５０－－２１４２９８．４ｍｍ２ 间。另一种方法为调整外加剂掺量：砼浇筑前，由试验室模拟在不同 混凝土梁结构尺寸为８．７＊２．Ｏｍ，其截面面积为： 温度条件下砼的初凝情况，根据模拟情况适时调整外加剂的掺量，推 Ａ＝８７ＯＯ ｜２０Ｏ０－－１７４０００００ 迟凝结时间，以满足施工需要。 则配筋率为： ５承台大体积砼温度控制 ｐ：Ａｓ’／Ａ＝２１４２９８．４／１７４０００００＝Ｉ．２３％＞Ｐ ｍｉｎ＝Ｏ．２％ ５．１冷却水管布置 不会发生少筋破坏 受压区有效高度 承台一次浇筑，砼厚度较厚，为了保证混凝土施工质量，需加强 砼温控措施。在承台范围内布置５层冷却水管，冷却水管布置详见下 ｉｆ，Ａｓ３００＊２１４２９８．４图。 ：——：——：ｌ０２６ ６ １．０ ７．２ ８７００ 瓤 稿蟒 一＝ 一ｌ言＝丽１０５２０６０＝０一ｕ．‘６ｕ８。４ ， ｂ ‘取值ｌ＝ｌｂ＝Ｏ．５５ 则混凝土梁允许承受荷载： ｆ Ｍｕ： ｕ （１一 ：１．ｏ ７ｌ２，８７０ｏ’ｌ５０ｏ。 ０．５５ （１一 ）：５６２０ｔ ， ｔ ｆ ）， Ｍｕ＞Ｍ 因此，该结构安全。 ： ｃ ： “ ｂ、斜截面验算 ｝（ 查资料得：Ｃ１５砼ｆｔ＝Ｏ．９１Ｍｐａ （ Ｊ 混凝土梁有效高度ｈＯ＝１５００￣，则 Ｊ ）（ （ １ ， 、三 ＼、 ／ ＝ ＝ｌ ５．２冷却水管通水 混凝土梁斜截面允许承受荷载： 某一区域内的冷却水管被浇筑砼完全覆盖并振捣完毕后，即可在 Ｖｃ＝Ｏ．７ Ｂ ｈｆｔｂｈＯ＝Ｏ．７＊０．８５４＊０．９１鹕７０ １５００＝－７３３．３ｔ 该区域的冷却水管中通水，对砼进行降温 此混凝土梁实际所受剪力： 冷却水的流量应使进、出口水的温差不大于６。Ｃ，可控制在 Ｖ：ｌ／２＊ｑｉ＝ｉ／２．８７．０．ｉ０．８７５＝４７３．Ｉｔ １．２～１．５ ／ｈ。 Ｖｃ＞Ｖ ５．３砼温度监控 因此，该结构安全。 测温时间：砼覆盖某测温点后该点即开始测温，直至砼内部温度 ４承台砼一次性浇筑施工过程控制 与大气环境平均温度之差小于２０。Ｃ时止。 ４．１确保结构安全的措施 测温频率：在温度上升阶段每２４，时测一次，温度下降阶段每４小 时测一次，温度稳定阶段每４，ｂ时测一次；大气温度应同时测量。 根据砼试拌的结果，承台砼２天强度可达Ｃ１５。我部将严格控制承 砼通水养护时间以砼内部温度与大气环境平均温度之差低于２Ｏ℃ 台浇筑速度，确保承台浇筑完时，底部２米砼至少有４天强度，以保证 绝对安全。 为标准，一般砼养护时间２ｌ天。 ６结束语 ４．２浇筑分层厚度及浇筑时间控制 武汉二七长江大桥承台混凝土浇筑施工通过对施工方案的优化， 承台砼第一层浇筑厚度为５０ｃｍ，以保证底部３层主筋完全覆盖， 砼量８５０ ｍ３，预计浇筑时间为１２／ｊ，时，此后每层浇筑厚度为３０ｃｍ，因 消除了施工接缝，提高了承台结构的整体性能，加快了施工进度，取 此承台底层２ｍ砼浇筑共分为６层，砼方量为３３００ｍ３，需４２ｈ左右。上部 得了预期的效果。 ４米浇筑方量为６７００ ｍ３，控制砼浇筑速度为７ ０ＩＩｌ３／ｈ，需９６ｈ左右，砼浇 ．．４１０．．
