2018桥梁工程中钢板桩围堰承台施工质量控制
摘要：钢板桩围堰由于具有钢板桩强度高，防水性能好，回收率高等优点在桥梁工程水下承台、水下墩(台)身的建设中应用广泛。论文首先分析了钢板桩围堰施工工艺流程及注意事项，并重点探讨了水下封底大体积混凝土的施工技术质量控制探讨了桥梁工程中钢板桩围堰承台施工质量控制。http://
关键词：钢板桩围堰大体积混凝土施工
Abstract: The steel sheet pile cofferdam has the steel sheet pile high strength, waterproof properties is good, the advantage of the recovery in bridge engineering underwater elevated pile caps, underwater piers (Taiwan) and the construction is used widely. It firstly analyzes the steel sheet pile cofferdam construction procedure and precautions, and discusses the underwater bottom sealing of mass concrete construction quality control technology discusses the cofferdam bridge engineering, steel sheet pile bearing platform construction quality control.
Key Words: steel sheet pile cofferdam； mass concrete； construction
中图分类号：文献标识码：A文章编号：
近几年，随着我国桥梁工程施工技术的不断发展，水中基础建设已经成为桥梁施工中的重中之重。钢板桩围堰的围水方式是水中基础施工重要的临时性结构形式，适合在深水、深基坑中水流速度大的沙土、豁性土、碎(砾)石及风化岩石的坚硬河床中使用，是保证桥梁基础及下部构造施工的关键环节。其优点是:强度高、重量轻、防水性良好、插打方便、拔除容易。能够缩短工期，回收率高，节约施工成本，互换性良好。论文重点对桥梁工程中钢板桩围堰承台施工这一课题进行重点分析和探讨。
1钢板桩围堰施工工艺及注意事项
钢板桩围堰是最常用的一种板桩围堰。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。
图1 钢板桩围堰冬季施工工艺流程图
1.1准备工作
在设计上要综合考虑水位、流速、冲刷、施工工艺等多种因素。设计计算时考虑封底混凝土施工完成后，进行抽水，采用无支撑形式，钢板桩围堰底部为透水性粉砂，但封底后，钢板桩内侧封底混凝土不透水，水文地质情况符合《公路施工手册.桥涵》(交通部第一公路工程总公司主编)，无支撑形式，无活载形式。
1）钢板桩的备选:一要进行整体检查，钢板桩不能发生弯曲、扭转等现象；二是进行锁口检查，锁口必须为同一规格型号。2）导桩:导桩采用直径80cm、壁厚10~的钢管，具有足够的刚度和承载力。3）导架:导架分为内导架和外导架。内导架属于固定导架，是采用大型型钢焊接成的框架结构。
1.2首根钢板桩的打入方法
首根桩和闭合桩的打入是整个钢板桩施工中的关键环节。对于钢板桩而言，由于桩间锁口相连，下根桩的平面位置及垂直度将受制于上根桩，所以必须严格控制首根桩的平面位置及垂直度。
图2 钢板桩围堰平面布置简图
为控制首根桩的垂直方向偏位，在导架上焊接20mm钢板进行轴线方向限位，限位钢板边缘距钢板桩1cm。首根钢板桩打入完成后要和内导向架焊接定位。
1.3其他钢板桩的吊运及插打
安插钢板桩时使用两台履带吊，将钢板桩从运输车上吊起，然后运用两台履带吊配合起吊和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出下钩移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。吊起前，锁口内填嵌粘性混合料，混合料在使用前要进行试配试验，根据施工情况确定材料配比、加热方式和冷凝时间。钢板桩沉桩过程中，经常发现钢板桩会发生上口偏向外侧的“扇形变形”。主要是由于钢板桩沉桩时，桩上口由于导架限位作用而直线前进，下口被土压力作用而弯曲，多根桩积累就形成扇形变形。
1.4闭合桩的打入
沉闭合桩前必须做好下列工作:第一、闭合桩应选择在地下障碍物较少，较容易沉桩的地方；第二、应将围堰内外保持水位流通，以防止沉桩后围堰内外水压差过大而破坏围堰结构；第三、闭合桩两侧的钢板桩应尽量保持垂直，并在同一轴线上，两桩的间距应恰好等于或接近钢板桩的宽度；第四、在离闭合桩两侧各八片时就要计算闭合桩的尺寸，同时逐片用导链调整钢板桩锁口轴线，逐渐使锁口轴线都垂直或相互平行(若经计算尺寸无法满足标准桩宽度要求。
1.5固导向架
钢板桩闭合后，立即加固内外导向架，形成围图，并做好支撑，防止围堰内外水压导致钢板桩变形。
2水下封底大体积混凝土的施工质量控制
2.1围堰水下砼封底及围堰内抽水
1）对围堰封底舱、底隔舱、侧舱及钢护筒表面进行吸泥、清理；2）安装围堰底板封堵装置，将固定下导环与钢护筒之间的空隙进行封堵，以免水下封底砼浇注时从空隙中流失。3）在围堰上布置好水下封底砼灌注设备。拟定的围堰各部位封底砼厚度及砼强度等级。围堰封底施工分两次进行:第一次浇注封底舱和底隔舱，第二次浇注侧舱；封底舱和底隔舱水下砼浇注施工按照对称、均匀，从外围向中间逐步进行，分舱连续浇注；封底施工采用分块浇筑、连续进行的方案，同一个舱内的导管一次布置完毕。封底舱和底隔舱水下砼的强度达到设计值的75%以上后，即可对称、依次浇注侧舱砼。封底砼浇注时，保证同一个舱内砼面均匀整体、上升，砼面接近设计标高时应加强观测、控制，使封底砼顶面不致起伏过大。4）侧舱砼强度达到设计值的75%以上时，可进行围堰内抽水施工。
2.2围堰内基坑处理
基坑内水抽干后，应及时进行处理。1）钢护筒及底隔舱割除将高出承台底的钢护筒和底隔舱割除。2）吊架拆除。所有吊杆支架在基坑内水抽干后应及时拆除，依靠封底混凝土与钢护筒的摩擦力及围堰的浮力来承受围堰的自重及承台混凝土的重量。3）桩头及基底处理。凿除桩头浮浆及多余的砼，凿除封底砼高出承台底标高的部分，并及时将碎渣清理出基坑，封底砼低于承台底标高的部分则用碎石垫层和砂浆面层找平。找平后的基坑顶面高程允许偏差为+0，-50mm。
2.3钻孔桩竣工验收
桩头处理完毕，在钻孔桩顶面测量放出设计中心位置，对其平面位置进行竣工验收，钻孔桩平面位置允许偏差为100mm；桩顶主筋伸入承台的长度应符合设计要求，允许偏差为士100mm。
2.4测量放样
准确测量放出承台十字轴线及标高线，并做上醒目标记。依据十字轴线用墨线弹出承台的轮廓尺寸线。
2.5钢筋制安
1）钢筋制作。钢筋在车间下料、弯制成型，运至现场进行安装。加工好的钢筋应分类编号存放。2）钢筋安装，按设计图纸要求进行承台钢筋安装。由于承台砼分2次浇筑，因此，承台钢筋的安装也分2次施工：第一次安装下面2层主钢筋网和相应的辅助结构钢筋，第二次安装上面2层主钢筋网和相应的辅助结构钢筋。
2.6砼浇筑
1）砼配合比设计及原材料控制。
采用低水化热的水泥，在混凝土中掺加适量的粉煤灰，可以取代一部分水泥，从而减小水化热；掺加高效减水剂，从而可以减少用水量和减少水泥用量;降低混凝土出罐温度，埋设冷却管等措施来避免混凝土的裂缝。当承台混凝土强度达到要求时，向冷却管通水。优化配合比设计、降低混凝土内部水化热:水化热温升主要取决于水泥品种、水泥用量及散热速度等因素。合理确定分层浇筑的厚度:为了加快混凝土内部的热量散发，降低内部温度值，主塔承台大体积混凝土施工时采用分层浇筑、设置水平施工缝的施工方法。掺加粉煤灰:粉煤灰单独计量，与水泥、砂、石、水等材料按规定次序加入搅拌机进行搅拌;粉煤灰以重量计量，称量误差不得超过+2%，粉煤灰中的含水量，应在拌合水中扣除。
2）砼生产运输。砼拌制前应测定砂、石含水率，并根据结果提出施工配合比。砼的组成材料应以质量比配料，其精度应准确到0.7%；水、水泥、外加剂及掺和料的称量应准确到士1%，粗、细骨料的称量应准确到士2%。采取措施控制砼的入模温度。水中承台是在低温季节施工，拌制砼时，应根据当时的气温条件，调整拌和用水温度。砼的入模温度不宜低于8℃。砼搅拌时间宜较常温施工延长50%。
3）砼现场浇筑。
由于砼在低温季节浇筑，为减少砼输送过程中的温度损失，砼输送泵管应用干草袋包裹保温。砼浇筑采用斜向分层、从上游向下游全断面逐步推进的方法进行施工。第一次浇筑的砼达到设计强度的75%以上且砼龄期不少于7天时，可进行承台的第二次砼浇筑。第一次砼与第二次砼浇筑的时间间隔不得超过21天。砼强度必须满足设计及规范要求，表面应密实平整、颜色均匀，无露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面或缺棱掉角等缺陷。振捣用插入式振捣器进行，浇筑上层混凝土时，振捣器应插入下层混凝土5cm~10cm。每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振捣棒。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志为混凝土不再下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。大体积混凝土浇筑顶面应及时进行二次抹压处理。混凝土找平后应用机械或木抹子抹压一遍;混凝土初凝前再进行一次抹压，可临时用塑料薄膜覆盖。
图2承台混凝土分层浇筑示意图
2.7砼养护
砼浇筑完毕后，应及时抹面收浆，砼终凝后即开始养护。砼养护采用保温蓄热法:砼终凝后，及时在砼表面覆盖2层麻袋、2层塑料薄膜，上下2层麻袋应相互错开，麻袋之间应相互搭接，从而隔绝大气与砼表面的直接接触，形成良好的保温层，并保持砼表面湿润。在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行检测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应调整保温养护措施。
3结语
总之，桥梁工程中钢板桩围堰承台施工质量在整个工程中占据极为重要的地位，在施工前必须编制专项施工方案，严格制定实施细则，技术方案制定完成后，必须向施工人员进行安全技术措施交底，明确安全要点和施工注意事项，同时做好安全教育工作，确保工程顺利完成。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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