K2+671滹沱河大桥墩柱
首件工程施工方案总结
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二0一七年六月
滹沱河大桥0#承台首件工程施工技术总结
1、工程概况
滹沱河大桥全桥共2个承台。分一级承台和二级承台两种形式，承台一般埋深在4m左右。除30#~33#墩、78#、79#墩为大体积砼外，其余均按一般承台组织施工，
本桥区地质表覆第四系全新统风积细砂、粉砂、新黄土，第四系上更新统冲积新黄土、粉砂、细砂，第四系中更新统冲洪积老黄土、细砂，下伏白垩系下统砂岩，承台主要处在第四系全新统风积细砂、粉砂地层。地表水主要为河口庙水库，常年蓄水，冬季结冰，地表水对普通混凝土一般不具侵蚀性。地下水类型主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，受大气降水补给，勘测期间地下水位埋深2.4～25.3m。 2、主要工程数量表
各墩承台尺寸及工程数量详见下表：
承台尺寸及工程数量表
一级承台尺寸（m） 墩台号 0#台 20台 合计 长 17.8 17.8 宽 1.5 1.5 高 1.5 1.5 二级承台尺寸（m） 长 宽 高 C30砼 数量(m3) 95.49 95.49 190.98 3、施工方案及技术措施 3.1 基坑开挖 ⑴ 施工准备
根据施工放样，首先清除基坑开挖范围内障碍物，并修筑好施工场地内的运输道路；在坑顶外围设置排水沟，作好地面排水工作，并用红白相间的栏杆沿坑顶周围设置安全护栏，防止非工作人员进入承台施工区。 ⑵ 基坑开挖
承台基坑，采用挖掘机开挖、ZL50C装载机辅以人工配合按1:1放坡开挖。基坑四周开挖尺寸较承台结构尺寸加大50cm，以作为基坑四周工作面宽度。机
械开挖至基底设计标高上30cm即改用人工清底。基坑弃土采用5t自卸汽车运至就近的红线用地内。 ⑶基底处理
基坑采用机械开挖接近基底标高时，保留20～30cm一层不挖，采用人工挖除并找平，清除基底杂物并抽排积水后，随即进行基础砂浆垫层施工，砂浆标号采用C30，垫层厚3cm，以避免安装承台钢筋时钢筋被污染。 ⑸ 桩头凿除
钻孔桩超出桩顶部分采用人工配合机械进行拆除，利用机械拆除时特别注意保护伸入承台的桩身钢筋。机械不能拆除的，则改用人工拆除。人工拆除时，在桩顶设计标高处，人工利用风镐、錾子等机具将砼凿除。 3.2 一般墩承台施工 ⑴ 准备工作
桩身砼达到检测龄期后，按照设计桩顶标高凿除并清理桩头，并按设计要求进行检测，合格后方进行承台工程（钢筋和砼）施工。
清除基底杂物，彻底清洗桩头表面和垫层顶面，保证桩头和垫层毛面、新鲜、清洁，确保承台砼与桩头砼接合面的质量。 ⑵ 钢筋制安
承台钢筋在钢筋加工场按设计尺寸下料加工成型，运至施工现场安装。砂浆垫层施作完毕后，首先由测量组精确测设承台结构线，再用墨斗弹出各种主筋墨线。安装前，搭设施工脚手架，并详细标注承台钢筋的位置、间距等，按设计图纸和施工规范进行绑扎焊接作业，并按规范要求设置C30砼垫块支垫钢筋，确保承台钢筋骨架的整体刚度。 ⑶ 肋板钢筋预埋
绑扎承台钢筋时，承台钢筋安装后，采用特殊的定位器固定肋板预埋钢筋。肋板钢筋严格按其轴线位置和标高进行精确定位预埋安装。 ⑸ 模型安装
承台模型采用新购买的钢模，模型采用[120mm的横、竖向背杠槽钢,竖向背杠底部及顶部采用φ16mm对拉螺杆固定。模型安装如右下图所示。
原地面钢板桩35对拉螺杆47162水沟承台开挖施工工艺图1-5cm厚砂浆垫层； 2-预埋铁橛； 3-承台混凝土；4-0.3m×1.5m钢模； 5-撑杠； 6-木楔； 7-背杠
⑹ 砼灌注
模型安装完成并经监理工程师检查验收合格后，方可灌注承台砼。拌合楼拌料通过砼运输车运至基坑边，采用泵车灌注。砼施工过程中派专人负责捣固密实。灌注砼施工时，注意对称卸料，并按30cm分层捣固密实，避免集中在一处卸料造成模板偏载跑模，从而影响承台砼外观质量。砼灌注完成6小时后在顶面覆盖3层草袋，洒水养护，养护时间不得少于7天，洒水以能保持砼湿润为度。当气温高于15℃时，最初三天，白天每隔2h洒水一次，夜间至少洒水两次；三天以后，每昼夜至少洒水四次。当气温低于5℃时，砼严密覆盖，保温保湿，不洒水养护。
⑺ 施工控制措施
由于承台一次浇筑砼数量较大，为保证浇注质量，避免砼内部产生裂纹，施工中采取如下措施：
① 选用0.5～37.5mm级配连续的粗骨料，细骨料采用中、粗砂。 ② 砼配合比设计时，在满足设计要求的前提下，采取高标号和掺外加剂等手段，改变砼的工作性能降低水胶比，提高掺合料含量，降低单方砼水泥用量，减少水泥水化热。
③ 水泥、砂、石、粉煤灰、水、外加剂等计量必须准确，且拌合要均匀。 ④ 严格控制砂石等原材料的温度和湿度，防止曝晒，必要时搭遮阳棚和洒水降温；砼浇筑应选低温时间进行，并控制砼的出料温度，浇筑时按30cm一层控制分层厚度，加快砼水化热的散失。
⑤ 砼浇筑完成后，及时进行养护，但不可使外部温度过低，否则应采取保温措施，防止砼因内、外温差过大而产生裂纹。 ⑻ 质量控制措施
① 水泥
水泥要求有生产厂家本批量产品的材质化验单，其各项技术性能必须符合相应的国家标准，并抽样鉴定水泥的各项性能指标。水泥的使用时间，不超过出厂日期三个月，并按有关要求做水泥的复查试验，其检测项目不少于四项：水泥的细度、凝结时间、体积安定性、强度等。
② 细骨料
1)细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，砂中有害物质同须满足下表要求。
砂中有害物质限值
项目 含泥量，% 泥块含量，% 云母含量，% 轻物质含量，% 硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3）,% 有机物含量（用比色法试验） 质量指标 ≤3.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法对比试验，抗压强度比不应低于0.95 2)细骨料的细度模数必须控制在2.3～3.0之间，对于每批进场的细骨料，试验人员都将严格检查并建立材料档案，如超出此范围，中心试验室将拒绝使用不合格产品。
③ 粗骨料
1)粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线涨系数小的洁净碎石。
2)粗骨料的最大公称粒径不超过混凝土保护层厚度的2/3。且不得超过钢筋最小间距的3/4。配置强度等级C50及以上预应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径（圆孔）不大于25mm。
3）粗骨料的吸水率小于2%（用于干湿交替或冻融循环下的混凝土小于1%） 4）粗骨料应采用三级级配。其松散堆积密度大于1500kg/m3，紧密空隙率小于40%。
5）碎石的强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。施工过程中用压碎指标值进行控制，其压碎值满足下表要求。
粗骨料的压碎指标（%）
岩石种类 碎石 卵石 水成岩 ≤10 变质岩或生成的火成岩 ≤12 ≤12 火成岩 ≤13 6）粗骨料的坚固性用硫酸钠溶液法进行检验，试样5次循环后，其质量损失率应≤8 。
7）粗骨料中的有害物质含量符合下表的规定
粗骨料的有害物质含量（%）
含泥量，% 泥块含量，% 针、片状颗粒总含量，% 硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3）,% 卵石中有机物含量（用比色法试验） ≤1.0 ≤0.25 ≤10 ≤0.5 颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法对比试验，抗压强度比不应低于0.95 ④ 水
本工程采用自来水，并符合下列规定：水中不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类等，污水、ＰＨ值小于4的酸性水和硫酸盐含量（S04）超过水重1％的水，均不得使用。拌合用水的氯化物含量，要求每升水中的氯气不得超过600mg。
⑤ 外加剂
外加剂由专门的生产单位负责供应。运到工地的外加剂无论是固体、液体或粘膏状态，均有适当的包装和容器。包装上标明名称、用途和有效物质含量，并附产品鉴定合格证书。
早强、减水、引气、密实、速凝和缓凝等外加剂，在使用前经过试验，确定其性质、有效物质含量、溶液配制方法和最佳掺量。预应力砼中不掺用氯盐。钢筋
砼中氯盐掺量不超过水泥重量的 0.2%，无筋砼中氯盐掺量不超过3％。外加剂在使用过程中，必须调拌均匀，并定期检查。
掺入外加剂以后的凝结速度，适应砼灌筑过程的需要。 ⑥ 混合材料
粉煤灰等混合材料使用前，应进行材质鉴定和掺入量试验，并征求监理工程师的同意才能使用。
⑦ 砼工程
每一个砼拌合站必须配备拌制设备和计量装置，经常保持良好状态，并严格按配合比计算，各种拌合材料的配量偏差为：水泥不大于±2％，粗、细骨料不大于±3％，水和外加剂不得大于±1％。
使用插入式捣固器时，砼灌筑分层厚度不大于30cm，振动时间20～30s，操作时依次垂直插入砼内，拨出时速度要缓慢，相邻两个插入位置的距离不大于50cm ，插入下层砼的深度为5～10cm。表面振动器的移动距离，以能覆盖已振实部分的边缘为度，分层厚度25cm。
灌注砼连续进行，如必须间断，其允许间断时间由试验确定。当无试验资料时，对不掺外加剂的砼，温度低于10℃间断时间不超过2.5h，温度10～30℃时为2h，高于30℃时为1.0h。
⑵、施工工艺
基础及承台施工工艺及质量控制流程详见下图 承台施工工艺及质量控制流程图
结 束 拆除模板 砼检验合格 砼养护 砼拌制、运输 绑扎钢筋及安装散热管 安装模板 基坑排水 施工准备 测量放线 否 模板、钢筋及散热管检验合格 砼灌筑 否 基坑回填
⑶、工艺步序介绍
①基抗排水
沿坑底四周基础范围以外挖排水沟和集水坑，使坑壁渗水沿四周排水沟汇合于集水坑，然后用水泵排出坑外。排水沟、集水坑的大小，主要根据渗水量的大小而定，排水沟深0.5m，底宽0.3m，纵坡为1～5‰。
②支立模板
当基坑无渗漏，坑内无积水，基底为非黏土或干土时，先将基底洒水润湿；如基底为岩石、表面有风化或破碎层时，将此层清除干净，适当润湿基层面后铺设一层厚2～3cm的水泥砂浆，然后再灌筑砼基础。
基底经过处理合格后，则可以进行测量放线，支立模板，绑扎钢筋，准备砼的灌筑施工。
模型安装：承台模型采用定型大块钢模，模型采用10×12cm的横、竖向背杠枋木和设于基坑边坡的短斜木支撑进行加固，立背杠底部及顶部采用对拉螺杆固定。
承台(系梁)模型示意图
承台基础模板安装允许偏差及检验方法见下表1。
表 1 模板安装允许偏差及检验方法 序号 1 2 3 项目 轴线位置 表面平整度 高程 允许偏差（mm） 15 5 ±20 检验方法 尺量每边不少于2处 2m靠尺和塞尺不少于3 处 DS3水准仪测量 4 模板的侧向弯曲 h/1500 ＋10 拉线尺量 5 两模板内侧宽度 －5 尺量不少于3处 6 相邻两板高低差 2 尺量 ③钢筋绑扎
钢筋进场时需具有出厂质量证明书或专业权威机构的试验报告单，每捆(盘)钢筋均应有标牌，并按批号及直径分批验收。
钢筋下料长度可归纳为以下三种：1）直钢筋下料长度=构件长度-保护层厚度+弯钩增加长度；2）弯钢筋下料长度=直段长度+斜段长度+弯钩增加长度-弯钩调整值；3）箍筋下料长度=箍筋周长+弯钩增加长度±弯曲调整值。
墩柱钢筋预埋安装前，搭设施工脚手架，固定墩身预埋钢筋，使之形成整体受力。并详细标注墩柱钢筋的位置、间距等，严格按其轴线位置和标高进行预埋安装，按设计图纸和施工规范进行绑扎焊接作业。
④砼施工
A:砼原材料和配合比的选用
a:水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋砼引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使砼出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥。再有，充分利用砼后期强度，以减少水泥用量。每m3砼的水泥用量增减10kg，其水化热将使砼的温度相应升高或降低1℃，每m3砼的水泥用量减少40～70kg左右，则砼温度相应降低4～7℃。最后，为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量，将水泥用量控制在300kg/m3以下。
b:掺加掺合料
砼中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善砼拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能够补充泵送砼中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求，从而改善了可泵性。同时，依照大体积砼所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性
Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实度，从而改善了砼的后期强度。
特别重要的效果是掺加粉煤灰之后，可以降低砼中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥砼的温度和水化热，在1～28d龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥砼，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥砼的80%，掺加粉煤灰对降低砼的水化热和温升的效果是非常显著的。
c:掺加外加剂
掺入适量的减水剂，不仅改善砼拌合物的流动性、粘聚性和保水性，可以由于其减水作用和分散作用，而且可以减少拌合水和水泥用量，从而降低水化热，延迟了水化热释放速度 ，推迟放热峰。因此，不但减少了温度应力，而且使初凝和终凝时间延缓3～8h，降低了大体积砼施工中出现冷缝的可能性。
d:选用质量优良的粗细集料 粗集料
选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。例如5～40mm粒径可比5～25mm粒径的碎石砼可减少用水量6～8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3，因而减少泌水、收缩和水化热。
要优先选用天然连续级配的粗集料、使砼具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。
细集料
选择级配良好的中砂。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20～25kg/m3，可降低水泥用量28～35kg/m3，因而降低了水泥水化热、砼温升和收缩。
选用合理砂率，其砂率值较低流动性砼适当提高是必要的。但是砂率过大，不仅会影响砼的工作度和强度，而且能增大收缩和裂缝。
B:砼施工工艺改进
a:控制砼出机温度和浇筑温度
为了降低砼的总温升，减少大体积工程结构的内外温差，控制砼的出机温度和浇筑温度也是一个重要措施。
为了降低砼的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度，砼中石子比热较小，但每m3砼中石子所占重量最大，所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时，为了防止太阳直接照射，在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料。必要时在搅拌砼中加冰块冷却。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
b:改进工艺 搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高砼强度10%或节约水泥5%，并进一步减少水化热和裂缝。
C:布设散热管
用φ42×2.5mm钢管在承台内布设散热管，散热管内冷却水保持一定的流速，使承台内部砼水化热均匀及时散出，以控制承台砼内外温差。承台散热管布设见《承台大体积砼养护散热管布置图》所示。
D:砼的运输
砼在拌合站拌合好后，放入砼罐车运到墩位浇筑点，罐车在运输过程中边行走边缓慢地反向转动，保证砼在罐车内不沉积，在运到浇筑点后，加速反向转动罐车，以使砼在罐内充分搅拌均匀，然后通过溜槽或砼输送泵放到浇筑位置。
E:砼灌筑方式
灌筑砼分层灌筑和振捣，保证砼密实度。一次灌筑厚度不超过30cm。分层灌筑时，为保证上下层之间连为一体，在下一灌筑层砼初凝前完成上一层砼灌筑。上下层同时灌筑时，上下层前后距离大于1.5m。采用斜向分层灌筑时，可按下图所示的灌筑顺序进行。在斜面上灌筑砼时，以低处向高处方向进行，并保证水平分层。
10 6 3 14 9 5 13 8 12 1 2 4 7 11 砼斜向分层灌注顺序
F:砼的振捣
砼的振捣振动器安放在牢固的脚手架上，采用垂直振捣，插入深度为棒长的3/4，作用轴线相互平行避免漏振，振动棒难以插入钢筋密集部位时可倾斜振捣，但棒与水平面夹角不小于45°，不得将软轴插入到砼内部和使软轴折成硬弯。施工时需避免振动棒碰撞模板、钢筋、吊环、预埋件，振动棒与模板的距离需小于其作用半径的0.5倍。使用振动棒时，前手紧握在振动棒上端约50cm处，以控制插点，后手扶正软轴，前后手相距40～50cm左右，使振动棒自然沉入砼内，切忌用力硬插，插入式振动器操作时，做到“快插慢拔”，振动棒插入砼后，需上下抽动，幅度为5～10cm。以排除砼中的空气，振捣密实，每插点掌握好振捣时间，过短过长都不利，每点振捣时间一般为20～30s，使用高频振动器时，不得小于10s，待砼表面呈现水平，不再沉落、不再出现气泡，表面泛出灰浆时，方可拔出振动棒，拔出宜慢，待振动棒端头即将露出砼表面时，再快速拔出振动棒，以免造成孔腔。振动器插点排列要均匀，可采用“行列式”或“交错式”按顺序移动，不得混用，以免造成混乱发生漏振。每次移动位置的距离需小于振动器作用半径（R）的1.5倍。当砼分层灌注时，振捣上层砼时，要插入下一层砼中50mm左右，以消除两层砼的接缝。同时振捣上层砼需在下层砼初凝之前进行。
行列式排列交错式排列
插点排列图
⑤砼的养护
A:砼养护
采用蓄水养护砼时，砼表面在初凝后覆盖塑料薄膜，终凝后注水，蓄水深度不小于80mm，盛夏施工时采取降温拌制砼，并在砼终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。
在日平均温度高于+5℃的自然条件下，砼灌注完毕后，当砼表面收水并初凝后，尽快用浸水湿透的土工布覆盖。
环境气温较低时，大体积砼的保湿养护须结合保温措施同时进行。以保证砼表面湿润和芯部砼与表层砼温差小于20℃，避免由于砼表面失水干燥或温差过大而引起裂纹。养护用水的水温与砼表面的温差不得超过10℃。
最初3d内，每隔2～3小时浇水一次，以后每日至少3次，保持砼处于足够的湿润状态，每日浇水次数，还须根据气温而定，气温低于+5℃不得浇水，夏季干燥时，须特别注意砼的养护，防止砼表面水分急剧蒸发引起裂纹。
B:温差监控
测温点须在平面图上编号，并在现场挂编号标志，作详细记录并整理绘制温度曲线图，当各种温差达到18℃时，须预警，达到22℃时须报警。
当砼表面温度与养护水的温差超过20℃时，即采取措施使温差降到10℃左右。常温施工时砼终凝后立即覆盖塑料膜和浇水养护，当砼实测内部温差或内外温差接近20℃时，须采取增加覆盖层等加强保温的措施。
砼养护期间的温度须符合下列规定：
a、砼内部温差（中心与表面下100mm或50mm处）不大于20℃。
b、砼的表面温度（表面以下100mm或50mm）与砼表面外50mm处的温度差不大于25℃，对补偿收缩砼，允许介于30～35℃之间。
c、大体积砼降温速度不大于1.5℃/d。
d、撤除保温层时砼表面与大气温差不大于20℃。
当实测温度不符合上述规定时则及时调整保温层或采取其他措施使其满足温度及温差的规定。
使用普通玻璃温度计测温，测温管端用软木塞封堵，只允许在放置或取出温度计时打开，温度计系线绳垂吊到管底。停留不小于3min后取出迅速查看温度. 3.4基坑回填 ⑴ 回填材料选择
基坑回填前选择砂作为回填材料，并取样测定其最大真干容重和最佳含水量，并做好击实试验，确定填料含水量控制范围、虚铺厚度及压实度等参数。 ⑵ 回填夯实
基坑回填前，将坑内积水、杂物清理干净。回填时分薄层铺筑，并采用小型跳跃式打夯机对称、分层夯实。回填时注意保护已完工的结构物，施工机具不得碰撞结构物。
