浅析水下墩台的施工工艺

　　摘要：本文根据广西某内河码头工程基础墩台的施工案例，初步探讨墩台在水下进行施工的工艺。
　　关键词：码头墩台，水下工程，施工
　　
　　一、引言
　　广西柳州某电厂配套码头工程，其结构形式为高桩梁板式结构，整个工程共有4个墩台，墩台外形尺寸为长14米×宽8米×高2.5米。
　　墩台底标高为+77.0米，顶标高为3.5米，每只墩台由18根钢筋砼予应力方桩组成桩基基础，桩顶设计顶标高为＋77.6米。
　　二、基础墩选用水下施工的原因
　　设计墩台底标高为+77.0米，设计最初考虑柳江最低水位在76.5米左右，这样可采用常规的水上墩台施工工艺，即在水上施工。但由于施工期间发生百年未遇的洪涝灾害，实际施工时水位居高不下，最低水位保持在77.3米左右，这样就形成墩台底部30cm始终淹没在水下，造成施工很大的困难。因此如何对水上4只墩台进行施工成为了重要技术难点。采用下文所述的水下基础墩施工工艺很好的解决了上述矛盾，即成本低、工期快，保证了整个工程的正常开展。
　　三、水下基础墩工艺
　　1．总体构思
　　通过常规的码头、墩台制模工艺，在水上将围囹、底模、侧模一次性制作完毕，然后通过吊筋螺栓调节将底模沉放至设计标高，最后在模板内浇筑水下不分散混凝土。
　　2．施工流程
　　墩台沉桩桩顶凿除桩顶安放纵向钢扁担安放横向承重钢围囹铺木格栅铺设底板制作侧模吊筋螺栓调节至设计标高安装底板钢抱箍钢筋绑扎浇注水下砼
　　3．制模施工工艺
　　1）制模前准备 
　　①确定墩台分层高度，根据水位情况，考虑分三层浇筑，第一层标高从＋77.0米～＋77.9米，厚度为90cm，第二层标高从＋77.9米～＋78.5米，厚度为60cm，第三层标高从＋78.5米～＋79.5米，厚度为1米。
　　②根据墩台分层厚度，对结构进行稳定性、刚度、挠度计算。纵向钢扁担采用24#复合槽钢，长度为13.6米；承重钢围囹选用22#复合槽钢，长度为9米；吊筋螺栓采用φ16圆钢，考虑沉放深度约90cm，要求螺栓丝口长度为1.1米。
　　③桩顶在凿除时，尽可能要求平整，保证纵向钢扁担安放水平，从而确保沉放的底模水平，达到设计要求。
　　④复合槽钢均在陆地上根据尺寸预先制作，要求须确保电焊质量。
　　2）模板制作工艺
　　①用40吨的浮吊将制作好的钢扁担搁置在已经凿平的桩顶上，如钢扁担与桩顶有缝隙，要求用钢垫片填塞满，保证钢扁担水平。
　　②钢扁担安装后，再继续用浮吊安装横向的承重钢围囹，用吊筋螺栓悬吊在钢扁担上，就位时保证钢扁担和承重钢围囹间有20cm左右的空隙，便于木格栅的绑扎和底板的铺设。承重钢围囹须保持水平，以保证底板的平整度。
　　③在24#槽钢承重钢围囹上绑扎2″×4″的木格栅，用铅丝绑扎牢固。木格栅须用水平仪抄平。
　　④将3cm的木底板定设在2″×4″的木格栅上，为保证整体沉放顺利，不受桩身阻碍，铺设木格栅和木底板时须注意以下事项：
　　a.在直桩处，木底板与桩边空隙控制在2cm左右。
　　b.在斜桩处，根据沉桩的实际斜率，斜率一般为4.5：1，计算出向下沉放90cm后，桩边缘与木格栅和木底板的距离为22cm左右。
　　⑤侧模采用底包墙工艺，即先铺设底板，再铺设侧模，拼缝处采用海棉条止水，侧模采用木质机制板，为使第一次浇筑的砼，成为静水施工，侧模须高出施工时柳江水面，因此侧模顶标高为＋2.2m，高度为1.2m。
　　⑥待钢围囹、底板、侧模在水面上一次性制作完毕后，可进行整体下沉，整体下沉时须注意以下几个方面：
　　a.每只墩台有18根方桩，36根吊筋螺栓，整体沉放时须同时操作，因此须配备足够的施工人员。
　　b.沉放时施工人员须接受测量工的同一指令，步骤一致。
　　c.沉放时测量工要多次进行测量，沉放时控制好沉放速率。
　　d.待底模基本达到设计后，测量工对底板进行1m×1m网格法测量，通过全面测量，反复微调后，使底板达到设计要求标高＋77.0m，保证底板的平整度。
　　⑦为保证基础墩底模的密封，须对桩身四周空隙进行密封，密封采用预先制作的钢抱箍，形状如[]样所示。钢抱箍的尺寸根据桩的实际平面截面尺寸定做，两片钢抱箍在中间用扎丝在预留孔洞处扎牢，以保证桩身的周边空隙小于1mm，确保水下砼的浇筑质量。
　　⑧浇砼前，须对侧模作一次校正，以保证基础墩的轴线和外形尺寸。
　　
　　4）钢筋工艺
　　水下绑扎钢筋工艺相对而言，稍微简单，施工中应注意以下几点：
　　①钢筋在陆上制作后，经水运至墩台施工点。
　　②根据钢筋布置图将钢筋分布尺寸翻样至侧模上进行钢筋绑扎。
　　③将钢筋保护层垫块预先绑扎在主筋底部。使钢筋绑扎的同时，砼保护层垫块同时安装完毕。
　　5）水下砼施工工艺
　　①水下砼施工是一个须特别慎重的问题，特别是直接用于墩台承重结构不太多见，为此施工单位对砼外加剂进行比选，现场做试验，最终选用了中国石油天然气总公司工程技术研究院生产的UWB型水下不分散砼絮凝剂。
　　②基础墩砼强度为C25，本工程采用商品砼泵送工艺。该砼具有如下特点：
　　a. 掺入此絮凝剂的砼流动性好，塌落度为20±2cm。
　　b. 掺入此絮凝剂的砼粘稠性强，搅拌车在释放完车内砼后，须现场立即用消防水洗干净，否则会造成车内残余砼粘结在车内。
　　c. 掺入此絮凝剂的砼粘结性好，在水中不会离析和分散，现场墩台水基本不浑浊。
　　d.掺入此絮凝剂的砼自密性较好，砼浇入墩台模板内不需要振捣。
　　e.该砼早期强度增长较慢，后期强度增长较快，R28强度达100%。
　　③基础墩砼强度为C25,选用的砼配合比如下表：
　　材料名称 水 水泥 砂 石 粉煤灰 絮凝剂 外加剂
　　材料规格 自来水 525普 中 5-25 II
　　UWB R561
　　Kg/m3 240 480 600 880 50 11 0.48
　　配合比 0.5 1 1.25 1.83 0.10 0.023 0.1%
　　四、效果
　　根据对墩台砼抗压试块强度报告进行数理统计，砼试块平均抗压强度值达到36.6Mpa，完全达到了设计标准，保证了工程的质量，达到了满意的效果。
　　五、结语
　　从本工程实践来看，在工程成本、工期受到约束和限制的条件下，水下混凝土基础墩施工工艺发挥了应有的作用。同时通过该工程的4只水下墩台的施工，为同类型的工程积累了宝贵的施工经验。
　　主要参考文献：
　　[1]《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）2009年1月
　　[2]《水运工程混凝土施工规范》(JTS202-2011)2011年7月

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