1、混凝土剛性基礎(chǔ)底模工藝在現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用摘要：文章所述的混凝土剛性基礎(chǔ)底模類似于常規(guī)梁板預(yù)制工藝中的混凝土基礎(chǔ)臺座，工藝施工方便、快捷，但卻因?yàn)榈啄５膭傂詫α后w混凝土的自由約束較大，相應(yīng)增加了混凝土裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。本文結(jié)合該工藝在xx跨江大橋南岸陸地區(qū)引橋現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用，介紹了一些預(yù)防裂縫出現(xiàn)、控制施工質(zhì)量的有效措施和成功經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：剛性基礎(chǔ) 底模 自由約束 裂縫 質(zhì)量 措施0、前言嘉興至紹興跨江公路通道xx大橋南岸陸地區(qū)引橋?yàn)閮陕?lián)5×50m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，按雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，分左右兩幅布置。箱梁連續(xù)體系設(shè)計(jì)為逐跨澆筑施工，跨間縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用連接器連系

2、。從第25#墩至27#橋臺間的兩跨箱梁，由于原地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)梁底高程相差不大，不具備支架搭設(shè)條件，我們采用了原地面回填處理、混凝土剛性基礎(chǔ)充當(dāng)?shù)啄５氖┕すに嚕朴喠艘幌盗械馁|(zhì)量控制措施，并對實(shí)施過程進(jìn)行了跟蹤監(jiān)控、完善總結(jié)。1、工藝的提出陸地區(qū)引橋箱梁單幅采用單箱雙室斜腹板斷面形式，梁高3.0m，頂板寬19.8m，底板寬11.64m，翼緣懸臂長3.20m，在墩頂設(shè)1.8m厚中橫梁和梁端設(shè)1.45m厚端橫梁。箱梁標(biāo)準(zhǔn)斷面見下圖：圖1 箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面按照常規(guī)施工思路，我們20跨箱梁原定施工方案為支架現(xiàn)澆施工。但是，25#墩至27#橋臺的現(xiàn)場地面基礎(chǔ)情況十分不利， 具體如下：、25#-27#墩位處原

3、為魚塘、蝦塘區(qū)，地面表層10m范圍內(nèi)地質(zhì)為粉質(zhì)沙土，基樁施工前我們對樁位處小范圍內(nèi)填筑宕渣進(jìn)行了排淤、固結(jié)處理，原地面高程抬高約50cm。處理后的地面高程與設(shè)計(jì)梁底高程相比，或高、或低，相差均在1.3m范圍內(nèi)。具體數(shù)據(jù)見下表。、我們的支架現(xiàn)澆方案結(jié)合項(xiàng)目自有桿件材料情況、箱梁模板加工情況和支架縱橫向支撐梁設(shè)計(jì)情況，對支架搭設(shè)的最小梁底凈空要求為1.7m。按照該高度要求，25#墩處需下挖0.42m、26#墩處需下挖1.63m、27#墩處需下挖2.28m，平均挖深1.44m，箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面全幅寬41.5m、開挖斷面取45m，兩跨長度100m，總共要開挖土方6500m3。開挖方量較大，且施工現(xiàn)場附近

4、沒有棄土場可供廢方。、如果采取支架現(xiàn)澆方案，按照1.7m的凈空高度開挖后，各墩位的地面標(biāo)高降低為25#墩4.33m、26#墩3.55m、27#墩2.92m，而我們施工現(xiàn)場的地表水常水位高程為3.97m，開挖后的基礎(chǔ)將整體遭受地表水浸泡，無論基礎(chǔ)頂面采取什么樣的處理措施，粉質(zhì)沙土基底浸泡后失穩(wěn)都是一個(gè)棘手的難題。墩位原地面高程（m）設(shè)計(jì)梁底高程（m）支架基礎(chǔ)頂面需求高程（m）地表常水位高程（m）25#4.756.0264.333.9726#5.185.2453.553.9727#5.204.6202.923.97表1 25#-27#墩基礎(chǔ)處理高程參數(shù)對照表在上述情況下，我們放棄了原定的支架現(xiàn)澆方

5、案，經(jīng)過多次會議討論、分析，提出了混凝土基礎(chǔ)底模的施工工藝措施。2、工藝的可行性分析我們通過實(shí)地勘察、計(jì)算分析，并經(jīng)多方調(diào)研、咨詢和討論，認(rèn)定混凝土基礎(chǔ)底模方案可行，施工質(zhì)量、安全有充分的保障。依據(jù)如下：、原地面標(biāo)高與設(shè)計(jì)梁底高程相差不大，從表1中的數(shù)據(jù)計(jì)算可得均差為-25cm，考慮到清淤、清表處理深度，填筑總體高度在100cm以內(nèi)。填筑方量不大，采用挖掘機(jī)、自卸車填土，配合以壓路機(jī)碾壓密實(shí)，可以輕易實(shí)施。、參照施工手冊，粉砂土（水上）的容許承載力為：密實(shí)情況下300KPa， 中密情況下200KPa。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，填筑粉砂土，通過壓路機(jī)充分碾壓，密實(shí)度可以輕易達(dá)到中密以上。而我們按照箱梁設(shè)

6、計(jì)構(gòu)造尺寸對基礎(chǔ)進(jìn)行加載計(jì)算時(shí)，求得的最不利截面承載力要求為80.5 KPa，遠(yuǎn)小于粉砂土中密時(shí)的允許承載力200 KPa。經(jīng)過計(jì)算求得的箱梁底板、腹板、翼緣板對應(yīng)位置的地基承載力需求值見下表。承載對應(yīng)部位底板腹板翼板承載力要求28.5KPa80.5KPa15.5KPa表2 箱梁底板、腹板、翼緣板對應(yīng)位置的地基承載力需求值、我們考慮的基礎(chǔ)底模，在粉砂土上層還要填筑50cm厚度的宕渣進(jìn)行封層碾壓，其上再澆筑15cm厚度的混凝土進(jìn)行找平、補(bǔ)強(qiáng)。通過這兩層的加強(qiáng)，基礎(chǔ)承載力絕對有保障。3、工藝施工介紹混凝土基礎(chǔ)底模的工藝原理類似于常規(guī)梁板預(yù)制施工中的混凝土臺座。當(dāng)下部結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，對施工作業(yè)區(qū)直接

7、進(jìn)行回填處理，碾壓密實(shí)后頂層澆筑15cm厚度的C20混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)、找平，混凝土強(qiáng)度形成后充當(dāng)?shù)啄＃谄渖线M(jìn)行常規(guī)工序施工：安裝箱梁側(cè)模，安裝底板、腹板鋼筋，安裝內(nèi)模，安裝頂板鋼筋，預(yù)應(yīng)力管道安裝與鋼筋安裝穿插進(jìn)行，澆筑混凝土等。3.1、基礎(chǔ)底模施工N25#墩N27#墩底模基礎(chǔ)自上而下分為三層結(jié)構(gòu)，第一層為15cm厚度的C20混凝土，從設(shè)計(jì)箱梁底向下-15cm；第二層為50cm厚度的宕渣，從設(shè)計(jì)梁底-15cm至-65cm；第三層為填筑沙土，厚度由現(xiàn)場清淤后的標(biāo)高確定，分層填筑、層厚控制在50cm范圍內(nèi)。沙土回填前，先對蝦塘、泥漿池進(jìn)行徹底清淤處理，基礎(chǔ)處理范圍為橋中心軸線向兩側(cè)48m的寬度。回

8、填時(shí)采用壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓，每回填壓實(shí)一層后采用觸探儀進(jìn)行承載力測試，承載力達(dá)到100KPa（砂土層取1.2倍的安全系數(shù)）以上方可進(jìn)行下一層回填。沙土層回填到預(yù)定標(biāo)高后，上鋪50cm厚的宕渣補(bǔ)強(qiáng)，充分碾壓整平后上層再鋪設(shè)15cm厚C20混凝土調(diào)平。經(jīng)現(xiàn)場檢測，我們在填筑沙土?xí)r取得的地基承載力強(qiáng)度普遍在240 KPa左右，達(dá)到了預(yù)想的承載力目標(biāo)。具體數(shù)據(jù)見下表。測點(diǎn)位置所測點(diǎn)數(shù)最大值最小值平均值腹板處60267228248底板處30252236245翼緣板處30258235242表3 25#27#墩現(xiàn)場碾壓處理后實(shí)測地基承載力（KPa）圖2地基承載力檢測 圖3宕渣補(bǔ)強(qiáng) 圖4 底模澆筑3.2、基礎(chǔ)

9、底模預(yù)壓為了驗(yàn)證混凝土基礎(chǔ)底模的實(shí)際承載力效果，我們對26#-27#墩左幅第一跨基礎(chǔ)進(jìn)行了堆載預(yù)壓試驗(yàn)。采用堆砂袋法進(jìn)行加載，荷載按梁體底板、腹板及翼板處的重量分布進(jìn)行區(qū)分布置，最終加載總量為箱梁自重的130%。經(jīng)測量觀測，24小時(shí)內(nèi)最大沉降為3mm，滿足施工承載力要求。 3.3、基礎(chǔ)底模的使用和拆除基礎(chǔ)底模混凝土強(qiáng)度形成后，表面鋪設(shè)一層五夾板隔離層，然后即可展開常規(guī)現(xiàn)澆箱梁的模板、鋼筋和混凝土施工作業(yè)工序，此處不再贅述。待箱梁預(yù)應(yīng)力體系張拉、壓降和封錨等作業(yè)完成后，即可安排基礎(chǔ)底模的拆除施工。考慮到機(jī)械作業(yè)不具備空間條件、易損傷箱梁成品混凝土，人工開挖工程量太大、又存在安全隱患，拆除采用“沖

10、水抽沙”法。從每跨箱梁外側(cè)靠近基礎(chǔ)底模下緣縱向開挖坑槽，寬度1.0m，深度約1.0m、到達(dá)沙土層即可，然后分段采用高壓水管向基礎(chǔ)底模下橫向射水，并同步布設(shè)足夠數(shù)量的泥漿泵將泥沙抽運(yùn)到指定地點(diǎn)。最終抽沙高度由設(shè)計(jì)方進(jìn)行指定。 圖5 底模預(yù)壓4、工藝施工難點(diǎn)和控制要點(diǎn)4.1、工藝施工難點(diǎn)混凝土基礎(chǔ)底模工藝施工操作起來非常方便、快捷，與支架現(xiàn)澆相比，相同之處是基礎(chǔ)的碾壓、處理，不同之處是用澆筑混凝土層來替代搭設(shè)支架、鋪設(shè)底模。該工藝實(shí)施中需要解決三個(gè)方面的問題：1、認(rèn)真做好基礎(chǔ)處理，避免施工過程中出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降量過大和基礎(chǔ)不均勻沉降。2、解決好箱梁底板和混凝土基礎(chǔ)之間的脫模問題。3、與支架不同，混凝土

11、底模是一種剛性基礎(chǔ)，需要防止其對箱梁混凝土的約束破壞。該約束破壞主要體現(xiàn)在兩個(gè)階段，一是梁體混凝土強(qiáng)度的形成和養(yǎng)護(hù)期，二是箱梁預(yù)應(yīng)力施加過程。4.2、工藝控制要點(diǎn)針對上述三個(gè)施工難題，我們采取了多方面的施工控制措施，并取得了良好的效果。具體為：1、基礎(chǔ)回填處理前，先對原地面坑塘區(qū)進(jìn)行排水、晾曬固結(jié)，然后認(rèn)真做好清表、清淤工作，徹底清除松散、薄弱的下臥層。對于坑底標(biāo)高接近或低于地表常水位的區(qū)域，采取拋填大塊宕渣片石進(jìn)行擠淤固結(jié)的措施。2、基礎(chǔ)填筑時(shí)，嚴(yán)格控制層厚和壓實(shí)指標(biāo)，以每一層的承載力達(dá)標(biāo)來保證基礎(chǔ)整體的承載力合格。3、在靠近墩身、承臺處，做好成品保護(hù)工作，機(jī)械操作不能到位的地方，采取人工作

12、業(yè)。人工填筑沙土，采用“灑水夯實(shí)”法，層厚控制在20cm以內(nèi)，填筑到預(yù)設(shè)標(biāo)高后，頂部填筑兩層25cm厚的小粒徑宕渣封層夯實(shí)。4、做好施工場地四周和場地內(nèi)的排水工作，在緊靠用地紅線內(nèi)側(cè)挖設(shè)兩條縱向主排水溝，場地內(nèi)排水與之構(gòu)連，形成通暢的排水系統(tǒng)，做到平時(shí)不浸泡、雨停場地干。5、底模11.64m寬混凝土分做三幅澆筑，先兩側(cè)、后中間，縱向坡度按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置，縱向每50cm預(yù)埋一道PVC管作為側(cè)模底口拉桿孔，做好混凝土表面收光和灑水養(yǎng)護(hù)工作。6、加強(qiáng)對基礎(chǔ)底模的測量監(jiān)控，在四周邊緣易于觀測的位置布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，在箱梁混凝土澆筑前、澆筑中、澆筑后和張拉過程中進(jìn)行觀測，做好記錄，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，

13、發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)解決。7、考慮到混凝土底模的光潔度不夠，在其表面鋪設(shè)一層五夾板，采用水泥釘沿四周和十字軸線施釘牢靠，做到不翹曲。五夾板表面涂刷脫模油，風(fēng)干后方可進(jìn)行鋼筋安裝。8、預(yù)防剛性底模對箱梁混凝土的不利約束，我們采取了四點(diǎn)主要措施：A、如上所述，在基礎(chǔ)底模和梁底之間加設(shè)了一層五夾板隔離層，減小剛性底模對梁體混凝土的約束。B、在預(yù)應(yīng)力體系張拉作業(yè)完成之前，嚴(yán)禁在箱梁頂板堆放任何材料、器具，避免外部荷載作用的不利影響。C、試驗(yàn)室加強(qiáng)對箱梁混凝土強(qiáng)度、彈性模量增長的監(jiān)控，在現(xiàn)場多留置同步養(yǎng)生試件，從第三天齡期開始每天進(jìn)行試件強(qiáng)度、彈模試驗(yàn)，一旦兩者都達(dá)到設(shè)計(jì)要求的張拉標(biāo)準(zhǔn)，第一時(shí)間著手進(jìn)行預(yù)應(yīng)力

14、施加，盡早、盡快的防止箱梁混凝土約束裂縫的產(chǎn)生。D、箱梁縱向預(yù)應(yīng)力的施加是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是底板最容易出現(xiàn)約束裂縫的過程。在嚴(yán)格執(zhí)行“先腹板束，再頂板、底板束；先長束、后短束；各部位鋼束橫向?qū)ΨQ張拉”的原則下，我們把整個(gè)張拉過程劃分成“起拱前、起拱中、起拱后”三個(gè)階段進(jìn)行區(qū)分控制，采用全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行全程觀測監(jiān)控；同時(shí)把各部位的鋼束進(jìn)行分批，如腹板束N1-N6分成N1和N2、N3和N4、N5和N6三批，每批鋼束張拉完成后間隔等待30分鐘。起拱前、起拱中，每束鋼絞線張拉時(shí)，采取“五步驟”張拉，即“0.1k0.2k0.5k0.7k1.0k”，并盡量放緩每個(gè)行程的節(jié)奏、適當(dāng)延長持荷時(shí)間；起拱后，鋼絞線可恢復(fù)常規(guī)的“三步驟”張拉，并取消分批間的間隔時(shí)間。三個(gè)階段的判別，我們采取了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)一，儀器觀測到箱梁上拱值達(dá)到±1mm，肉眼觀察到箱梁底板和底模交接處的混凝土有輕微掙脫、掉渣跡象；標(biāo)準(zhǔn)二，儀器觀測到箱梁上拱值達(dá)到±3mm，肉眼明顯觀察到箱梁底板和底模交接處的混凝土出現(xiàn)脫縫；標(biāo)準(zhǔn)一之前為起拱前階段，標(biāo)準(zhǔn)一、二之間為起拱中階段，標(biāo)準(zhǔn)二之后為起拱后階段。通過上述措施，我們達(dá)到了對箱梁施工質(zhì)量的有效控制：剛性基礎(chǔ)底模承載力滿足要求，沒有出現(xiàn)不利沉降；箱梁混凝土底