总结高寒地区重力式桥墩深水承台在江河上采用的冻结法施工

第一篇：总结高寒地区重力式桥墩深水承台在江河上采用的冻结法施工

总结高寒地区重力式桥墩深水承台在江河上采用的冻结法施工

前述：在高寒地区冻季施工桥梁承台基础。该工艺施工于气温达-25℃以上的地区，在我国东北大兴安岭、黑龙江等地区，邻国俄罗斯、蒙古等国的部分地区。采用冻结法施工桥梁下部承台基础，主要是利用高寒气候自然条件资源，充分利用冬季施工深水承台。施工期限每年的11月20日以后至次年的2月10日为安全期，计为82天。如在施工中发现河下水丰富，往下冻结速度较慢，可采用冻导法、冻断法、冻围法施工。冻导法就是在该承台基坑开挖的上游10m处开挖冰槽，把冰下河底水导向一侧流向下游；冻断法就是在施工区冰面上游20m处开挖1m宽冰槽冻断河下水，然后在上游选一点用炸药把冰面炸开，让水从冰面流向下游，流水处做好围堰，把水引导向下游50m处再炸一个冰洞，水从上游冰口而出，经由70-80m的冰面流入下游河面的冰下，下游不得不开冰洞，否则水流在冰面1公里左右冰面增厚，导致上游作业区淹在水中无法施工；冻围法就是在承台基坑处四周开1m宽的冰槽，阻止水流入基坑，四周开槽接头相互错开2m，当工期到了2月10日左右该处还未施工完毕需延期时，可把冰上的冻围堰槽内填满大粒盐，上面盖20cm厚锯末，可延期7-10天。

一、重力式桥梁承台采用冻结法在大江大河封冰后进行，开始测量放线定位要考虑施工情况：冰面上四周每个边向外多放出1.5m宽，根据严寒程度安排每天刨冰深度，开始刨冰可用大镐刨，当刨到离河底水面40cm厚时，需用刨冰专用工具进行。刨冰锤重量不大于0.1kg，柄长70cm左右。刨冰每天进行，保持离冰下水位20cm左右，大于20cm厚的冰层就需刨除。刨冰工作安排在每天上午8-10点钟，刨出的冰用机械清走，每天冻一层刨一层循环作业，当发现用小锤把冰刨漏水时，可用棉絮堵上，直到刨到河底土层。如河面冰不采用冻结法，自然冰冻厚度在0.8-0.9m厚，气温在﹣25℃－﹣43℃之间，冰冻厚度与地下水温、水深及水流速度有关，一般冰下水温在为﹢3℃－﹢5℃，而在流速较快的急流外露水，最底层水温一般为﹣3℃左右。在森林山区土的永冻层为2.23m，超过2.3m的地下的地就是永冻层，在高塞地区平原地带永冻层为3m以下，如蒙古满洲地区为例。只有掌握了地质、气候、季节、温度等，才能掌握土区施工规律，对于施工成本、进度、质量、安全方能有胜算性。

了解上述气候地质情况便于在该地区施工，对于相应的施工防寒措施好采取有效的控制，才能确保高寒地带冬季施工的安全性，了解了地区气候条件，才能开展工作。对于基坑刨冰不能操之过急，不能把冰刨漏水，否则前功尽弃，还要重新施工。在用专用破冰锤刨冰时，凿漏一个小洞可用棉絮堵上，等待基坑冰冻30cm厚再往上刨冰，当施工时间较紧，应采用大型吹风机在该基坑上向下吹风，3台吹风机在三个角的基坑上面35°角往下吹形成涡流风，利用严寒气温强制加速往下冻结，最深可冻结4m深，要想往下冻，河面在施工基坑处的冰面15m范围内降2m深的冰。一般情况下，冻到河底处，需采用河底围堰施工，可采用木制板桩、大框，也可采用钢板桩、型钢大框，其围堰内的安全系数不小于1.5。基坑内的土方，根据施工现场情况，可采用小型机具，也可采用人工作业，但到基坑底标高30cm时必须采用人工挖取，超挖过设计标高时，不得用土方回填，应用砼回填或者砂砾石、碎状态石回填。基坑开挖完成后，围堰四周板桩做好，截水沟在抽水泵水龙头处设0.7-1.3m深的抽降水外排积水井，保证基坑内处于无水状态。钢筋模板施工，在采用冻结法施工时，在江河基坑的下游100m处，把冰面凿出一个或者多个放水口，因上游基坑冻结施工，水无法正常排出，造成基坑内的水压较大，在下游放水以减少基坑内水压。

二、承台基础挖完，在零下40℃以上的情况下混凝土施工。首先，对粗骨料进行48h前加温，加温的粗骨料数量必须满足一次砼浇筑的数量要求，加温可采用搭设火坑，火坑面铺设钢板，火坑钢板上铺设10cm厚的中粗砂做为垫层，火坑四周可用木板等围起来，再把火坑上装满粗骨料，用帐篷布四周盖好围上，在要浇筑混凝土48h前生火，生火后应5h测一次粗骨料的温度，当生火火5h后，打开盖在火坑上的骨料帐篷布，往骨上面均匀洒一部分水，再盖上骨料上面的帐篷布，通过水分渗透变为蒸汽，把储料坑上的骨料均匀加热，而多余的水分渗出坑下面的隔层砂内，形成水蒸气，同时也预防了骨料局部加温过高对质量的影响。骨料宜加温到45℃，在使用时，盖在料上的敞篷布不能大面积都解开，哪个部位装料就解开一部分，因天气温度在零下40℃左右，热量损失较快，拌和混凝土及外加剂用水温度控制在45-90℃之间。开盘时水温要高一些，拌和机首盘应用加热水预热拌合设备，拌合机下应该设一盆炭火，保持机身温度。拌合用的水泥、砂不加温，运输罐车需用热水预热，对承台基坑内与混凝土接触的面都应用热水预热，现场浇注准备工作到位，浇注过程与一般混凝土浇筑施工相同，不过振捣时间要适当延长，因振捣骨料碰击也产生热量，不过也不可过长，否则骨料下沉影响混凝土质量，根据施工经验而确定。承台混凝土浇筑完成，基坑内停止抽水外排，让基坑内回水，用自制电阻加热器对基坑内的水进行加热，一个加热器组需9000w，根据基坑内水的体积而确定采用多少组加热器，需采用热功率计算，确保浇筑混凝土后基坑下面的水温不低于80℃为宜。浇筑72小时候方可抽水拆承台模板。

三、高寒地区冬季桥墩身及帽梁混凝土施工。墩身及帽梁钢筋、模板施工完成，把墩身和支架全部用帐篷搭盖完，根据墩身的高度安装火炉数量，一般15m高以下的桥墩帽不少于8和火炉，桥墩四周都有炉子，火炉与模板间距为0.8—1.0m处，炉子排的烟通过炉筒子排到棚外。烧炉工应是专职人员，每2小时测一次桥墩模板最低处的温度及棚外温度，填写温度检测记录，棚内设电灯，检查墩顶混凝土凝固强度，当发现墩顶混凝土凝固干缩时，在墩顶上盖土工布洒温水养护，温水来源于每个炉子上都有盛满水的水壶，养护5天后方可拆模。

四、高寒地区桥头选用制梁场。制梁场地要求：①场地应顺桥方向，场地土质不得在冻胀土地区，制梁区应高于原地貌0.8m，应考虑存梁、装运、移梁等因素。②制梁场要是设在原地貌较低处，应人造制梁场地，制梁台座下应设混凝土基础，确保成梁后张拉前制梁台座不因洒水养护而下沉或因温度过低地质受冻而向上胀，把浇筑后的梁向上胀坏而产生多道裂纹。冬季施工采用蒸汽养护，按制梁场设计布置图，安装由锅炉房出来的供气管道，分部在每一个制梁台座的两侧腹板下面，按规范要求进行养护，分静停、升温、恒温、降温四个阶段，强度、弹模满足要求后进行张拉压浆，待压浆管道浆体强度达到设计要求后方可移到篷外。混凝土浇筑与钢筋施工完成后扣篷供气。

五、高寒地区-30—-40℃架梁铺轨。①大型T梁一般为30—40m，在运输过程中应固定牢固，在高寒地区冬季铺轨架梁根本就无土可取，采用地面上的雪进行修筑运梁道，首先把雪堆成路基形状，每层雪铺筑厚度30—40cm，雪路宽度4.5m左右，路中间最下层用圆木放在里面（顺桥向放），圆木的直径不小于20cm，纵向圆木搭接头应错来3m，运梁道第一层雪铺筑完成后，在河水面凿出一个冰眼，用水泵往运梁道上铺的雪上灌水，每天铺一层雪、灌一次水，达到运梁道标高时，铺上一层枕木、调平、固定位置，进行灌水冻结后再铺设轨道，在铺设轨道、运梁及架梁轨道路都可以这样做。40m T梁有120t左右，运梁前河内冰面上下游60m内不得凿出冰眼，必须先试行，有应急措施和方案，经试运行检查合格后方可正式运行。笔者是该工艺施工的组织者也是现场的设计者，成功的运架了3座大桥，这种运架梁方法是台车轨道运梁法。运梁车牵引可用卷扬机，也可用台车上的牵引机。②第二种运梁方法：从制梁场的运梁道处浇水冻冰，把地面浇筑5cm厚的水，一夜冻结，自制30cm高的运梁钢托盘，把制好的梁装在托盘上，前面用大马力推土机拉，后面用推土机大铲往运梁托盘下面一碰，梁就起动了，前面的一台推土机拉运到架桥机喂梁处。

六、T梁架设。按规范及操作规程施工，根据支座放样进行就位，边梁就位后外侧必须支撑好，当第二片梁就位后，马上进行横向焊接，焊接牢固，不少于4个连接面，每架一片T梁都须及时焊接横向连接。架桥机过孔时，横向移动轨道下木方必须垫平、牢固。对于架桥机的顶板高度严重超限时，应在桥面铺装前进行堆载预压后，进行顶隔板横向焊接，保证桥面系施工厚度。

富吉宣

2011-5-9