1、混凝土剛性基礎底模工藝在現澆箱梁施工中的應用摘要：文章所述的混凝土剛性基礎底模類似于常規梁板預制工藝中的混凝土基礎臺座，工藝施工方便、快捷，但卻因為底模的剛性對梁體混凝土的自由約束較大，相應增加了混凝土裂縫產生的風險。本文結合該工藝在xx跨江大橋南岸陸地區引橋現澆箱梁施工中的應用，介紹了一些預防裂縫出現、控制施工質量的有效措施和成功經驗。關鍵詞：剛性基礎 底模 自由約束 裂縫 質量 措施0、前言嘉興至紹興跨江公路通道xx大橋南岸陸地區引橋為兩聯5×50m預應力混凝土連續箱梁，按雙向八車道高速公路標準設計，分左右兩幅布置。箱梁連續體系設計為逐跨澆筑施工，跨間縱向預應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，由于原地面標高與設計梁底高程相差不大，不具備支架搭設條件，我們采用了原地面回填處理、混凝土剛性基礎充當底模的施工工藝，制訂了一系列的質量控制措施，并對實施過程進行了跟蹤監控、完善總結。1、工藝的提出陸地區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1.8m厚中橫梁和梁端設1.45m厚端橫梁。箱梁標準斷面見下圖：圖1 箱梁標準橫斷面按照常規施工思路，我們20跨箱梁原定施工方案為支架現澆施工。但是，25#墩至27#橋臺的現場地面基礎情況十分不利， 具體如下：、25#-27#墩位處原

3、為魚塘、蝦塘區，地面表層10m范圍內地質為粉質沙土，基樁施工前我們對樁位處小范圍內填筑宕渣進行了排淤、固結處理，原地面高程抬高約50cm。處理后的地面高程與設計梁底高程相比，或高、或低，相差均在1.3m范圍內。具體數據見下表。、我們的支架現澆方案結合項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計情況，對支架搭設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，箱梁標準橫斷面全幅寬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，且施工現場附近

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

5、案，經過多次會議討論、分析，提出了混凝土基礎底模的施工工藝措施。2、工藝的可行性分析我們通過實地勘察、計算分析，并經多方調研、咨詢和討論，認定混凝土基礎底模方案可行，施工質量、安全有充分的保障。依據如下：、原地面標高與設計梁底高程相差不大，從表1中的數據計算可得均差為-25cm，考慮到清淤、清表處理深度，填筑總體高度在100cm以內。填筑方量不大，采用挖掘機、自卸車填土，配合以壓路機碾壓密實，可以輕易實施。、參照施工手冊，粉砂土（水上）的容許承載力為：密實情況下300KPa， 中密情況下200KPa。根據以往施工經驗，填筑粉砂土，通過壓路機充分碾壓，密實度可以輕易達到中密以上。而我們按照箱梁設

6、計構造尺寸對基礎進行加載計算時，求得的最不利截面承載力要求為80.5 KPa，遠小于粉砂土中密時的允許承載力200 KPa。經過計算求得的箱梁底板、腹板、翼緣板對應位置的地基承載力需求值見下表。承載對應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、翼緣板對應位置的地基承載力需求值、我們考慮的基礎底模，在粉砂土上層還要填筑50cm厚度的宕渣進行封層碾壓，其上再澆筑15cm厚度的混凝土進行找平、補強。通過這兩層的加強，基礎承載力絕對有保障。3、工藝施工介紹混凝土基礎底模的工藝原理類似于常規梁板預制施工中的混凝土臺座。當下部結構施工結束后，對施工作業區直接

7、進行回填處理，碾壓密實后頂層澆筑15cm厚度的C20混凝土進行補強、找平，混凝土強度形成后充當底模，在其上進行常規工序施工：安裝箱梁側模，安裝底板、腹板鋼筋，安裝內模，安裝頂板鋼筋，預應力管道安裝與鋼筋安裝穿插進行，澆筑混凝土等。3.1、基礎底模施工N25#墩N27#墩底模基礎自上而下分為三層結構，第一層為15cm厚度的C20混凝土，從設計箱梁底向下-15cm；第二層為50cm厚度的宕渣，從設計梁底-15cm至-65cm；第三層為填筑沙土，厚度由現場清淤后的標高確定，分層填筑、層厚控制在50cm范圍內。沙土回填前，先對蝦塘、泥漿池進行徹底清淤處理，基礎處理范圍為橋中心軸線向兩側48m的寬度。回

8、填時采用壓路機進行分層碾壓，每回填壓實一層后采用觸探儀進行承載力測試，承載力達到100KPa（砂土層取1.2倍的安全系數）以上方可進行下一層回填。沙土層回填到預定標高后，上鋪50cm厚的宕渣補強，充分碾壓整平后上層再鋪設15cm厚C20混凝土調平。經現場檢測，我們在填筑沙土時取得的地基承載力強度普遍在240 KPa左右，達到了預想的承載力目標。具體數據見下表。測點位置所測點數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#墩現場碾壓處理后實測地基承載力（KPa）圖2地基承載力檢測 圖3宕渣補強 圖4 底模澆筑3.2、基礎

9、底模預壓為了驗證混凝土基礎底模的實際承載力效果，我們對26#-27#墩左幅第一跨基礎進行了堆載預壓試驗。采用堆砂袋法進行加載，荷載按梁體底板、腹板及翼板處的重量分布進行區分布置，最終加載總量為箱梁自重的130%。經測量觀測，24小時內最大沉降為3mm，滿足施工承載力要求。 3.3、基礎底模的使用和拆除基礎底模混凝土強度形成后，表面鋪設一層五夾板隔離層，然后即可展開常規現澆箱梁的模板、鋼筋和混凝土施工作業工序，此處不再贅述。待箱梁預應力體系張拉、壓降和封錨等作業完成后，即可安排基礎底模的拆除施工。考慮到機械作業不具備空間條件、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。從每跨箱梁外側靠近基礎底模下緣縱向開挖坑槽，寬度1.0m，深度約1.0m、到達沙土層即可，然后分段采用高壓水管向基礎底模下橫向射水，并同步布設足夠數量的泥漿泵將泥沙抽運到指定地點。最終抽沙高度由設計方進行指定。 圖5 底模預壓4、工藝施工難點和控制要點4.1、工藝施工難點混凝土基礎底模工藝施工操作起來非常方便、快捷，與支架現澆相比，相同之處是基礎的碾壓、處理，不同之處是用澆筑混凝土層來替代搭設支架、鋪設底模。該工藝實施中需要解決三個方面的問題：1、認真做好基礎處理，避免施工過程中出現基礎沉降量過大和基礎不均勻沉降。2、解決好箱梁底板和混凝土基礎之間的脫模問題。3、與支架不同，混凝土

11、底模是一種剛性基礎，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在兩個階段，一是梁體混凝土強度的形成和養護期，二是箱梁預應力施加過程。4.2、工藝控制要點針對上述三個施工難題，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、基礎回填處理前，先對原地面坑塘區進行排水、晾曬固結，然后認真做好清表、清淤工作，徹底清除松散、薄弱的下臥層。對于坑底標高接近或低于地表常水位的區域，采取拋填大塊宕渣片石進行擠淤固結的措施。2、基礎填筑時，嚴格控制層厚和壓實指標，以每一層的承載力達標來保證基礎整體的承載力合格。3、在靠近墩身、承臺處，做好成品保護工作，機械操作不能到位的地方，采取人工作

12、業。人工填筑沙土，采用“灑水夯實”法，層厚控制在20cm以內，填筑到預設標高后，頂部填筑兩層25cm厚的小粒徑宕渣封層夯實。4、做好施工場地四周和場地內的排水工作，在緊靠用地紅線內側挖設兩條縱向主排水溝，場地內排水與之構連，形成通暢的排水系統，做到平時不浸泡、雨停場地干。5、底模11.64m寬混凝土分做三幅澆筑，先兩側、后中間，縱向坡度按照設計要求設置，縱向每50cm預埋一道PVC管作為側模底口拉桿孔，做好混凝土表面收光和灑水養護工作。6、加強對基礎底模的測量監控，在四周邊緣易于觀測的位置布設沉降觀測點，在箱梁混凝土澆筑前、澆筑中、澆筑后和張拉過程中進行觀測，做好記錄，并對數據進行整理、分析，

13、發現問題、及時解決。7、考慮到混凝土底模的光潔度不夠，在其表面鋪設一層五夾板，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，風干后方可進行鋼筋安裝。8、預防剛性底模對箱梁混凝土的不利約束，我們采取了四點主要措施：A、如上所述，在基礎底模和梁底之間加設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、在預應力體系張拉作業完成之前，嚴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、試驗室加強對箱梁混凝土強度、彈性模量增長的監控，在現場多留置同步養生試件，從第三天齡期開始每天進行試件強度、彈模試驗，一旦兩者都達到設計要求的張拉標準，第一時間著手進行預應力

14、施加，盡早、盡快的防止箱梁混凝土約束裂縫的產生。D、箱梁縱向預應力的施加是最為關鍵的一個環節，也是底板最容易出現約束裂縫的過程。在嚴格執行“先腹板束，再頂板、底板束；先長束、后短束；各部位鋼束橫向對稱張拉”的原則下，我們把整個張拉過程劃分成“起拱前、起拱中、起拱后”三個階段進行區分控制，采用全站儀、水準儀進行全程觀測監控；同時把各部位的鋼束進行分批，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，采取“五步驟”張拉，即“0.1k0.2k0.5k0.7k1.0k”，并盡量放緩每個行程的節奏、適當延長持荷時間；起拱后，鋼絞線可恢復常規的“三步驟”張拉，并取消分批間的間隔時間。三個階段的判別，我們采取了兩個標準：標準一，儀器觀測到箱梁上拱值達到±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；標準二，儀器觀測到箱梁上拱值達到±3mm，肉眼明顯觀察到箱梁底板和底模交接處的混凝土出現脫縫；標準一之前為起拱前階段，標準一、二之間為起拱中階段，標準二之后為起拱后階段。通過上述措施，我們達到了對箱梁施工質量的有效控制：剛性基礎底模承載力滿足要求，沒有出現不利沉降；箱梁混凝土底