談滑模施工在高墩柱施工的應(yīng)用

謝 宇

0 引言

隨著高速公路橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，各種大跨徑、高墩柱的橋梁不斷涌現(xiàn)，采用什么施工方法能保證施工質(zhì)量、進度、安全和經(jīng)濟效益的全面體現(xiàn)，結(jié)合山西平陽高速公路實例說明采用滑模進行高墩柱施工的可行性。

1 項目概況

山西平陽高速路基9標位于山西省陽泉市境內(nèi)，由中交一公局第一工程有限公司承建。起點樁號為:K28+420，終點樁號為:K31+400，全長為2.98 km，中標價為3.34億元。其中，該標段施工的山底大橋(18-40 m預(yù)應(yīng)力先簡支后連續(xù)混凝土T梁)共有24個等截面實心墩(3 m×2 m)，16個薄壁空心橋墩(7.5 m×2.5 m)，其中4號、8號 ～11號為空心薄壁等截面橋墩;5號、6號、7號為50∶1的空心變截面橋墩。墩身設(shè)計高度一般在40 m以上，最高墩柱為55.4 m。

根據(jù)該標段的墩身高度設(shè)計比較高，且工期要求緊的特點，該項目部對滑模施工、爬模施工、翻模施工等各種施工方案進行了研究和對比，根據(jù)滑模施工相對于其他施工方案特有的連續(xù)性好，進度快，質(zhì)量好，材料消耗少等諸多優(yōu)點，結(jié)合該項目的實際情況，最終采用滑模澆筑施工方案。

2 具體工藝及實施過程

2.1 施工前準備

滑模結(jié)構(gòu)設(shè)計:滑模體采用液壓調(diào)平內(nèi)爬式。滑模體要滿足強度、剛度及穩(wěn)定性要求。滑模裝置主要由面板、桁架、操作盤、提升架、支撐桿液壓系統(tǒng)等部分組成。面板、桁架、操作盤、提升架等構(gòu)件間均為焊接連接。

1)面板。為了保證模板剛度、表面平整度，保證脫模混凝土的成型及表觀質(zhì)量，面板采用δ6 mm鋼板制作，用63×6角鋼作筋肋，模板高度1.26 m，為了便于脫模，模板按一定錐度設(shè)計，上下口相差2 mm。

2)桁架。桁架主要用來支撐和加固模板，使其形成一個整體，根據(jù)水平測壓力計算，桁架采用矩形桁架梁(截面尺寸100 cm×100 cm，140 cm×110 cm)，桁架與模板的連接采用50 mm×5 mm角鋼焊接。

3)提升架。提升架主要用于支撐模板體、桁架、滑模工作盤，夾固桁架梁，避免變形。并通過安裝在其橫梁上的千斤頂支撐在爬桿上，整個滑升荷載通過提升架傳遞給爬桿。爬桿采用φ48×3.5 mm 焊管。

4)工作盤。工作盤支撐在提升架的主體豎桿件上，通過提升架與模板連接成一體，并對模板起著橫向支撐作用。采用桁架上平面作為工作盤，盤面采用δ50 mm木板鋪平，為防止墜物，盤面必須密實、平整并保持清潔。

5)輔助盤。輔助盤懸掛于桁架梁和提升架下方2.5 m處，為便于施工人員隨時檢查脫模后的混凝土質(zhì)量，及時修補混凝土表面缺陷，以及及時對混凝土表面進行養(yǎng)護。

6)支撐桿。支撐桿的下段埋在混凝土內(nèi)，上段穿過液壓千斤頂?shù)耐ㄐ目祝惺苷麄€滑模荷載，并代替一根豎向鋼筋存留在混凝土內(nèi)。在選用HM-100型液壓千斤頂?shù)耐瑫r，選用φ48×3.5 mm焊管作為支撐桿，在施工前必須進行受力計算，驗證其承載力及穩(wěn)定性符合要求。

7)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由YKT-36型液壓控制臺、HM-100型液壓千斤頂、油管及其他附件組成。組裝前必須檢查管路是否通暢，耐壓是否符合要求，有無漏油等現(xiàn)象，若有異常，及時排除。

2.2 施工工藝

施工工序:

混凝土下料→平倉→振搗→滑升→鋼筋綁扎→下料。

1)鋼筋焊接和綁扎。

滑模施工的特點是鋼筋綁扎，混凝土澆筑，滑模滑升平行作業(yè)，連續(xù)進行。

鋼筋的焊接采用電渣壓力焊，前期鋼筋綁扎從模板底部一直綁扎至提升架橫梁下部，起滑后，采用邊滑升邊綁扎鋼筋平行作業(yè)方式，鋼筋綁扎超前混凝土30 cm～50 cm左右。

2)混凝土澆筑。

混凝土采用混凝土罐車運輸至現(xiàn)場，由1 m3料斗通過卷揚機提升至工作面入倉。

3)滑模滑升。

混凝土初次澆筑和模體的初次滑升，嚴格按以下六個步驟進行，第一次澆筑10 cm厚，半骨料的混凝土或砂漿，接著按分層厚度不大于30 cm澆筑第二層，厚度達到70 cm時，開始滑升3 cm～6 cm，檢查脫模混凝土凝固是否合適，第四層澆筑后滑升6 cm，繼續(xù)澆筑第五層又滑升12 cm～15 cm，第六層澆筑后滑升20 cm，若無異常現(xiàn)象，便可進行正常澆筑和滑升。混凝土澆筑采用分層對稱澆筑，分層厚度不大于30 cm。

滑模的初次滑升要緩慢進行，施工轉(zhuǎn)入正常滑升時，應(yīng)盡量保持連續(xù)作業(yè)，由專人觀察脫模混凝土表面質(zhì)量，以確定合適的滑升時間和滑升速度。

混凝土澆筑前應(yīng)做混凝土凝固時間試驗。脫模的混凝土面應(yīng)無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺并能壓出1 mm左右的指印，能用抹子抹光。混凝土表面修補，一般用抹子在混凝土表面用原漿壓平。為了滑模能順利進行，混凝土供應(yīng)要連續(xù)。

4)測量控制。

滑模的測量控制，采用懸掛重垂線的方式進行。在四周外模上口各設(shè)兩根重垂線，以檢測整個模體的偏移及扭轉(zhuǎn)。利用千斤頂同步器進行水平控制，以確保整個模體垂直滑升。同時利用千斤頂?shù)母卟睿M行模體微調(diào)糾偏，旋轉(zhuǎn)或偏移較大時采用施加外力與調(diào)整局部千斤頂?shù)母卟钸M行糾偏。

5)混凝土養(yǎng)護。

為了保證混凝土得到良好的養(yǎng)護，在脫模后人工涂刷無色的養(yǎng)護劑，并用塑料布進行包裹。

2.3 施工技術(shù)要求

2.3.1 混凝土澆筑控制

1)嚴格控制混凝土配合比、水灰比、調(diào)整混凝土坍落度;

2)隨施工進行垂直度觀測;

3)掌握混凝土的澆筑厚度，分層厚度不大于30 cm;

4)滑升時注意控制初滑、正常滑升與末滑時間、防止表面裂紋;

5)滑升前對鋼筋安裝進行驗收，滑升過程對鋼筋的連接、綁扎、保護層在混凝土澆筑過程中嚴格控制;

6)滑升過程中對預(yù)埋件和二期混凝土插筋的安裝應(yīng)位置準確，固定牢固。脫模后應(yīng)及時清理使其外露，位置偏差不應(yīng)大于20 mm。

2.3.2 滑升控制

滑模滑升過程的基本要求:初滑→正常滑升→末滑。

正常滑升根據(jù)現(xiàn)場施工情況確定合理的滑升速度，首先，初滑階段，必須對滑模裝置和混凝土凝固狀態(tài)進行檢查。正常滑升過程的時間間隔不應(yīng)超過2 h，控制一次滑升高度30 cm。在滑升過程中，根據(jù)氣溫變化控制提升時間。

在滑升過程中，操作平臺應(yīng)保持水平。

2.3.3 滑模體型控制

1)滑模中心線控制。

為保證結(jié)構(gòu)物中心不發(fā)生偏移，在關(guān)鍵部位懸掛垂線進行中心測量控制，同時也保證其他部位的測量要求。

2)滑模水平控制。

一是利用千斤頂?shù)耐狡鬟M行水平控制;二是利用水準管測量，進行水平檢查。

2.3.4 停滑措施及施工縫處理

滑模施工需連續(xù)進行，因結(jié)構(gòu)需要或意外原因停滑時，應(yīng)采取停滑措施，混凝土停止?jié)仓螅扛?5 min滑升1個～2個行程，直至混凝土與模板不再粘結(jié)。由于停滑造成的施工縫，根據(jù)施工規(guī)范要求處理。然后將復(fù)工前混凝土表面殘渣除掉，用水沖凈，混凝土施工縫先鋪一層10 cm厚的水泥砂漿，然后再澆筑原配比混凝土，達到施工規(guī)范要求。

2.3.5 施工注意事項

1)操作盤和輔助盤要設(shè)護欄，并在護欄上圍護防護網(wǎng)，盤面經(jīng)常保持清潔，以防墜物傷人。

2)各種懸吊裝置固定要牢固可靠，必須進行日常檢查工作，確保安全無事故。

3)所有操作人員必須配戴安全帶及安全帽，施工現(xiàn)場周圍設(shè)立警戒線，無關(guān)人員禁止靠近。

4)做好電氣設(shè)備管理工作，防止漏電事故發(fā)生。

5)經(jīng)常檢查液壓管路系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)破損即時更換，防止高壓油管傷人。

3 完成效果及效益分析

1)施工質(zhì)量的控制。

該項目在滑模施工過程中采取各項技術(shù)控制措施，內(nèi)在質(zhì)量控制的較好，墩柱的截面尺寸、高程、豎直度等各項技術(shù)指標誤差范圍控制的很小，特別是豎直度，誤差均控制在5 mm之內(nèi)。

同時，由于不存在施工縫、施工連續(xù)性好，完成的墩柱混凝土表面光潔度好、平整度高，混凝土的外觀質(zhì)量比較好。

2)進度方面。

滑模施工和翻模施工對比進度的優(yōu)勢十分明顯。滑模模板高度為1.20 m～1.30 m，每小時可滑升30 cm左右，日滑升高度達到5 m～7 m;而翻模按每套6 m模板投入，4 d一個循環(huán)，日進度平均僅為1.5 m。

因此，在工期要求相對比較緊的情況下，采用滑模施工完全能夠保證工期的要求。該項目采用滑模施工的24個等截面實心墩，16個薄壁空心橋墩，設(shè)計高度共計1 040 m，從7月15日開始第一根墩柱的施工，到11月10日全部施工完畢，歷時不到4個月的時間。

3)經(jīng)濟效益方面。

a.采用滑模施工工藝每個墩位可以節(jié)省塔吊一臺，按3.5萬元/月計算，共8個×2空心墩(左右幅)、12個 ×2實心墩(左右幅)，4個月施工時間，共節(jié)省塔吊20臺×4月×3.5萬元/月，共計280萬元。

b.模板投入方面滑模施工也有明顯的優(yōu)勢，共投入5套模板:實心墩1套(5萬元)、空心墩等截面2套(11萬元)、空心變截面2套(13萬元)，共計費用29萬元。

如果采用翻模施工工藝，為了保證計劃工期(4個月)完成墩身施工，模板按周轉(zhuǎn)2次計算，則需投入模板費用為300萬元。

c.該項目滑模施工采用電渣壓力焊，實際操作按3元/接頭，而連接套筒成本為7元/接頭～8元/接頭，此項焊接工藝的改進為我項目節(jié)約成本在40萬元以上。

4)安全方面。

滑模施工時所采用的工作盤、輔助平臺均設(shè)計為半封閉狀態(tài)，外側(cè)設(shè)置防護欄桿和安全網(wǎng)，因此所有工人都在封閉狀態(tài)下的工作盤中操作，保證了工人高空施工的安全。且雙體連滑工作面大，工人操作空間大，安全隱患小。

4 結(jié)語

實踐證明，采用滑模進行高墩柱施工，無論從質(zhì)量、進度、安全、效益等方面都取得了良好的效果，值得在高速公路橋梁施工，特別是高墩柱施工中進行推廣應(yīng)用。

[1]吳庭杰.空心高墩翻模施工內(nèi)模整體提升技術(shù)[J］.山西建筑，2010，36(10):155-156.