薄壁空心墩翻模施工技術(shù)

郭 贊

(中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，山西太原 030024)

0 引言

目前國(guó)內(nèi)高墩施工的方法大致有滑模和翻模兩種。翻模施工作為傳統(tǒng)的施工方法，依靠混凝土對(duì)模板的粘結(jié)力自成體系，施工速度較快，外觀較滑模施工美觀，構(gòu)造簡(jiǎn)單，靈活性大，脫模時(shí)間有保證，施工接縫易處理。

1 工程概況

三淅高速公路XSTJ-3標(biāo)梅池大橋全長(zhǎng)688 m，起訖里程K15+458～K16+146。上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)40 m箱梁。橋墩采用柱式墩和空心墩。其中左線4-12號(hào)墩、右線3-11號(hào)墩采用空心墩。空心墩最高為左右線7號(hào)墩，均為65 m。墩身截面為等截面矩形，橫橋向長(zhǎng)度均為6.5 m，順橋向長(zhǎng)度為2.8 m。

2 主墩墩身翻模法施工

2.1 模板形式的選擇

因墩身較高，綜合考慮每節(jié)墩身施工時(shí)間、模板安裝、鋼筋的下料長(zhǎng)度為原則，每節(jié)墩身模板選定為2.25 m(鋼筋下料長(zhǎng)度為4.5 m，采用套筒連接)，內(nèi)模采用組合鋼模，拉桿與外模連接。空心墩墩身每10 m設(shè)置一道橫梁，具體分段為4×2.25 m+1 m，階梯向上支立，以上節(jié)模板作為下一節(jié)模板持力點(diǎn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工比較，一個(gè)墩配備2節(jié)2.25 m模板施工速度最快、鋼筋連接和模板安裝最易操作。

2.2 模板結(jié)構(gòu)及加工制作

模板的結(jié)構(gòu)形式主要由橫肋、縱肋、筋板和面板組成，橫肋采用［16槽鋼，兩根槽鋼中間每隔1.5 m設(shè)對(duì)拉螺栓孔，縱肋采用［10槽鋼，再用δ6×60扁鋼做筋板將縱肋相互連接成網(wǎng)格狀。面板采用δ6鋼板。經(jīng)過(guò)力學(xué)驗(yàn)算，面板撓度為0.76 mm;橫肋撓度為0.04 mm;縱肋撓度為0.115 mm;對(duì)拉桿拉力為 34.5 kN，表明大鋼模有足夠的剛度，能滿(mǎn)足墩身施工要求。對(duì)拉桿由M22螺桿，并用φ32 PVC管套裝，拆模后拔出，循環(huán)使用。操作平臺(tái)采用100 mm×100 mm×10 mm角鋼焊接于模板外側(cè)背肋形成，間距80 cm，每節(jié)模板頂設(shè)一層平臺(tái)，其上鋪設(shè)厚木板并用鐵絲固定，掛設(shè)安全網(wǎng)和防墜網(wǎng)，以保證施工人員在腳手架平臺(tái)上操作安全。

2.3 翻模施工工藝

2.3.1 施工準(zhǔn)備

模板進(jìn)場(chǎng)后為了保證墩身混凝土外觀質(zhì)量，遵照項(xiàng)目公司模板準(zhǔn)入制及施工標(biāo)準(zhǔn)化要求，首先進(jìn)行試驗(yàn)墩澆筑模板試拼，由總監(jiān)辦、總監(jiān)辦下屬中心試驗(yàn)室、施工單位質(zhì)檢人員、模板廠家四方共同對(duì)進(jìn)場(chǎng)模板加工制作所用原材、各部分尺寸、模板接縫及平整度進(jìn)行檢查，確定以上檢測(cè)項(xiàng)目全部合格后方能進(jìn)行試驗(yàn)墩澆筑。

在承臺(tái)施工完畢之后，及時(shí)清理承臺(tái)頂面墩柱范圍內(nèi)殘?jiān){(diào)直預(yù)留搭接鋼筋，放樣采用雙線制準(zhǔn)確測(cè)量放樣并彈出墩身混凝土實(shí)體輪廓線，根據(jù)輪廓線施作砂漿找平層，便于第一節(jié)墩身施工完畢后拆模及有效的控制第一節(jié)墩身模板底標(biāo)高一致。

2.3.2 鋼筋的加工及綁扎

墩身主筋為φ28螺紋鋼筋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及項(xiàng)目公司施工標(biāo)準(zhǔn)化要求，主筋采用直螺紋套筒機(jī)械連接，用通規(guī)和止規(guī)檢測(cè)。主筋連接后使用準(zhǔn)確度級(jí)別為10級(jí)的扭力扳手進(jìn)行校核，擰緊扭矩值達(dá)到320 N·m以上為合格。其他鋼筋的綁扎嚴(yán)格按圖紙中的位置、間距進(jìn)行綁扎焊接。綁扎完畢報(bào)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師檢查合格后進(jìn)行下道工序。

2.3.3 模板的安裝及檢查

根據(jù)項(xiàng)目公司施工標(biāo)準(zhǔn)化要求，模板安裝前將模板打磨，將面板上的銹跡及附著物清除干凈并涂刷3遍水泥凈漿除銹，并涂刷脫模劑。脫模劑須采用不污染混凝土表面的橋梁專(zhuān)用脫模劑，涂刷少而勻，防止流淌和產(chǎn)生較多的油泡，影響外觀質(zhì)量。模板拼裝完畢后，安裝外拉桿進(jìn)行模板加固。經(jīng)專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師檢查模板安裝的接縫及錯(cuò)臺(tái)、幾何尺寸、順直度、垂直度合格后進(jìn)行墩身混凝土澆筑。

2.3.4 混凝土的施工

1)混凝土的攪拌、運(yùn)輸及入模。混凝土在拌和站集中攪拌，由混凝土罐車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土輸送泵泵送或塔吊入模，為防止混凝土離析，混凝土自由傾落高度大于2 m時(shí)須在墩身兩側(cè)安置串桶，混凝土通過(guò)串桶進(jìn)入模板。

2)混凝土的澆筑。澆筑混凝土前，先將墩身內(nèi)雜物清理干凈，同時(shí)向混凝土接觸面灑水濕潤(rùn)，保證新老混凝土的連接質(zhì)量。混凝土采用水平分層的方法施工，插入式振動(dòng)器，根據(jù)試驗(yàn)墩經(jīng)驗(yàn)，每層厚度控制在30 cm～40 cm左右，防止混凝土堆積一處，振搗時(shí)容易出現(xiàn)崩模。為保證墩身模板受力均衡，施工順序?yàn)?先澆筑墩身四角，最后進(jìn)行薄壁墩身澆筑。振搗時(shí)間控制在20 s左右，以混凝土不再下沉、不再冒氣泡、表面泛漿為準(zhǔn)。混凝土澆筑過(guò)程中專(zhuān)人檢查并加固模板，防止拉桿螺栓松動(dòng)導(dǎo)致跑模、脹模。

墩身橫梁澆筑時(shí)外模采用高度為1 m的調(diào)整節(jié)模板施工，內(nèi)模倒角采用定型鋼模。考慮定型內(nèi)模的拆除，橫梁澆筑分2次進(jìn)行，橫梁中間部分采用木模最后澆筑。

模板拆除前采用澆水養(yǎng)護(hù)，拆除后用土工布、塑料薄膜包裹，冬季施工采用保溫罩保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，同時(shí)可避免墩柱混凝土受到污染。

3)混凝土頂面高度的控制。因墩身混凝土分節(jié)澆筑，控制好每節(jié)混凝土頂面高度可以保證相鄰兩段墩身接縫良好，從而保證混凝土的外觀美觀。每節(jié)墩身混凝土面稍高于模板頂，保證鑿毛后混凝土面與模板頂面平齊。

4)鑿毛。為了保證上下兩節(jié)段混凝土的良好結(jié)合，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后進(jìn)行人工鑿毛，鑿毛標(biāo)準(zhǔn)為:將混凝土表面的浮漿鑿除，露出新鮮骨料，完畢后清除混凝土殘?jiān)ＷC鑿毛的混凝土表面清潔。

5)模板拆卸和翻模。鑿毛完畢后，即可進(jìn)行下一循環(huán)施工。底層模板采用人工配合塔吊拆除，最上層一節(jié)模板作為下一節(jié)段的持力點(diǎn)，鋼筋綁扎完畢后用塔吊將模板安放到位。至此從下至上依次交替上升，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

2.4 翻模關(guān)鍵技術(shù)控制

1)模板的校立。由于高墩施工均是在高空中進(jìn)行，立模和校模時(shí)均沒(méi)有可靠的持力點(diǎn)，因此，模板的校立比較困難。經(jīng)方案討論比選和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在每層模板就位時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理模板拼縫，調(diào)整垂直度，做到層層控制，避免多種偏差積累，同時(shí)，應(yīng)加大模板剛度，避免翻模過(guò)程中，模板的扭曲和變形。

2)加強(qiáng)測(cè)量監(jiān)控。在高墩施工中，垂直度的控制極為關(guān)鍵，控制垂直度的根本在于控制墩身平面尺寸位置偏差。在高墩的測(cè)量控制上，采用立體測(cè)量控制技術(shù)，利用高精度LAICA TS06型全站儀進(jìn)行坐標(biāo)放樣跟蹤測(cè)量，每翻模一次必須校核。

3)階段接縫的處理。在澆筑下一節(jié)段時(shí)，上一節(jié)段澆筑的墩身混凝土已凝固并發(fā)生微量收縮，與最上層保留模板之間將會(huì)產(chǎn)生一定的縫隙，不僅造成節(jié)段的錯(cuò)臺(tái)較大，而且，最主要的是，澆筑混凝土?xí)r，水泥漿下漏，影響已澆筑部分墩身外觀質(zhì)量。

在實(shí)際施工中采取三個(gè)措施以解決此問(wèn)題。其一，在澆筑下一節(jié)段墩身混凝土前，將頂層拉桿再次緊固;其二，用原子灰或?qū)⑺酀{制成細(xì)條狀封堵縫隙;其三，翻模后，及時(shí)清除掉粘附在墩身上的水泥殘漿，并用水清洗。

4)單個(gè)墩身應(yīng)以最快的速度施工完畢，防止由于混凝土原材批次不同而產(chǎn)生的混凝土外觀色澤差異。

3 安全注意事項(xiàng)

翻模施工屬高空作業(yè)項(xiàng)目，要高度關(guān)注施工安全，杜絕各類(lèi)安全事故發(fā)生。

1)高墩施工人員必須經(jīng)常從用電安全、安全操作、不良環(huán)境下的自身保護(hù)等多方面進(jìn)行安全教育。

2)每個(gè)高空作業(yè)人員必須配備安全用品，并正確使用。

3)模板的操作平臺(tái)上必須設(shè)置護(hù)欄，防護(hù)網(wǎng)。

4)腳手架工作平臺(tái)與墩壁中間裝設(shè)安全網(wǎng)，并應(yīng)結(jié)實(shí)扎牢，以防人員或大塊重物掉落。

5)拆模時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施適當(dāng)固定已脫落的模板，防止模板晃動(dòng)，碰撞腳手架。

6)遇5級(jí)或5級(jí)以上的大風(fēng)、雷雨等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)停止露天高空作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

梅池大橋中翻模法的應(yīng)用，靈活的解決了高墩施工難度，并充分利用塔吊進(jìn)行模板安裝、拆卸，翻模快捷，定位準(zhǔn)確，施工平臺(tái)便于操作，提高了施工速度，經(jīng)濟(jì)效益明顯。減少了因滑模施工時(shí)外觀質(zhì)量較差，由于荷載布置不均、千斤頂爬升不同步、混凝土灌注不均等原因而產(chǎn)生中心偏移、水平偏移及扭轉(zhuǎn)等情況，是同類(lèi)型橋梁施工中值得借鑒的施工方法。

［1］三門(mén)峽至淅川高速公路西坪至寺灣(豫鄂省界)段施工用圖［Z］.

［2］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］JTG F80/1-2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(土建工程)［S］.

［5］孫世濤.新型高墩翻模設(shè)計(jì)與施工［J］.山西建筑，2013，39(2):180-181.