橋梁空心薄壁高墩施工和質量控制

李現平

（邢臺路橋建設總公司，河北 邢臺054001）

高速公路施工往往會受到施工現場地形的限制。空心薄壁高墩施工技術因能夠較好地適應復雜地形的施工而越來越多地在高速公路墩臺構造設計施工中得以應用。空心薄壁高墩是一種輕型的橋墩形式，它具有較好的力學性能，強度、剛度以及穩定性等均能滿足施工要求，同時施工速度快、工程造價低，能夠節省大量的混凝土和材料，因此在高速公路橋墩施工中被廣泛應用。不過，空心薄壁高墩施工工藝較為復雜，因此在其施工過程中，應加強質量控制。

1 工程概況

某高速公路大橋全長234.34m，其中上部結構采用2×30m+5×35m PC 連續T 梁和PC 連續-剛結T梁。下部結構則采用柱式墩、箱型墩配樁基礎以及柱臺配樁基礎。本工程部分墩臺采用雙薄壁空心墩，其高度介于40～81.6m之間，基礎采用鉆孔灌注樁。

根據本工程的具體情況，空心薄壁高墩采用翻模法施工技術。為了確保施工場地內的正常運輸，施工場地修建了施工便道，同時對高墩位置處的部分場地進行了平整。另外，在高墩上設置塔吊，用于模板的安裝和拆卸，以及鋼筋和混凝土運輸。

2 空心薄壁高墩施工技術

2.1 施工流程

空心薄壁高墩施工流程如圖1所示。

2.2 翻模模板設計

（1）模板高度的選定

翻模的主要組成部分為4 節段大塊組合模板、支架以及內外工作平臺。每一節翻轉的主要組成部分為內外模板、模板固定架、圍帶以及拉桿等。根據本工程的具體情況，翻模模板采用大塊組合鋼模板拼裝而成。考慮到工期較為緊迫，高墩施工的任務較大，決定每套一共采用4 層模板，每層1.5m，共6m。在施工中每次澆筑完成3節模板，即每次翻3 層模板，澆筑4.5m 高的混凝土。

圖1 空心薄壁高墩施工流程

（2）模板構造設計

空心薄壁高墩一共有內外2套模板，其中內模板采用定型鋼模板，而外模板則采用整體鋼模板。考慮到墩身的高墩較大，模板需要反復使用，因此鋼外模面板采用厚鋼板制作，其厚度控制為6mm。模板和槽鋼采用焊接的連接方式，以此作為施工的操作平臺，這樣能夠有效地提高混凝土的美觀。

（3）模板拉筋設計

模板拉筋的設計應滿足安全系數不小于2的要求，本工程拉筋采用的是精軋螺紋拉筋。這種拉筋具有強度和剛度高的特點，同時不需要因為壁厚發生變化而調整拉筋的長度。在對拉筋進行設計時，應對安立狀態下模板的抗風性和穩定性進行驗算，從而確保其滿足局部強度的要求。

2.3 塔吊的設置

考慮到空心薄壁高墩高度較大，采用30m以上的吊車無法滿足施工需要，因此本工程決定在主墩墩身處設置塔吊，以此用于模板施工以及鋼筋和混凝土運輸。

2.4 人行安全通道的設置

考慮到本工程中墩身的高度要求，采用兩種人行上下通道。當墩身的高度超過30m 時，人行安全通道采用門式爬梯。門式爬梯設置在高墩的旁邊，同時通過墩身的通氣孔將其與爬梯固定在一起，每隔5m 固定一次，這樣可以確保爬梯穩定。出于安全施工的需要，在爬梯上每隔15～20m 的高度設置一個休息平臺。當墩身的高度低于30m 時，人行安全通道采用搭設鋼管腳手架作為簡易通道。在空心薄壁高墩的施工過程中，應做好安全防范措施，加強各個施工人員的安全教育，同時在合適的位置設置警示標志。作業人員必須根據安全要求佩戴相應的安全裝備，在施工中應嚴格遵守相關的安全施工要求，注意用電、用火安全。

2.5 鋼筋的制作和安裝

上下層混凝土之間的接長鋼筋長度為4.5m。為了確保豎向鋼筋相接時穩固，應在墩身內面與外面鋼筋網內用18 槽鋼做成門型支架支撐，這樣可以有效預防鋼筋的傾斜，同時支架下部利用下層混凝土露出的鋼筋橫向固定位置，在支架上可以進行鋼筋網貼的接長作業。當進行豎向主筋接長時，采用直螺紋套筒，其余鋼筋的接長則采用焊接的方式，一般采用電弧焊。在對主筋套筒的連接時，直螺紋接頭應滿足受力性能不低于主筋的要求，同時還應確保接頭位置處于同一斷面的數量不得超過50%。在主筋連接施工中，應加強對接頭的檢查，確保每個接頭牢固。當進行其余鋼筋的電弧焊接時，對于Ⅰ級鋼筋應采用T422 焊條，而Ⅱ級鋼筋則應采用T506 以上的焊條。對于單面焊，應將接頭的搭接長度控制在10 倍的鋼筋直徑以上，而雙面焊，則應控制在鋼筋直徑的5倍以上。鋼筋安裝完成之后應對其進行檢查。表1所示為鋼筋的檢查項目。

表1 鋼筋的檢查項目

2.6 混凝土的施工

（1）攪拌和運輸

本工程中混凝土在拌和站進行集中拌和，完成之后采用混凝土攪拌運輸車將其運輸到施工現場。在施工現場采用天泵或者塔吊對混凝土進行垂直運輸。

（2）澆筑施工

本工程中墩臺最高可達80m以上，因此對混凝土的要求較高，需要滿足和易性、泌水性以及早強的要求。

①改善混凝土的內部條件，在其中摻入緩凝高效減水劑，同時應根據氣候條件對坍落度和水灰比進行適當的調整。

②在混凝土的運輸過程中，罐車應保持不斷的轉動，從而避免混凝土出現離析現象。混凝土采用分層布料的方式，每層厚度應控制在30cm，確保布料均勻。

③封頂施工。當模板翻升接近墩頂封閉段時，應暫時停止施工。利用墩頂實體段以下通風孔搭設外側施工平臺，同時安裝好外模板、圍帶、模板固定架等。在空心墩壁內側預埋構件作為設置鋼橫梁的支點，接著在橫梁上設置傳力桿件作為支撐，然后設置封頂段底模，最后即可進行墩頂封閉段混凝土的澆筑。

（3）混凝土的養護

當混凝土澆筑完成之后，應及時進行養護施工，以避免裂縫出現。當模板拆除完成之后，應在墩柱的外圍設置噴淋裝置，一般采用鋼管或者硬質水管。同時采用高壓水泵供水，以此作為墩柱混凝土灑水養護裝置。混凝土的養護時間應控制在7d以上。

3 空心薄壁高墩施工的質量控制

（1）在高墩的施工過程中，需要進行多次翻模，因此應確保墩身的垂直度和中心位置的準確性。在施工中，對于墩身位置的定位采用的是三維空間定位法。采用全站儀對墩身的四角坐標進行控制。在模板安裝之前，應先在墩身上測放出模板的四個控制點。在對模板進行安裝時，應采用鉛垂線對墩身模板的垂直度進行控制。模板安裝完成之后，應對墩身四角的坐標進行復核，確保與理論數值相符。在每次混凝土澆筑施工之后，均應對墩身四角的坐標進行測量，從而確保墩身的尺寸滿足要求。

（2）當進行混凝土的澆筑施工時，往往需要進行多次澆筑，這會對混凝土的外觀質量造成影響，因此應采取措施確保混凝土的外觀質量。混凝土的各種材料組成成分均應來自同一廠家，以確保外觀的一致性。為了確保混凝土滿足要求，應對混凝土的配合比進行適當的調整，同時在其內摻入適量的粉煤灰和減水劑，從而確保混凝土顏色均勻。在混凝土澆筑施工之前，應先對上次混凝土的施工面進行鑿毛處理，同時對各個構件進行細致的檢查，確保滿足要求，并采用高壓水槍對雜物進行清理。

（3）當對混凝土進行分層澆筑時，應確保厚度、順序和方向符合工序要求。當采用插入式振動棒對混凝土進行振搗時，其移動間距應控制在1.5 倍的振動器作用半徑之內，同時確保振搗棒與側模之間的距離控制在5～10cm 之間，避免對側模和預埋構件造成碰撞。澆筑施工應盡量安排在一天溫度最低時進行。對混凝土進行養護時，應確保其保持濕潤，通常情況下每隔3～6h 灑水一次。

4 結語

空心薄壁高墩施工技術由于能夠較好地適應復雜的施工地形，因此在高速公路墩臺構造設計施工中得以廣泛使用。本文結合某橋梁施工實例，系統地探討了空心薄壁高墩的施工過程，同時結合成功的實踐經驗，提出切實可行的施工控制技術。工程實施效果表明，空心薄壁施工速度快、工程造價低，能夠節省大量的混凝土和材料，可在高速公路橋墩施工中廣泛應用。

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