高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用

薛鴻儒

摘要：在高速公路橋梁施工的過程中，高墩施工技術(shù)是非常重要的，其特點(diǎn)在于投資較高，而且具有較高的危險(xiǎn)系數(shù)，需要消耗大量的時(shí)間，施工過程中具有較大的難度，在高速公路橋梁當(dāng)中，高墩是承受壓力的重要部件，所以，在施工的過程中需要具有較高的技術(shù)。

Abstract： In the process of expressway bridge construction， high pier construction technology is very important. It is characterized by high investment and high risk factor. It takes a lot of time and has great difficulty in the construction process. In the expressway bridges， the high pier is an important part of the pressure， so it is necessary to adopt high technology in the construction process.

關(guān)鍵詞：高速公路；高墩；橋梁；施工技術(shù)

Key words： expressway；high pier；bridge；construction technology

中圖分類號：U445.55+9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）03-0119-03

0 引言

交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，是當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保證，高速公路的施工建設(shè)引導(dǎo)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，政府加大力度建設(shè)高速公路也是為了能夠保證經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。所以針對當(dāng)前社會(huì)情況，對于施工的要求不僅在技術(shù)上，同時(shí)也要能夠降低施工費(fèi)用的情況下保證工程質(zhì)量。本文只探討關(guān)于高速公路橋梁中高墩施工技術(shù)的應(yīng)用分析，橋梁中高墩技術(shù)質(zhì)量的提升不僅僅是對于公路橋梁建設(shè)，同時(shí)也是對于國家交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

1 高墩施工技術(shù)特點(diǎn)和分類

1.1 高墩施工技術(shù)特點(diǎn)

1.1.1 施工周期長

在進(jìn)行高墩施工的時(shí)候，因?yàn)檩^多的高墩都有30米以上的高度，在進(jìn)行混凝土攪拌的過程中只能一次填充大約三米的高度，所以在建設(shè)一處高墩的過程中，需要十次左右的攪拌，在高墩施工的時(shí)候，容易受到機(jī)械設(shè)備等其他因素的影響而造成施工進(jìn)度和施工周期受到影響。

1.1.2 施工成本比較高

因?yàn)樵谶M(jìn)行高速公路，高墩橋梁修建的過程中，往往施工周期非常長，所以很多單位為了更好的完成修建任務(wù)，會(huì)通過平行作業(yè)的方式來進(jìn)一步提高高速公路高墩橋梁施工的速度，然而這種施工方法的特點(diǎn)在于需要更多的施工人員進(jìn)行施工，會(huì)造成大量人力資源的浪費(fèi)。

1.1.3 質(zhì)量要求高

由于高墩建設(shè)對高速公路的橋梁建設(shè)十分重要，其質(zhì)量對橋梁的結(jié)構(gòu)也是占據(jù)不可估量的作用，若一旦高墩出現(xiàn)質(zhì)量問題，則會(huì)對整座橋梁的質(zhì)量造成影響，容易發(fā)生重大的安全事故，因此，對高墩質(zhì)量提出的要求相當(dāng)高。由于在高墩施工過程中的難度較大，使得在質(zhì)量控制上也受到了很大的限制，故此，在高墩施工時(shí)，掌握好高墩施工技術(shù)，嚴(yán)格控制好施工質(zhì)量，保證高墩的施工質(zhì)量是每個(gè)施工人員應(yīng)有的職業(yè)道德。

1.2 高墩施工技術(shù)分類

1.2.1 滑模施工

滑模施工的過程中就是將模板掛在工作平臺周圍的圍圈上，通過千斤頂?shù)奶嵘S著澆筑的進(jìn)行而提升。其主要的機(jī)構(gòu)包括內(nèi)外兩側(cè)的模板、工作平臺、工作過程中的提升吊籃、提升設(shè)備以及灌注過程中的混凝土平臺。

它是按照建筑物的平面形狀，在地面（或一定的標(biāo)高）將一整套液壓滑模裝置（模板、圍圈、提升架、操作平臺、支承桿及液壓千斤頂?shù)龋┙M裝好。利用液壓千斤頂在支承桿上爬升，帶動(dòng)提升架、模板、操作平臺一起上升。每澆筑一層混凝土后就進(jìn)行模板滑升，直至結(jié)構(gòu)澆筑結(jié)束。此法施工要對模板體系經(jīng)常進(jìn)行調(diào)平，以保證建筑物和構(gòu)筑物垂直。

1.2.2 液壓翻模施工

液壓翻模施工在高墩施工中也經(jīng)常會(huì)被采用。它是在有一定強(qiáng)度的混凝土墩身上建立一個(gè)液壓翻模工作平臺，平臺的提升的動(dòng)力是靠千斤頂?shù)纫簤浩鹬卦O(shè)備，在平臺到達(dá)合適的高度以后通過吊籃等起吊系統(tǒng)將內(nèi)外吊掛提升，工程的操作人員是在掉掛上完成對模板的安裝、提升以及拆卸工作，并在吊掛上完成鋼筋加固等一系列的工作。

1.2.3 爬模施工

在爬模結(jié)構(gòu)中受力的主題是空心的橋墩已經(jīng)凝固的混凝土墩壁，整個(gè)爬升設(shè)備的主體由液壓千斤頂頂升油缸以及內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu)的上下爬架組成，其上下爬架分別與油缸體與油缸的活塞運(yùn)動(dòng)桿相鉸接，上爬架與外套架相連接，這樣就連同外套架相連接網(wǎng)架工作平臺共同形成了整個(gè)的爬模結(jié)構(gòu)。缸體作為固定的部分，活塞桿則作為運(yùn)動(dòng)的上升部分，同上下爬架一樣一個(gè)固定一個(gè)上升的相對運(yùn)動(dòng)。從而形成了一個(gè)上爬架與內(nèi)套架，下爬架與外套架相互交替上升的爬模系統(tǒng)，達(dá)到爬模結(jié)構(gòu)爬升、就位、校正的目的。

整個(gè)爬模系統(tǒng)的爬模上升都要由內(nèi)外套架運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。隨著內(nèi)外套架產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，爬模也隨之產(chǎn)生相應(yīng)方向的改變。內(nèi)套架之間的導(dǎo)向輪能夠保證整個(gè)系統(tǒng)升的平穩(wěn)度。當(dāng)內(nèi)外套架產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，模也不斷的上升，這時(shí)塔吊雙臂隨著爬模的上升而抬升，物料被吊起，當(dāng)內(nèi)外套架產(chǎn)生相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，爬模下降，塔吊雙臂也隨之下降，物料被放回地面，整個(gè)過程都依賴著內(nèi)外套架的運(yùn)動(dòng)。

1.2.4 橋梁高墩施工中幾種施工方式的比較

爬模施工與其他兩種施工方法相比起經(jīng)濟(jì)效益以及施工的便捷程度都適中，也就決定了其應(yīng)用的廣泛性，在其施工過程中能夠明顯的減少鋼筋起重設(shè)備的使用，節(jié)省人力，施工安全系數(shù)較高，在小型、中型橋梁施工中可以非常便捷的開展，但是在較高難度的橋梁施工過程中不建議使用。

滑模施工對工程的空間要求較小，可以在較為狹窄的山區(qū)進(jìn)行，并且工期較短，對人力的需求較少，從而節(jié)約了工程的資金，操作較為便捷。但同樣不適合大型工程。

液壓翻模施工技術(shù)是在滑模施工的基礎(chǔ)之上改進(jìn)而來的一種高墩施工技術(shù)，在近幾年的橋梁施工中也被逐漸推廣，其特點(diǎn)是含蓋了滑模施工技術(shù)要點(diǎn)的同時(shí)，最主要的是可以較大程度改善了滑模施工過程中混凝土表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)。

2 高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用

2.1 工程概況

工程在我國國內(nèi)的某個(gè)地方，是高速公路工程，該工程的中心柱狀采用的樁號為K39+374.5，橋梁位置：位于半徑為2100m的偏圓形曲線上；縱向半徑：40000m；角度為i=2.47%；橋梁上部分構(gòu)造主要是采用預(yù)應(yīng)力小箱梁，橋梁全長共計(jì)580m；采用圓柱式高墩和柱狀式橋臺，2#和4#使用空心薄壁橋墩，高墩高度為62m，是當(dāng)前較為典型的高墩施工橋梁工程。橋墩混凝土材料選擇C40，橋梁上下2m處均為實(shí)心段，厚度約60cm，剩余橋梁部分均為空心。通過地質(zhì)勘查可以發(fā)現(xiàn)，在施工區(qū)域當(dāng)中，土壤主要是硬塑-堅(jiān)硬狀粘土，地質(zhì)條件非常好。區(qū)域當(dāng)中地形情況比較復(fù)雜，山體的數(shù)量非常大，而且出現(xiàn)非常嚴(yán)重的侵蝕問題，讓工程的施工難度大幅度增加。

2.2 高墩施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 圓柱施工

通過焊接的模式來固定樁基的鋼筋和底部，另外底部和頂部在固定方式方面具有不同的特點(diǎn)，通過施工發(fā)現(xiàn)，利用纜風(fēng)繩對頂口進(jìn)行固定，固定的效果能夠符合施工的要求，讓鋼筋避免出現(xiàn)形變等情況，其次，在本工程當(dāng)中模板的厚度達(dá)到六毫米，自帶鋼槽，在施工的過程中很適合通過縱向拼接的模式進(jìn)行拼裝，在安裝面板之后，一般情況下會(huì)出現(xiàn)豎向的裂縫，可以利用玻璃膠來粘合縫隙，讓面板的密封性大幅度提高，防止出現(xiàn)滲水的情況，安裝完模板之后，還可以通過纜風(fēng)繩來定位，通過脫模劑在模板表面涂抹上模板的外觀，美觀性大幅度提高。

2.2.2 空心墩施工

2.2.2.1 橋墩測量

在進(jìn)行橋墩測量的過程中，主要以中線測量為主，通過全站儀進(jìn)行測量具有較好的效果，而且能夠提高測量的效率，具體的測量方法是這樣的，完成橋身下部施工工作之后，在鐵板安裝的位置到橋墩墩身的下部位置進(jìn)行測量，使用一個(gè)輪滑架，在測量的過程中，首先需要將十公斤的球體在輪滑架上垂掉下去，接著把輪滑架在橋梁的中心位置安裝，這樣就可以讓橋體處于自然下垂的狀態(tài)，等到球體靜止之后，對其位置進(jìn)行測量，作為參考標(biāo)準(zhǔn)，對中線進(jìn)行定位，橋墩中線測量誤差，通常條件下需要控制在正負(fù)5毫米左右，在施工的時(shí)候需要進(jìn)行預(yù)埋件的設(shè)置，對中線進(jìn)行隨時(shí)測量，防止產(chǎn)生較大的誤差，讓誤差處于規(guī)定的范圍之內(nèi)。

2.2.2.2 鋼筋安裝

為了讓施工質(zhì)量提高，可以通過預(yù)加工的手段，將需要的鋼筋事先加工完成，并且將其在鋼筋棚中儲(chǔ)存，避免出現(xiàn)生銹等情況，做好防水等一系列工作，保證在工程展開的過程中能夠隨時(shí)進(jìn)行使用，在鋼筋下料的時(shí)候，需要對施工圖紙進(jìn)行詳細(xì)檢查，依照圖紙的具體要求對鋼筋的外形和尺寸進(jìn)行確認(rèn)，防止出現(xiàn)下料錯(cuò)誤等情況，在完成鋼筋綁扎之后，需要依照圖紙進(jìn)行預(yù)埋件的準(zhǔn)備，如果鋼筋出現(xiàn)彎鉤，在加工的過程中需要把它拉直，去除彎鉤當(dāng)中的銹蝕，讓鋼筋的安裝水平進(jìn)一步提高。

2.3 模板及混凝土施工

2.3.1 模板安裝

在本工程當(dāng)中，主要以鋼材為主要的模板材料，通過螺栓連接的方式進(jìn)行，連接上模板的固定性進(jìn)一步提高，在拼裝的過程中需要根據(jù)圖紙的具體要求來控制模板的標(biāo)高和垂直度，在本工程當(dāng)中需要控制相鄰兩模板的高程，誤差在兩毫米左右，高程允許誤差控制在20毫米，表面平整度允許誤差需要控制在5毫米。在安裝完模板之后，需要通過自建的模式，對各部位的誤差進(jìn)行檢查，判斷其是否符合相關(guān)要求。

2.3.2 砼澆筑

需要組織相關(guān)人員清理模板中的積水和雜物，如果模板當(dāng)中出現(xiàn)縫隙，需要通過填充材料填充模板裂紋，讓模板的連接緊密性進(jìn)一步提高，利用脫模劑在模板的縫隙處涂抹，通過分層澆筑的模式來對混凝土進(jìn)行澆筑，通過附著式和插入式兩種振搗器來進(jìn)行振搗，可以依照澆筑的方法和配筋情況來選擇澆筑的厚度。

2.3.3 模板拆除及參數(shù)控制

如果墩身的強(qiáng)度超過50%，施工人員就可以拆除模板，在拆除工作開始之前，首先需要取下螺栓，并且撤除相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)相關(guān)施工步驟進(jìn)行操作，防止影響墩身的質(zhì)量，通過繩索將螺栓孔套住，輕輕的進(jìn)行模板的拉動(dòng)，再反方向進(jìn)行防止溜繩的設(shè)置，防止模板突然掉落產(chǎn)生危害，通過人工方式拆除模板，不能使用一些大錘等工具將模板撬動(dòng)，避免模板的表面產(chǎn)生破壞，而對路橋施工的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3 高速公路橋梁施工中高墩施工質(zhì)量控制

3.1 墩身質(zhì)量控制

3.1.1 氣孔及其解決方案

在高墩技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候，氣孔是非常常見的一種墩身病害，造成這種病害的原因非常多，主要在于沒有合理的使用正當(dāng)方式或者混凝土水灰比不合理，分析水灰比可以發(fā)現(xiàn)，如果混凝土當(dāng)中的水量比較多或者水灰比例比較大，很容易讓混凝土的坍落度增加而造成氣孔等問題的出現(xiàn)，可以通過以下方式進(jìn)行處理，依照工程的具體要求，控制混凝土的水灰比，讓混凝土的坍落度降低，在使用的過程中，通過黏度較小的脫膜劑進(jìn)行脫模操作，如果間距比較大或者震動(dòng)的時(shí)間比較長，也會(huì)造成氣孔等問題的出現(xiàn)，所以需要讓震動(dòng)的間距和時(shí)間適當(dāng)縮小，避免氣孔等問題的出現(xiàn)。

3.1.2 蜂窩及其解決方案

出現(xiàn)蜂窩的原因在于沒有合理的進(jìn)行建造，如果砂漿沒填滿到粗集料之間時(shí)，蜂窩就會(huì)出現(xiàn)，與此同時(shí)還需要重視混凝土的配合比。在配合的時(shí)候，如果砂漿量不足，也會(huì)造成這種病害的出現(xiàn)，施工人員可以通過以下技術(shù)來避免出現(xiàn)蜂窩，讓路橋工程的施工質(zhì)量提高，依照施工的具體要求，對混凝土配比的合理性進(jìn)行嚴(yán)格控制，讓混凝土的質(zhì)量提高，防止出現(xiàn)蜂窩病害。模板拼裝的時(shí)候，需要對兩塊模板的間距進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使之處于規(guī)定的要求之內(nèi)，防止出現(xiàn)蜂窩等病害，通過專人振搗的模式進(jìn)行振搗，讓蜂窩病害出現(xiàn)的概率降低，讓混凝土工程施工質(zhì)量提高。

3.1.3 冷縫及其解決方案

冷縫一般情況下出現(xiàn)在多段澆筑或多層澆注的時(shí)候，在層與層澆筑的時(shí)間，如果間隔比較長，超過了混凝土初凝的時(shí)間，就容易造成振動(dòng)棒無法對混凝土下部進(jìn)行振動(dòng)，而造成兩層混凝土交界處出現(xiàn)色差，影響混凝土的質(zhì)量，造成工程表面出現(xiàn)冷縫而影響美觀性，如果讓兩次澆筑的間隔時(shí)間縮短，可以有效的避免出現(xiàn)冷縫，另外在注入緩凝劑到混凝土當(dāng)中同樣可以讓兩次澆筑的時(shí)間延長，避免出現(xiàn)冷縫。

3.1.4 紋路及其解決方案

在墩身當(dāng)中往往會(huì)出現(xiàn)一些紋路，比如說魚鱗紋、水波紋。水波紋主要是因?yàn)榛炷撂涠容^大或者混凝土當(dāng)中水泥的含量比較大而造成的，由于其紋路當(dāng)中顏色相對比較深，看起來像水波，所以被叫做水波紋，在進(jìn)行分層澆筑的時(shí)候，如果使用的振動(dòng)棒無法達(dá)到要求的深度，很容易造成這種病害，所以在澆筑的過程中，振動(dòng)棒一定要插到深處，并且，處于下層混凝土5到10厘米之內(nèi)，可以有效的預(yù)防這種病害。在施工的過程中，需要長時(shí)間的監(jiān)控，混凝土的離析現(xiàn)象以及骨料的最大粒徑，通常條件下碎石一定要15到25毫米的連續(xù)級配，在對配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要讓砂率有效調(diào)高。在澆筑的過程中，需要注意，不能長時(shí)間擱置拌和好的混凝土在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，需要防止過多運(yùn)輸，只有如此，才能有效控制混凝土的泌水現(xiàn)象。

3.2 模板及混凝土工程質(zhì)量控制

3.2.1 跑模與脹模

跑模主要指的是在結(jié)構(gòu)物當(dāng)中出現(xiàn)側(cè)面傾斜等情況或者底部下垂，這就說明已經(jīng)出現(xiàn)了跑模病害，造成這種病害出現(xiàn)的原因主要是因?yàn)閭?cè)壓力不足或者是模板之間的高程間距過小，需要在固定的過程中通過12到16毫米的螺栓進(jìn)行固定，并且控制側(cè)壓力處于60厘米到150厘米左右，這樣可以將這種病害徹底鏟除。脹模指的主要是由于平面和局部模板偏離而造成模板鼓出情況，這就說明已經(jīng)發(fā)生了模板病害，出現(xiàn)這種病害主要和水平支撐力度不足等息息相關(guān)，所以，可以在模板的外側(cè)進(jìn)行外支撐的設(shè)置固定模板，這樣可以有效解決這種病害。

3.2.2 漏漿與移位

漏漿主要指的是水泥漿從模板接縫處出現(xiàn)滲漏等問題，造成混凝土出現(xiàn)麻面等情況，這種病害主要是因?yàn)槟０褰涌p處出現(xiàn)松動(dòng)或者支撐不牢等情況而導(dǎo)致的，通過薄橡膠片或跑模片讓縫隙縮小，或者通過U型卡來扣緊拼接模板，這樣就可以有效解決這種問題，其次是移位，移位主要指的是構(gòu)件的預(yù)埋件以及預(yù)留孔沒有合理的進(jìn)行設(shè)置，出現(xiàn)這種病害，主要是由于鋼筋連接不牢或者沒有仔細(xì)審查圖紙而造成的，所以需要與實(shí)際情況相結(jié)合，進(jìn)一步的審查圖紙，通過焊接或者綁扎等方式對鋼筋進(jìn)行固定。這也是對這種進(jìn)行病害進(jìn)行處理的有效方式。

4 結(jié)束語

在高速公路橋梁施工的時(shí)候，一定要重視高墩施工技術(shù)的使用。這種技術(shù)是對于施工具有較高的要求，在自身實(shí)施的過程中也有較高的難度，在具體操作的時(shí)候，一定要重點(diǎn)分析相關(guān)的施工要點(diǎn)，深入考察橋梁施工現(xiàn)場，只有如此才能確保施工質(zhì)量的條件下，保障施工進(jìn)度。

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