高速公路薄壁空心墩施工工藝及質(zhì)量控制

陳 鍵

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110121）

1 工程概況

福宜高速公路第五合同段里程為K42+240—K53+936.16，線路長(zhǎng)11.696 km，標(biāo)段內(nèi)主要構(gòu)造物及工程量包括隧道2 座、主線橋梁2 座、涵洞5 座，其中陽(yáng)宗隧道及徐家莊隧道總長(zhǎng)9.711 km，主線橋梁全長(zhǎng)0.658 km，涵洞186.84 橫延米，標(biāo)段路基全長(zhǎng)0.2 km，土石方共計(jì)4.5 m3，互通1 處。高速公路橋梁墩柱采用薄壁空心墩，選擇翻模施工技術(shù)。

2 施工方案

根據(jù)本高速公路項(xiàng)目需要，橋梁墩柱采用薄壁空心墩，選擇翻模施工技術(shù)。在橋梁施工過(guò)程中，安裝墩身第一個(gè)4.5 m 段模板時(shí)，可通過(guò)安裝兩節(jié)2.25 m 高的模板形成4.5 m 的澆筑高度。待混凝土澆筑作業(yè)完畢且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，施工人員根據(jù)施工規(guī)范將第一節(jié)模板拆下，借助模板固定架、吊車、手動(dòng)葫蘆等設(shè)備完成翻模作業(yè)，將第一節(jié)模板翻至第3 節(jié)段，以此類推，在每次翻模過(guò)程中翻升兩節(jié)，留一節(jié)作為支撐。翻模施工的重點(diǎn)在于向上形成拆模、翻升立模、搭設(shè)工作平臺(tái)、焊接綁扎鋼筋、接長(zhǎng)泵送管道、灌注混凝土和養(yǎng)生循環(huán)作業(yè)，最后使橋梁墩柱高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 施工技術(shù)

3.1 模板施工

為了控制成本造價(jià)和提升施工效率，本項(xiàng)目所選擇的模板為三節(jié)2.25 m 等高模，面板為6 mm 鋼板，型鋼骨架加強(qiáng)，板面接縫高度差＜1 mm 并保證接縫平整，可用磨床對(duì)接縫處進(jìn)行打磨處理，將其平整度控制在2 mm 范圍內(nèi)，在采用Φ20 mm 高強(qiáng)螺栓板的基礎(chǔ)上增設(shè)拉桿形固定和支撐模板，以此保證模板質(zhì)量，避免模板在周轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)位和變形等問(wèn)題。橋梁墩柱墩身模板選擇型鋼作為縱橫背枋，發(fā)揮固定和支撐模板的作用，提升模板的穩(wěn)定性與安全性。

（1）翻模支撐（圖1）。針對(duì)預(yù)埋的U 形鋼筋應(yīng)遵循“反搭設(shè)”的搭設(shè)原則[1]，用鋼管支架支撐內(nèi)膜，并在三節(jié)模板的外面施作鋼箍支撐，并且繼續(xù)在每節(jié)模板的外面增設(shè)鋼箍支撐，使最頂端鋼箍的各個(gè)方向都有一條繩索來(lái)確保軸線足夠垂直。選擇Φ25螺栓對(duì)內(nèi)外模板進(jìn)行對(duì)拉。在澆筑混凝土的過(guò)程中，施工人員要在澆筑面的上方位置增設(shè)隔板支撐（①≥50 m，以20 m 為單位設(shè)置一道橫隔板；②＜50 m，以15 m 為單位設(shè)置一道橫隔板），施工方式選擇托架施工。為了避免墩徑變形，要嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量，保證澆筑混凝土?xí)r模板不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)縮和漲模問(wèn)題。選擇直徑超過(guò)30 mm 的鋼絲繩作為拉索，直徑超過(guò)20 mm 的圓鋼作為鋼箍，應(yīng)用拉緊器拉緊鋼箍，再通過(guò)模板將其拉緊，保證模板具有足夠的支撐強(qiáng)度。

圖1 翻模支撐結(jié)構(gòu)示意

（2）模板拆除。混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa 時(shí)即可拆除模板。先綁扎鋼筋，再將掛籃提吊節(jié)段的上一節(jié)支架上后開始拆除，先拆卸側(cè)模板，將拆除的模板循環(huán)應(yīng)用到上一節(jié)模板施工。注意拆除時(shí)應(yīng)避免損壞混凝土棱角和表面，并保證模板的穩(wěn)定性[2]。

3.2 鋼筋綁扎

按照相關(guān)規(guī)范，要保證鋼筋綁扎、模板安裝以及混凝土澆筑作業(yè)協(xié)調(diào)展開?？招亩諔?yīng)選擇分段綁扎、焊接的方式，應(yīng)預(yù)先綁扎好柱式墩鋼筋籠，再用吊車吊裝提升至恰當(dāng)位置，綁扎過(guò)程中密切關(guān)注鋼筋的長(zhǎng)度和主筋的位置，避免鋼筋骨架出現(xiàn)傾斜。為保證連接的兩根鋼筋處于同一水平線上，對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)變，在同一截面上焊接接頭的長(zhǎng)度應(yīng)同時(shí)滿足≥鋼筋直徑的30 倍和具體長(zhǎng)度≥30 cm，并保證鋼筋接頭≤1/2 鋼筋直徑。此外，應(yīng)在模板與鋼筋之間安裝異形砂漿墊塊，并緊密綁扎在鋼筋上，提高鋼筋保護(hù)層的厚度。

3.3 混凝土施工

本高速公路項(xiàng)目空心墩墩身施工選擇的混凝土有C20 和C25兩種?；炷恋呐浔刃枰C合考慮多種因素，由項(xiàng)目部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行配比試驗(yàn)，保證坍落度達(dá)到設(shè)計(jì)要求[3]。本高速公路的梁柱為薄壁空心墩，墩壁最薄位置的厚度為60 cm，因而對(duì)混凝土施工的要求較高，對(duì)混凝土的和易性及水灰比要求也較為嚴(yán)格。安排2 臺(tái)JS500 式強(qiáng)制式攪拌機(jī)和1 臺(tái)PLW1200 三倉(cāng)配料機(jī)，項(xiàng)目部試驗(yàn)室最后確定混凝土的塌落度14～16 cm，拌和時(shí)間1.0～1.5 min。

3.3.1 施工準(zhǔn)備

正式開始橋梁墩柱施工前，管理人員應(yīng)先對(duì)水泥類型、標(biāo)號(hào)及質(zhì)量進(jìn)行全面檢驗(yàn)，保證入場(chǎng)原材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)砂石的含水率進(jìn)行配比換算，保證混合料配比的科學(xué)性。其次是檢查拌和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，校和配料機(jī)的稱量系統(tǒng)，以此保證下料精準(zhǔn)[4]。最后檢查鋼筋、模板的位置、高程及垂直度，做好施工前的準(zhǔn)備工作。

3.3.2 混凝土的拌制

混凝土按計(jì)算好的配比進(jìn)行下料攪拌，最后得到混合均勻、和易性及坍落度都符合設(shè)計(jì)要求的混凝土材料。其中，應(yīng)遵循“石→水泥→砂”的下料順序，拌制時(shí)間控制在1～3 min。

3.3.3 混凝土的運(yùn)輸與澆筑

常用的混凝土運(yùn)輸設(shè)備有機(jī)動(dòng)翻斗車、吊車及塔式起重機(jī)等，根據(jù)施工的實(shí)際情況靈活應(yīng)用運(yùn)輸設(shè)備。在正式開展混凝土澆筑作業(yè)前，施工人員要做好準(zhǔn)備工作，參考日常工程量和澆筑速度確定澆筑厚度，在澆筑過(guò)程中遵循“分層、對(duì)稱、勻速”的澆筑原則，并將混凝土澆筑至模板位置，保證施工縫與模板縫處在同一水平位置，通常澆筑厚度要達(dá)到30 cm 且略低于模板1 mm。當(dāng)混凝土自由傾落度＞2 m 時(shí)，密切關(guān)注混凝土情況，采用串筒，提高混凝土的穩(wěn)定性。

3.4 混凝土的振搗

混凝土振搗作業(yè)要嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，防止出現(xiàn)漏振、過(guò)振及撞擊模板的問(wèn)題。本項(xiàng)目工程橋梁基礎(chǔ)選擇70 型插入式振搗棒，而橋梁墩身選擇50 型插入式振搗棒，交錯(cuò)振搗、深入插入下層混凝土，每一混凝土振搗點(diǎn)的厚度是振搗棒長(zhǎng)度的1.25倍，保證振搗下插深度達(dá)到5～10 cm，時(shí)長(zhǎng)達(dá)到20～30 s。

3.5 墩頂封閉及脫模養(yǎng)生

當(dāng)橋梁墩身施工達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后即可進(jìn)行墩頂封閉施工，將墩身內(nèi)側(cè)的模板改裝成為封閉段的木質(zhì)模板，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求（2.15 MPa）后可直接進(jìn)行脫模養(yǎng)生。其中，制作模板時(shí)選擇厚度5 cm 的刨光木板，涂抹脫模劑，完成綁扎鋼筋及施作支架等一系列工作后進(jìn)行混凝土澆筑。根據(jù)本項(xiàng)目橋梁墩柱的施工實(shí)際情況，將墩身的養(yǎng)護(hù)分為前期水泵抽水灑水養(yǎng)生和后期自然養(yǎng)生兩部分。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 墩身線型控制

為了保證墩身線型的流暢性和完整性，遵循“從兩側(cè)均勻澆筑”的澆筑原則，靈活運(yùn)用多種儀器輔助混凝土澆筑作業(yè)，選擇全站儀完成墩身高程的測(cè)量和軸線的控制，確定并對(duì)四角的坐標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。將墩身測(cè)量工作安排在上午6：30—8：00 最為適宜，可以消除因?yàn)闇夭疃a(chǎn)生的誤差。

4.2 墩身質(zhì)量保證措施

（1）嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范綁扎和焊接鋼筋，做好鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，要求生產(chǎn)廠家提供質(zhì)量證明證書和試驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的鋼筋不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。分類架離放置鋼筋，鋼筋出現(xiàn)鐵銹必須進(jìn)行除銹[5]。

（2）嚴(yán)格按照項(xiàng)目部試驗(yàn)室給出的配比配置混凝土，控制混凝土的含砂率和水灰比，保證拌和時(shí)間，防止墩身出現(xiàn)氣泡、蜂窩孔等不良問(wèn)題；在混凝土灌注過(guò)程中，按照技術(shù)規(guī)程做到持續(xù)灌注，防止脫模后混凝土的表面發(fā)生“千層餅”等不良病害；持續(xù)進(jìn)行混凝土的振搗作業(yè)，消除混凝土氣泡和提升密實(shí)度；重視混凝土澆注質(zhì)量，實(shí)施分層澆筑，必須保證前一層的混凝土澆筑凝固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行下一層澆筑，混凝土坍落度＞2 m 時(shí)，必須選擇串筒或滑槽施工技術(shù)以保證混凝土達(dá)到坍落度要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，翻模施工法應(yīng)用價(jià)值高，需要投入的資金較少，且施工效率高。本文基于高速公路項(xiàng)目實(shí)際需要，分析薄壁空心墩施工技術(shù)，最終保證了工程質(zhì)量，希望所提內(nèi)容能為類似工程施工提供參考。