挖井基礎浮空預埋墩身鋼筋施工技術

李 鑫 張康銀 魯文軍 呂東軒 魏從罡

（中建鐵路投資建設集團有限公司，北京 100070）

鐵路橋梁基礎采用挖井基礎形式，基礎尺寸為高度7 m、平面尺寸7 m×12 m的圓端形，墩身形式為圓端形實體橋墩，墩身鋼筋需要預埋進基礎中。若采用搭設支架來固定鋼筋，一方面定位不準確，對后期墩身的施工質量會造成影響，另一方面支架的搭設與拆除會對挖井基礎的施工工期造成影響，支架搭設也會形成安全隱患，增加措施成本。

1 技術原理

施工時利用型鋼焊接成胎具，且與挖井基礎操作平臺相焊接，預埋鋼筋時可放置在挖井基礎井口的橫梁上，兼具墩身鋼筋綁扎胎具及操作平臺的作用。保證了墩身鋼筋的準確預埋，又簡潔便利，有效節約工期的同時、在成本上也取得了良好的效益[1]。

2 施工技術工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

施工技術工藝流程：預埋墩身鋼筋固定胎具焊接→胎具組裝→墩身預埋鋼筋綁扎→挖井基礎混凝土澆筑。

2.2 操作要點

（1）胎具焊接。

根據墩身設計圖紙繪出墩身預埋鋼筋位置，在焊接鋼筋桁架時保證桁架焊接節點即為墩身豎向鋼筋預埋位置。本胎具包括鋼筋桁架、承重骨架、橫梁、滑動裝置和限位裝置。鋼筋桁架上設有墩身鋼筋，鋼筋桁架與承重骨架連接為整體形成固定胎具；固定胎具設于橫梁上；滑動裝置有多個，分別相對設于挖井基礎護壁頂面；橫梁兩端與滑動裝置連接。胎具可以根據現場施工需要增加操作平臺，或直接放置在挖井基礎操作平臺上[2]。胎具加工平面如圖1所示。

圖1 胎具加工平面圖

（2）胎具安裝。

滑動裝置如圖2、圖3所示，胎具安裝平面如圖4所示。

圖2 滑動裝置主視圖

圖3 滑動裝置左視圖

圖4 胎具安裝平面圖

滑動裝置包括滑軌、橫輪、第一連接架、第二連接架、縱輪，先將滑軌水平設于挖井基礎護壁頂面，并與橫梁相垂直；橫輪沿滑軌長度方向呈水平設置至少兩個，橫輪與滑軌配合；橫輪通過第一連接架與第二連接架連接；第二連接架水平設置，其上水平設有縱輪；橫梁設于縱輪上端。

兩根雙拼16號工字鋼作為橫梁，在橫梁上放置承重骨架與鋼筋桁架，承重骨架與鋼筋桁架焊接固定，放置后可通過滑動裝置來調整胎具，使胎具上的橫、縱定位角鋼與挖井基礎中心線重合，以保證預埋鋼筋位置的準確性，固定好后即可綁扎墩身鋼筋。

（3）鋼筋綁扎。

墩身預埋鋼筋先在鋼筋加工廠完成半成品制作，后運輸至現場綁扎成型，綁扎前要復核胎具橫、縱中心線是否與挖井基礎中心線吻合，綁扎墩身豎向鋼筋時要按照胎具節點放置，以保證墩身預埋鋼筋的準確性。為確保水平筋及豎向鋼筋能夠綁扎牢固，豎向鋼筋應先放置四個角點，同時放置水平箍筋，先形成一個穩定的整體，根據胎具節點綁扎其余鋼筋，水平箍筋和拉筋可在豎向鋼筋上標記出位置放置[3]。鋼筋綁扎平面如圖5所示。

圖5 鋼筋綁扎平面圖

（4）混凝土澆筑。

墩身預埋鋼筋綁扎完成后即可進行挖井基礎混凝土澆筑，澆筑時可利用胎具四周平臺作為操作平臺。澆筑前應復核胎具位置、高程及預埋鋼筋位置、間距、數量，確保準確。由于挖井基礎屬于大體積混凝土，高度較高，豎向應分層、水平應分段澆筑。隨著混凝土澆筑，及時振搗混凝土并使其達到均勻密實的要求，振搗宜優先采用插入式振搗器。振搗時，振搗器應垂直點振，不可拖拽以防混凝土離析，且不得用振搗棒驅趕混凝土。振搗器的工作深度一般在振搗棒長度2/3～3/4之間，作用半徑為振搗棒半徑的5倍，移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內的深度宜為50～100 mm。振搗時采用快插慢拔、不斷上下移動振動棒的方式來使混凝土搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。每一振點的振搗時間宜為20～30 s，以混凝土表面呈現浮漿，不出現氣泡、不再沉落為度，防止過振、漏振。澆筑完成混凝土表面采取覆蓋塑料薄膜+土工布灑水保濕養護的方式進行養護。

3 質量控制

3.1 質量控制標準

浮空預埋墩身鋼筋固定胎具加工的焊縫要飽滿密實表面無夾渣氣眼，質量符合《鋼結構工程施工質量驗收標準》，胎具焊接所使用的焊條符合《焊接材料質量管理規程》，鋼筋及混凝土施工及驗收符合《高速鐵路橋涵工程施工技術規程》《高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》《鐵路混凝土工程施工技術規程》。

3.2 質量保證措施

（1）電焊作業為特種作業，作業人員須持證上崗，為保證焊接質量，焊工在正式施焊前必須試焊，合格后方可正式進行焊接作業。

（2）鋼筋固定胎具材料（型鋼）必須為合格材料。

（3）胎具焊接加工完成后逐個焊點進行檢查，不符合要求嚴禁使用。

（4）組織項目管理人員學習圖紙及相關規范，理解千斤頂配合砂筒靈活調節模板標高施工工藝，將可以預見的施工過程中的問題、難點提前進行解決與處理。

（5）嚴格按照技術指南、驗標中的條款要求施工。

（6）墩身鋼筋采用在鋼筋加工廠集中加工、現場綁扎成型的方式施工，加工鋼筋應平直，鋼筋表面無損傷、無裂紋，鋼筋加工、運輸及施工過程中保證鋼筋無油污污染，且鋼筋表面無顆粒狀或片狀老銹。

（7）鋼筋接頭應分散布置，焊接接頭的同一連接區段長度為35d且不小于500 mm，焊接接頭在受彎構件的受拉區不得大于25%。

（8）混凝土澆筑完成后，混凝土表面采取覆蓋塑料薄膜+土工布灑水保濕養護的方式進行養護。①應在混凝土澆筑完成后1 h內對混凝土加以覆蓋并保濕養護；當混凝土表面不便澆水或使用塑料布時，宜涂刷養護劑。②混凝土保溫保濕養護時間根據溫度、濕度、水膠比確定，且不得少于14 d。③澆水次數應根據現場實際情況及溫度、濕度確定，保持混凝土處于濕潤狀態為宜，且養護用水應與拌和用水相同。④若要進行后續施工，混凝土強度應達到1.2 MPa方可進行。

（9）混凝土結構表面顏色應均勻，密實平整。

4 工程應用效果

新建蘭州至張掖三四線鐵路中川機場至武威段ZQ5標通過應用本工藝，解決了挖井基礎施工需要預埋墩身鋼筋時無法固定墩身鋼筋的難題，在保證不影響挖井基礎施工的前提下，在挖井基礎中準確有效地固定墩身鋼筋。與傳統的搭設支架相比，不僅節約了支架搭設與拆除的成本投入，更節約施工工期，具有明顯的經濟效益。

本工程應用效果良好，適用于各類基礎預埋鋼筋的工程施工。

5 結語

挖井基礎浮空預埋墩身鋼筋的施工工藝將挖井基礎施工時預埋墩身鋼筋工藝模塊化、簡潔化，無須再受到挖井基礎內搭設作業空間限制。極大地節約了支架搭設的時間，降低施工成本，更節約施工工期，加快施工進度，具有明顯的經濟效益。將高效率、低能耗的施工理念落到實處，為建設資源節約型、環境友好型社會提供幫助。本技術為同類工程的施工提供了經驗，具有一定的社會推廣效益。