包純風,吳江鋒,朱慧明,林 燕

(1.浙江省宏途交通建設(shè)有限公司，杭州 310051;2.杭州市市政設(shè)施監(jiān)管中心，杭州 310003)

淺談山區(qū)高速公路空心薄壁高墩施工技術(shù)

包純風1,吳江鋒1,朱慧明1,林 燕2

(1.浙江省宏途交通建設(shè)有限公司，杭州 310051;2.杭州市市政設(shè)施監(jiān)管中心，杭州 310003)

本文通過對石柱高架橋空心薄壁墩施工特點、施工方案比選、施工工藝等方面進行了分析研究，著重論述了各施工平臺設(shè)置的方案，并對空心薄壁墩的模板施工、測量控制、砼施工質(zhì)量控制等質(zhì)量控制措施進行了總結(jié)，為今后高墩施工提供技術(shù)支持。

空心薄壁墩;翻模;工藝;質(zhì)量控制

1 概 述

1.1 工程概況

石柱高架橋位于杭新景高速公路K177+095.88～K178+824.52處，全長1,728.64 m，其上部結(jié)構(gòu)為30 m、40 m預(yù)應(yīng)力砼T梁，下部結(jié)構(gòu)采用矩形單柱式等截面空心薄壁墩及雙柱圓柱墩。其中空心薄壁墩有59個(占全橋墩柱數(shù)量的51.3 %)，最高墩高為52.72 m，最低為30.47 m，平均墩高44.45 m，斷面尺寸為6.0 m×2.6 m，壁厚60 cm，底端實心段高150 cm，內(nèi)側(cè)分別設(shè)40 cm×200 cm(橫向)和60 cm×200 cm(縱向)的倒角，頂端實心段高150 cm，內(nèi)側(cè)分別設(shè)40 cm×60 cm(橫向)和60 cm×60 cm(縱向)的倒角。空心墩箱室高度除首個箱室高度為6.50 m或8.50 m外，中間標準節(jié)段箱室高度為7.50 m，墩頂箱室高度視墩高而定；相鄰箱室之間設(shè)置1道厚50 cm的橫隔板。

本項目位于浙西中低山區(qū)，地貌以中低山和高丘為主，平原、低丘穿插其間。本標段所在有典型的巖溶地貌，地表灰?guī)r裸露。

墩身一般構(gòu)造三維視圖詳見圖1。

圖1 墩身三維視圖

1.2 空心薄壁墩施工特點

(1)施工難度大

高墩施工主要解決四個問題：砼的輸送；模板的安裝與拆除；鋼筋的高空連接；材料、人員的提升。高墩施工主要有兩個技術(shù)難度：混凝土分段施工接茬處，外觀質(zhì)量難以保證；模板支撐困難，其豎直度主要靠模板自身穩(wěn)固和連接時適當調(diào)整來控制。

(2)施工周期長、投入大

需同時投入多臺塔吊或腳手架、吊機、多套模板，總體施工時間較長，其成本及各種費用較大。

(3)地形復(fù)雜、交通運輸不便

本橋基本沿山區(qū)溪流走向布設(shè)，溪流迂回穿越，橋梁跨溪流、山體交錯進行，地形起伏較大，給施工便道和場地的設(shè)置帶來極大的困難，造成工程車輛和施工機械無法抵達施工現(xiàn)場和正常工作。

由于空心薄壁墩施工難度大、施工周期長、投入大、地形條件差，并且施工時間不確定因素和干擾因素很多，對前期準備和樁基施工等緊前工作的時間安排要求很高，同時給梁板安裝、橋面系施工等緊后工作帶來極大的壓力。

2 施工方案比選

目前，空心薄壁墩常規(guī)施工方法有以下四種：

(1)滑模施工法。該方法工期能保證，但設(shè)計有橫隔板，施工難度較大，同比必須耗用大量滑升支承桿材料和測量、施工定位的勁性骨架材料，成本較高。另外，滑模工藝要求嚴格，且晝夜連續(xù)施工，中途不能停止，在雨季施工，砼質(zhì)量難以保證，管理難度較大。

(2)爬模施工法。該方法實現(xiàn)了節(jié)段施工流水作業(yè)，勞動強度小，操作便捷，工期能夠把握，但爬升結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，工序較繁瑣，成本較高，質(zhì)量難以保證。

(3)滿堂支架翻模施工法。該方法可全封閉防護施工，安全可控性較高，砼外觀易保證；但施工工序多，施工周期較長，工期不易控制；腳手架施工需大量鋼管、扣件，多個墩同步施工，周轉(zhuǎn)材料用量太大，對人員需求量大，成本較高。

(4)無支架翻模施工法。該方法施工操作平臺為一次性作業(yè)無需拆裝，操作簡單，周轉(zhuǎn)快，施工工期可控，砼外觀易保證；但需采用塔吊起吊模板，投入設(shè)備較多；且需在模板支架外增設(shè)防護網(wǎng)等保護措施。

鑒于本項目石柱高架橋空心墩數(shù)量多，工期緊張，通過反復(fù)論證，最終采用無支架翻模施工法，施工平臺依附于翻模上，使用塔吊配合人工吊裝鋼筋及提升模板?；炷劣砂韬驼炯邪柚?，用罐車運輸至工地，采用混凝土輸送泵泵送入模，并以插入式振搗棒振搗。

3 施工工藝

3.1 施工平臺設(shè)置

(1)立模及砼澆筑平臺(詳見圖2)

在模板周圍采用12#槽鋼搭設(shè)框架，框架上放大塊木板作為工作面，并焊接1.2 m高的護欄；木板用鐵絲牢牢綁扎在框架上，護欄上掛安全網(wǎng)，保證施工安全。工作平臺每節(jié)模板設(shè)置一道，立模、緊固對拉螺桿的施工人員站于其上面。

(2)空心墩內(nèi)部工作平臺：制作一掛籃，提升后吊掛在鋼筋骨架上，用于存放工具、材料等。

(3)鋼筋綁扎工作平臺：制作一個角鋼框架，套在鋼筋骨架外面，以外模為支撐，用于鋼筋綁扎，具體詳見圖3。

圖2 模板支架側(cè)面示意圖

圖3 鋼筋綁扎工作平臺

(4)施工及砼輸送走道

整體式橋梁橋墩施工時，施工人員通過塔吊內(nèi)人行爬梯垂直上下，經(jīng)過塔架和墩身之間的人行鋼便橋，到達施工部位。人行天橋用型鋼加工骨架，上鋪大塊木板，并在其兩旁焊接1m護欄，在護欄外側(cè)掛安全網(wǎng)。砼施工采用混凝土泵送入模，混凝土泵管附著于塔吊塔柱上，同樣通過人行天橋鋪設(shè)至墩上。

分離式橋梁橋墩施工時，塔吊附著墩施工，該墩砼輸送走道砼泵管附著于塔吊塔柱上至墩頂，離塔吊較遠的墩搭設(shè)裝配式人行爬梯作為施工及砼輸送走道，具體詳見圖4～圖7。

圖4 整體式橋梁塔吊施工示意圖

圖5 分離式橋梁塔吊施工示意圖

圖6 整體式橋梁塔吊位置示意圖

圖7 分離式橋梁塔吊位置示意圖

3.2 具體實施方案

(1)鋼筋預(yù)埋

在承臺混凝土澆筑之前，預(yù)埋墩身鋼筋。在承臺鋼筋骨架上通過全站儀放出空心墩墩身的4個控制點，以此為依據(jù)放出墩身預(yù)埋鋼筋大樣。為保證承臺鋼筋骨架不變形及墩身鋼筋位置的準確性，預(yù)埋鋼筋外露長度不宜過長。為方便施工，外露長度可以為0.5 m及2.0 m兩種。

(2)承臺鑿毛清理

在承臺混凝土澆筑后，將承臺墩底部分混凝土鑿毛、并清除松散混凝土，露出新鮮混凝土，最后用高壓風將雜物吹出。

(3)測量放樣

在墩身首次澆筑段鋼筋綁扎完成后，于立模部分抹上一層砂漿后用水準儀找平，并于其上測量放樣墩身四角關(guān)鍵點，使用墨線彈出立模線。

第一節(jié)墩身位置非常關(guān)鍵，必須采用全站儀精測，確保墩身位置的準確性。同時在承臺上定出比墩身寬度大30 cm的四個角點，用鋼釘、紅漆作記號，供后續(xù)鋼筋、模板安裝時通過掛錘球、鋼尺量測來定位和檢驗。

(4)鋼筋加工及安裝

由于空心薄壁墩墩身較高，為加快施工進度，確保施工質(zhì)量和安全，降低高空作業(yè)的困難度，主筋連接采用滾壓直螺紋套筒連接方法。為方便施工，增加鋼筋穩(wěn)定性，主筋長度定長為10.5 m /12 m，最后一次鋼筋接長尺寸在施工中確定，具體詳見圖8。

圖8 鋼筋加工示意圖

鋼筋綁扎完成后，位置出現(xiàn)偏差，須對其校正，采用空心墩內(nèi)側(cè)設(shè)置預(yù)埋件，用手拉葫蘆校正鋼筋骨架。

鋼筋采用塔吊小數(shù)量提升到位，再連接安裝。為方便上節(jié)鋼筋和模板位置的調(diào)整，在墩身內(nèi)側(cè)鋼筋骨架上，預(yù)先焊接幾處不同位置的拉環(huán)鋼筋供拉纜繩之用。拉環(huán)用直徑Φ20 mm的圓鋼彎制。

(5)模板施工

本橋高墩外模采用大塊鋼模翻模施工，面板為6 mm的鋼板，槽鋼作背楞。每套外模分3節(jié)，每節(jié)長2.0 m，共長6.0 m，第一次墩身澆筑高度為6 m，其余墩身施工節(jié)段高度為4 m。

施工后待已澆節(jié)段砼強度達到2.5 MPa后，拆除底端的2節(jié)模板，然后在已有的第3節(jié)模板上支立拼裝另外的兩節(jié)模板從而進行下節(jié)墩身砼的澆筑施工，以后每次澆筑高度均為4 m，如此重復(fù)，直至澆筑到墩頂。墩身每4 m設(shè)一道施工接縫，為一個施工周期，橫隔板與墩身整體澆筑。

在整個翻轉(zhuǎn)模板施工過程3節(jié)模板交替往上翻，始終保持有一節(jié)模板與已施工的墩身砼接觸，作為上層模板的支承結(jié)構(gòu)，避免接縫“錯臺”，保證砼層縫平順，同時避免澆注上層砼時出現(xiàn)“流淚”現(xiàn)象。

墩身內(nèi)模為組合小塊鋼模組拼而成，鋼模采用6 mm 的面板，外楞間距以及螺栓預(yù)留孔間距同墩身外模板。

(6)混凝土澆筑

混凝土施工采用拌和樓集中拌制，混凝土罐車運輸至施工現(xiàn)場，用混凝土輸送泵入模，用插入式振搗器振搗，在模板拆除后用環(huán)布于模板上的灑水管連續(xù)灑水養(yǎng)生，分節(jié)段澆筑完成。

(7)拆模及養(yǎng)生

采用塔吊進行模板的拆除。首先吊住要拆的一側(cè)模板，另一側(cè)通過兩根鋼絲繩緊捆在上層模板下口吊環(huán)處，然后人工松開橫向拉桿使模板脫離，脫模后即進行清潔和涂抹脫模劑等工作，確?；炷撩娴墓鉂?，然后用塔吊提升就位。

高墩養(yǎng)生采用噴淋法，沿墩身高度延伸高壓水管，按照墩身截面尺寸加工環(huán)形噴淋水管，噴淋水管固定在模板下端的工作平臺靠墩身一側(cè)，用高揚程壓力泵給縱向水管送水,縱向水管給環(huán)形噴淋管送水，環(huán)形水管將水直接噴至混凝土表面，脫模后養(yǎng)生持續(xù)時間不少于7天。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 模板施工質(zhì)量控制

(1)模板試拼

模板到達施工現(xiàn)場后，應(yīng)進行試拼。試拼重點檢查模板長寬尺寸、對角線長、模板拼縫，表面平整度和邊線的垂直度等，檢查無誤后方可使用。

(2)模板糾偏

每節(jié)模板安裝時可在兩節(jié)模板間的縫隙用0.5～1 mm薄鋼板塞填以便糾偏。

(3)施工中模板的檢查

模板在安裝及拆卸過程中，嚴禁碰撞，以免變形。模板在調(diào)整時，注意其垂直度及接縫情況。節(jié)段砼澆筑前，嚴格檢查各對拉螺桿的定位情況，螺母要擰緊上牢，并在砼澆筑過程中加強巡視，以免絲扣滑脫。模板在周轉(zhuǎn)使用過程中，經(jīng)常檢查其表面及肋帶，及時修整，以確保表面平整度及外形尺寸滿足設(shè)計要求。

4.2 空心薄壁墩測量控制

為保證高墩柱施工質(zhì)量，使得橋墩線形切實得到控制，高墩柱施工控制測量放樣從以下幾個方面進行控制：

4.2.1 平面及垂直度控制

(1)施工平面控制網(wǎng)采用以橋軸線為一邊的大地四邊形網(wǎng)，同時在橋梁附近中線位置處布設(shè)控制點。

(2)由于全站儀采用棱鏡確定點位，在高空施工時由于風力等外界荷載的影響，其在空中均勻搖擺，一臺儀器無法準確控制點位，在進行高墩施工時，采用兩臺全站儀進行定位，避免一臺儀器放樣產(chǎn)生問題，不能被及時發(fā)現(xiàn)。

(3)選取合適的測量時間。每次測量時間固定在溫度、陽光等氣候因素影響較小的上午7：00～8：00或下午4：00～5：00左右，盡量避開陽光照射的溫差對墩柱造成的偏移。

(4)過程控制。 第一節(jié)墩身的立?？刂剖呛荜P(guān)鍵的。由于采用翻模施工，第一節(jié)墩身立模后必需確保模板頂面的平整度(可采用水平管檢測)，為后續(xù)翻立模板垂直度的良好控制創(chuàng)造先決條件。

模板安裝前在墩身上測放出模板的四個控制點，模板安裝時利用線錘復(fù)核模板的垂直度。模板安裝完成后，利用測量墩身實際四角坐標與理論坐標對比，利用手拉葫蘆調(diào)整模板。為確保墩身截面尺寸準確，每次模板安裝完成后對墩身模板的8個角點掛線錘復(fù)核，每隔2～3模用全站儀對墩身進行四角復(fù)測，發(fā)現(xiàn)模板偏位之后應(yīng)立即對模板軸線進行調(diào)整，為確保線形美觀，調(diào)整應(yīng)分多次進行，不能一次到位。

在澆筑過程中，安排專人(木工)不定時對模板四周進行錘球掛測，嚴密關(guān)注模板的變形及移位，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即停止砼澆筑，并第一時間采取相關(guān)措施，確保結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

4.2.2 高程控制

(1)控制網(wǎng)布設(shè)進度應(yīng)滿足施工規(guī)范要求，同時應(yīng)定期對控制網(wǎng)進行復(fù)核，避免其產(chǎn)生位移不被發(fā)現(xiàn)，造成質(zhì)量問題。

(2)測量儀器必須專人使用，使用過程應(yīng)定期進行常規(guī)儀器檢測項目檢查。

(3)過程控制。主要從以下四點進行控制：

①墩柱與水準點高差在20 m以內(nèi)，采用懸掛鋼尺(在鋼尺底部懸掛10 kg垂球，同時避免鋼尺扭曲、打折現(xiàn)象的出現(xiàn))，水準儀從控制點測量。

②高度超過20 m時采用上述方法將水準點引至墩柱上，或根據(jù)地形另設(shè)控制點。

③任何水準測量必須采用往返測，也就是所有水準測量必須為閉合測量。

④對于無法采用水準儀進行高程控制的墩位，如無法就近布置水準點，則可采用全站儀配合鋼尺、垂球進行高度控制，但在墩柱頂部應(yīng)采用精度較高的水準儀進行控制，確保墩頂標高在精度控制范圍內(nèi)。

4.3 砼施工質(zhì)量控制

空心薄壁墩施工由于多次翻模，多次澆筑，易導(dǎo)致砼外觀質(zhì)量下降。為確保砼質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求，施工中宜采取如下措施：

(1)加強原材料控制，確保同個墩采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑，確保外觀的一致性。同時選用低水化熱的水泥品種、控制水灰比、減少模板與砼間的摩阻力、加強養(yǎng)護、控制拆模時間等，以減少砼收縮及水化熱對結(jié)構(gòu)的影響，避免收縮和水化熱裂縫的產(chǎn)生。

(2)為了保證上下澆筑段混凝土的良好結(jié)合，待混凝土強度達到2.5 MPa后進行人工鑿毛。首先必須將混凝土表面的浮漿鑿掉，露出石子，鑿深1～2 cm，鑿?fù)旰笙扔酶邏猴L槍吹掉混凝土殘渣，再用高壓水沖洗干凈，以保證鑿毛的混凝土面清潔。嚴格控制相鄰兩次砼澆筑的齡期差，一般控制在10天以內(nèi)，最大不得超過20天。

(3)施工縫處理。在澆筑每一板混凝土時必須澆筑到和模板上緣平齊(清除浮漿后) ，然后把靠模板側(cè)1 ～2 cm處的混凝土抹平，確保施工縫和模板接縫重合，以保證墩身混凝土的整體外觀質(zhì)量。

(4)加強砼振搗?；炷翝仓校扇《ㄈ硕◢徹撠熣駬v。振搗順序為先振搗倒角處，再從兩邊向中間振搗。同時在砼澆筑過程中，兩臺振動棒在同時振搗中，應(yīng)同時對稱振搗，嚴禁振動棒撞擊模板，以避免模板應(yīng)外力振動而偏移。

(5)混凝土拆模后，夏天立即采用高壓水管噴淋養(yǎng)護，使墩柱表面保持濕潤狀態(tài)。冬天在混凝土表面覆蓋塑料薄膜保溫，同時灑水養(yǎng)生。

5 結(jié) 語

本項目空心薄壁墩翻模技術(shù)在石柱高架橋的高墩施工中，取得了施工速度快、工藝效果好、安全可控等顯著效果，受到各方的一致好評。

隨著我國高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，高墩大跨橋梁日益增多，通過對石柱高架橋空心薄壁高墩翻模施工技術(shù)的分析總結(jié)，為其他類似橋墩的施工積累了一定經(jīng)驗。

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

[2]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(橋涵)[M]．北京:人民交通出版社,2000.

[3]李燕粉.陸家埝大橋薄壁空心墩施工技術(shù)[J]．石家莊鐵道學院學報，2004,(2):107-110.

On the Mountain Highway Construction Technology of Hollow Thin-walled High Pier

BAO Chun-feng1,WU Jiang-feng1,ZHU Hui-ming1,LIN Yan2

(1.Zhejiang Hongtu Transportation Construction Company，Hangzhou 310051,China; 2.Hangzhou municipal facilities supervision center,Hangzhou 310003,China)

This paper analysis the Hollow Pier stone viaduct construction features, construction scheme selection, construction technology and other aspects, and focuses on the platform set by each construction, then template construction hollow thin-walled pier, measurement and control construction quality control of concrete quality control measures are summarized to provide technical support for future high pier construction.

hollow pie;turning model;process;quality control

2014-06-09

包純風(1976-)，男，浙江東陽人，高級工程師，E-mail：576091449@qq.com。

U445.559

A ?

10.3969/j.issn.1671-234X.2014.03.008

1671-234X(2014)03-0037-06