薄壁空心墩柱外掛托架式翻模施工技術(shù)及質(zhì)量控制

朱　彬

摘要:結(jié)合濟(jì)邵高速公路逢石河特大橋的工程實(shí)踐,本文從施工角度認(rèn)真分析了薄壁空心墩柱外掛托架式翻模施工中的施工方案、施工工藝、控制方法、保障措施等具體做法

關(guān)鍵詞:薄壁空心墩;翻模;施工工藝;質(zhì)量控制

1 工程概況

濟(jì)邵高速公路第十二合同段主體工程為逢石河特大橋,大橋所跨U型河谷,岸坡相對(duì)較緩,地勢(shì)開(kāi)闊,河漫灘明顯,地面標(biāo)高312.00～321.00m,地形坡角一般為5～15°,橋面與河床地面最大高差110m左右。大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用66+5×120+66m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。引橋采用11×40和8×40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu):主橋采用矩形空心薄壁墩,群樁基礎(chǔ),引橋6～10、19～21采用矩形薄壁墩,雙排樁基礎(chǔ),其余橋墩均采用樁柱式橋墩,單排樁基礎(chǔ),橋臺(tái)采用肋式臺(tái),樁基礎(chǔ)。主橋空心墩柱砼設(shè)計(jì)為C50砼。

2 外掛托架式翻模施工技術(shù)

空心墩柱施工綜合考慮其設(shè)計(jì)墩高、工程質(zhì)量要求、工期要求、場(chǎng)地條件等多方面因素,并結(jié)合同類型工程經(jīng)驗(yàn),主橋空心墩采用外掛托架式翻模施工。

2.1 施工輔助設(shè)備

墩柱砼采用泵送,其他材料垂直運(yùn)輸采用QTZ5015型塔吊,施工人員上下采用SC200型施工電梯。

每套翻模模板分兩節(jié),每節(jié)高3m,循環(huán)階段每次現(xiàn)澆混凝土高度為3m。外模板面采用δ=6mm鋼板、L75×75角鋼背肋、120槽鋼背焊作為橫帶,內(nèi)模板面采用δ=5mm鋼板、L75×75角鋼背肋、100槽鋼背焊作為橫帶。設(shè)置外掛托架作為外工作平臺(tái),內(nèi)工作平臺(tái)采用鋼管支架,內(nèi)外平臺(tái)工作高度為10m,固定于墩身內(nèi)壁預(yù)埋件上,循環(huán)階段每現(xiàn)澆兩次混凝土提升固定一次。

2.2 施工工藝

工藝原理。翻模是以凝固的混凝土墩體為支承主體,通過(guò)附著于已完成的混凝土墩身上的下層模板支撐上層施工模板及平臺(tái),從而完成鋼筋成型、模板就位和校正、混凝土澆筑等工作。

施工方法:

鋼筋加工及安裝。在承臺(tái)混凝土施工時(shí),預(yù)埋墩身鋼筋。主筋的接長(zhǎng)采用等強(qiáng)度直螺紋接頭工藝施工,橫向箍筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型。

等強(qiáng)度直螺紋接頭工藝是先利用套絲機(jī)在鋼筋端部加工直螺紋,然后用連接套筒將兩根鋼筋對(duì)接。該工藝還有連接速度快、操作簡(jiǎn)便、可集中批量生產(chǎn)、質(zhì)量保證率高等特點(diǎn),同時(shí)無(wú)污染、無(wú)噪音、無(wú)輻射,對(duì)操作工人身體不會(huì)造成傷害。主筋下料長(zhǎng)度根據(jù)模板高度和混凝土澆筑高度確定為6m,加工施工的鋼筋端部必須調(diào)直,要求切口的斷面與鋼筋軸線垂直。模板的安裝、拆除和工作平臺(tái)的布置。每節(jié)內(nèi)外模采用四塊大塊模板和四片轉(zhuǎn)角模板共八片組成。墩身底部現(xiàn)澆段,內(nèi)模斜倒角部分用組合鋼模板拼裝,其他部分采用定型大塊鋼模拼裝而成。10米高度以內(nèi)施工時(shí)采用汽車吊配合施工。模板在安裝前必須進(jìn)行試拼,模板接縫、錯(cuò)臺(tái)、連接等方面可能出現(xiàn)的問(wèn)題,提前解決。試拼完后應(yīng)將模板集中攤平,進(jìn)行打磨、除銹、涂刷脫模劑。模板安裝前須用全站儀準(zhǔn)確測(cè)設(shè)出墩身的內(nèi)外立模邊線,模板安裝利用汽車吊(或塔吊)輔助完成。整套模板采用φ22圓鋼作為拉筋,拉筋外套φ25的PVC塑料管以備混凝土施工完畢后拉筋抽出。內(nèi)、外模板安裝加固后,整體應(yīng)有足夠的剛度,在混凝土施工過(guò)程中做到穩(wěn)固、不變形。拆除下層模板時(shí)先抽取模板拉筋,然后用在上層模板上用導(dǎo)鏈掛鋼絲繩拉緊下層,隨后拆除上下層模板聯(lián)結(jié)螺栓,最后拆除、提升下層模板。外掛托架平臺(tái)采用建筑腳手架管搭設(shè),支承于鋼托梁上,內(nèi)模工作平臺(tái)設(shè)置在內(nèi)支架上,內(nèi)外工作平臺(tái)鋪設(shè)6cm木板,圍掛安全網(wǎng),底層兜掛安全網(wǎng)。每澆筑6m,即兩節(jié)模板循環(huán)一次,外掛托架提升一次,提升時(shí)采用4臺(tái)10噸手動(dòng)導(dǎo)鏈提升。在該操作步驟之前必須檢測(cè)并確保該段墩身砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上。

墩身混凝土澆筑。鋼筋、模板加工安裝完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后,即可進(jìn)行墩身混凝土的澆筑。采用泵送砼分層澆注至模板頂面,每次澆注一節(jié)段,澆筑連續(xù)進(jìn)行。采用塔吊配合施工的墩柱,泵送管依附于塔吊的塔身上,采用長(zhǎng)臂汽車吊配合施工的墩柱,泵送管依附于施工旋梯上。砼拌和應(yīng)均勻,澆注層厚不宜大于40cm,在下層砼未凝固前澆注上層,振搗應(yīng)附合規(guī)范要求,不能過(guò)振欠振而造成砼內(nèi)在和外觀質(zhì)量的影響。墩身采用掛在內(nèi)外模板上的環(huán)形噴水管灑水養(yǎng)生。

墩身預(yù)埋件的施工。墩身施工過(guò)程中,應(yīng)注意預(yù)埋件的埋設(shè):a.根據(jù)要求預(yù)埋排氣孔和墩身施工預(yù)埋鋼板;b.根據(jù)監(jiān)測(cè)要求預(yù)埋墩身應(yīng)力應(yīng)變計(jì)和溫度應(yīng)變計(jì);c.根據(jù)墩頂0#、塊的施工方案,在墩頂段預(yù)埋托架梁的各種鋼構(gòu)件。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 墩身線型控制

影響高墩施工精度及其解決辦法。該橋薄壁空心墩,墩身柔度大,在施工中受到日照引起的溫差、風(fēng)力、機(jī)械振動(dòng)及施工偏載的影響,墩身的軸線可能發(fā)生彎曲和擺動(dòng),使墩身處于一種動(dòng)態(tài)之中。在墩身施工中針對(duì)不同的情況采取相應(yīng)的措施:

①環(huán)境溫差。高溫季節(jié),在陽(yáng)光的照射下,高墩的朝陽(yáng)面和背陽(yáng)面溫差較大,墩身也因此產(chǎn)生不均勻膨脹,使其向背陽(yáng)面彎曲,對(duì)墩身施工精度有影響,且隨著溫差的增大而增大、隨著太陽(yáng)方位的改變而改變。在施工中采用以下方法進(jìn)行控制:a.噴水降溫法:通過(guò)安裝在內(nèi)外模板結(jié)構(gòu)上的環(huán)形噴水養(yǎng)生管,間斷地向墩身噴水,在養(yǎng)護(hù)墩身的同時(shí)起到降低陰陽(yáng)面溫差的作用,從而使日照溫差引起的墩身軸線偏位減少到最小。b.選擇在日出前后測(cè)量墩身的高度和平面位置,以避免日照造成的墩身平面位置偏移和墩身高度的不均勻變化,造成測(cè)量定位的困難。具體方法為:在每天上午6:30左右,沿墩身橫、縱方向兩條中心線,在翻模下口精確安放水平尺,用全站儀進(jìn)行測(cè)量,用此位置的日照偏差,作為待施工墩身部位模板的日照偏差,在模板中線調(diào)整中予以消除,以達(dá)到克服溫差影響的目的。

②風(fēng)力、機(jī)械振動(dòng)和施工偏載。風(fēng)力、機(jī)械振動(dòng)和施工偏載對(duì)墩身軸線的影響是隨機(jī)的、無(wú)序的。針對(duì)此特點(diǎn),采取如下措施:a.采用剛度大的模板(面板為6mm鋼板,筋板為∠75×75mm的角鋼,并采用 [120的槽鋼作為橫帶),以提高模板整體的抗彎、抗扭強(qiáng)度。b.在墩身砼澆筑時(shí),混凝土應(yīng)從四邊均衡下料,以防止混凝土出現(xiàn)偏壓。墩身軸線、高程測(cè)量控制:為了保證施工的連續(xù)性,確保高墩施工的軸線及垂直度和外觀線形,在墩身施工控制測(cè)量中,采用高精度全站儀和經(jīng)緯儀配合使用、相互校核的方案。在承臺(tái)施工完畢后,采用全站儀在承臺(tái)頂部放出空心墩縱橫向軸線。墩身施工的過(guò)程中,用全站儀和經(jīng)緯儀分別進(jìn)行對(duì)點(diǎn)測(cè)量,全站儀對(duì)墩身軸線進(jìn)行控制測(cè)量,經(jīng)緯儀對(duì)墩身棱角邊線進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量。高墩施工中的高程控制采用長(zhǎng)鋼卷尺(100米鋼卷尺)丈量法與三角高程控制法雙控。在墩身下部1.5米左右位置處設(shè)置整米高程控制基準(zhǔn)線,墩身高程控制測(cè)量時(shí)從該控制基準(zhǔn)線丈量測(cè)量,同時(shí)用全站儀利用三角高程控制法進(jìn)行復(fù)核,確保高程控制誤差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

3.2 墩身外觀質(zhì)量的保證措施

墩身外觀質(zhì)量主要是模板、砼澆注和施工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)物外表導(dǎo)致的隨機(jī)出現(xiàn)的一些缺陷。

構(gòu)造物表面質(zhì)量通病的防治。主要有蜂窩、麻面、氣泡、泛砂、砼色澤不一致等現(xiàn)象,保證措施如下:①砼配合比設(shè)計(jì)時(shí)在滿足施工條件下,應(yīng)盡量降低含砂率和水灰比。②砼應(yīng)強(qiáng)制拌和,罐車運(yùn)輸,連續(xù)澆注,杜絕坍落度不穩(wěn)定,送料不銜接和每車砼級(jí)配不均勻、投料造成離淅的現(xiàn)象出現(xiàn)。③經(jīng)試驗(yàn)掌握振搗的尺寸,既不能過(guò)振形成表面泛砂、砼流淚的現(xiàn)象,也不能因欠振導(dǎo)致蜂窩、麻面。④必須分層澆注,層厚能滿足振實(shí)要求,在前層未凝固前進(jìn)行下層的澆注,夏天由于高溫,砼內(nèi)應(yīng)摻入適量木鈣粉,推遲砼的凝結(jié)時(shí)間。⑤盡量避免在高溫時(shí)段澆注砼。如不可避免,應(yīng)對(duì)鋼模板采取降溫措施。澆注過(guò)程灑落在鋼模板上被燙干形成的“死灰”應(yīng)隨時(shí)清理干凈。

結(jié)語(yǔ)

鋼模板板塊的采用,各項(xiàng)目要求不盡然一致,但應(yīng)取消人工抬運(yùn)支模的方法,同時(shí)模板的剛度也需滿足能克服作業(yè)中的變形,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們提倡采用模板3～4M分節(jié),采用較大塊整體板面,減少板縫,保證砼表面整潔美觀。角模設(shè)計(jì)不宜過(guò)大,以便于拆除和清理。

一定要做實(shí)體澆注前的首件試驗(yàn)排演,以檢查模板和澆注工藝的合理性。采取有效方法,消除分節(jié)段施工縫的痕跡,提高砼外觀質(zhì)量。施工控制、監(jiān)測(cè)控制的內(nèi)容和手段一定要保證墩身線型符合設(shè)計(jì)要求。

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