山區(qū)高速公路高墩施工技術(shù)

周 璐 何海余

0 引言

四川納黔高速公路是國家高速公路“7918”網(wǎng)布局的橫線16——廈蓉高速公路在四川境內(nèi)的最后一段未建路段，也是四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的10個(gè)省際高速公路出口通道之一。地處四川盆地南緣與云貴高原的過渡帶，屬于典型的山區(qū)高速公路，其中高墩大跨徑橋梁居多，下面主要就其高墩的施工技術(shù)作以總結(jié)。

1 橋梁工程概況

本項(xiàng)目橋梁工程上部結(jié)構(gòu)以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)為主，最大跨徑為248 m;橋墩以變截面空心薄壁墩為主，最高墩高105 m;基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁徑2.5 m。

2 高墩施工方案的選擇

在選擇高墩施工方案時(shí)要考慮以下因素:鋼筋及模板的起吊方案;混凝土運(yùn)輸及入模形式;施工人員的上下墩方式，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及權(quán)衡安全因素，對于高度大于60 m的墩身，我們使用塔吊(80 t·m)起吊模板、鋼筋及施工機(jī)具;對于高度大于68 m的墩身，則安裝電梯來解決施工人員的上下問題，混凝土均采用罐車運(yùn)輸，用混凝土輸送泵泵送入模。

以上方案雖然有利于加快施工進(jìn)度，提高施工安全性，樹立企業(yè)形象，但也在一定程度上增加了施工投入，比較適用于工期緊的項(xiàng)目。

3 墩身模板的選擇

四川納黔高速C1合同段的墩身主要為空心薄壁墩，針對這種墩身，我們主要采用了兩種翻模進(jìn)行施工:一種是木模板，一種是鋼模板，選擇木模板主要是考慮到其重量小、易拆裝、施工安全性好;而選擇鋼模板主要考慮到經(jīng)濟(jì)問題(我們所選用的木模板的價(jià)格大于鋼模板的價(jià)格)。

根據(jù)實(shí)際效果來看，我們使用的木模板無論是在施工操作上還是從外觀質(zhì)量上均優(yōu)于鋼模板，由于鋼模板施工變截面墩身時(shí)，為了滿足墩身截面尺寸變化的要求，必須在邊角處使用少量木模板來調(diào)節(jié)模板整體寬度，由于鋼、木本身剛度不同，所以在鋼木模板結(jié)合處易產(chǎn)生錯(cuò)臺，同時(shí)拆模后鋼、木模板處混凝土顏色也不一致，影響了混凝土結(jié)構(gòu)物的外觀質(zhì)量。下面主要對本項(xiàng)目所使用的木模板作以下介紹。

我們在施工高墩時(shí)采用的木模板是北京卓良CB-240模板，該模板主要由以下部件組成:模板、主背楞、斜撐、后移裝置、受力三角架、主平臺、吊平臺、埋件系統(tǒng)。該模板具有結(jié)構(gòu)合理，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，在單塊模板中，膠合板與豎肋(木工子梁)采用纖維板訂連接，豎肋和橫肋(雙槽鋼背楞)采用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置兩個(gè)吊鉤，角部的陽角拉桿、可調(diào)支撐采用芯帶銷軸固定在鋼背楞上，用蝶形螺母等連接，使背楞受力更加合理、可靠;木梁直墻模板裝卸接長和接高均很方便，模板為21 mm厚的進(jìn)口維薩板。

本項(xiàng)目所有使用的北京卓良模板的制作高度為4.65 m，澆筑混凝土?xí)r(第一次除外)，模板下包混凝土100 mm，上挑50 mm，每次墩身澆筑高度均為4.5 m，最后一次澆筑到墩頂部。其埋件系統(tǒng)沿豎直方向布置。

木梁直墻模板為裝卸式模板，拼裝方便，在一定范圍和程度上能拼裝成各種大小的模板。該模板剛度大，接長和接高均很方便，最高可一次澆筑10 m以上。

模板對拉螺桿的做法:墩身螺桿對拉長度不大于3.5 m時(shí)螺桿采用通常的做法，用PVC管φ26 mm×2和對拉螺桿對拉周轉(zhuǎn)使用;在大于3.5 m時(shí)，采用300 mm長的對拉螺桿(內(nèi)連桿)與φ22螺紋鋼焊接，焊接長度須大于20 cm，內(nèi)連桿通過錐形接頭與1 400 mm長的外連桿相連接，最后用蝶形螺母固定在鋼背楞上。

CB-240模板的組裝順序:

拼裝模板并上好吊鉤→組裝主背楞三角架→第一次澆筑混凝土(預(yù)埋件)→組裝三角架及后移裝置、上好平臺立桿并安裝埋件支座→拆模、安裝三角架及模板→第二次澆筑混凝土→提升模板及支架、安裝吊平臺→第三次澆筑混凝土。

本項(xiàng)目所用的翻轉(zhuǎn)鋼模板共3節(jié)，每節(jié)長2.25 m，共長6.75 m，第一次澆筑墩身混凝土高度為6.75 m，然后每次只拆除下面的兩節(jié)模板，并在第三節(jié)模板上支立及拼裝拆下的兩節(jié)模板從而進(jìn)行下節(jié)墩身混凝土的澆筑施工，以后每次澆筑高度4.5 m，如此重復(fù)，直至澆筑到墩頂。

圖1 鋼筋加工工作流程及檢驗(yàn)圖

4 高墩墩身鋼筋的加工及安裝

墩身鋼筋的連接采用的是滾壓直螺紋機(jī)械連接方式，是一種“現(xiàn)場加工，現(xiàn)場連接”的方式，主要優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，適用于高空作業(yè)時(shí)鋼筋的連接。在進(jìn)行滾絲操作時(shí)，要求設(shè)備擺放位置要相對固定，安置位置周圍有一定的空間，同時(shí)要求有防雨設(shè)施及電源(380 kW/套≥4 kW/套)。滾壓機(jī)安裝時(shí)中心軸線應(yīng)與鋼筋保持水平面同心高度。

4.1 加工工藝及要求

1)工作流程及檢驗(yàn)圖見圖1。

2)操作要求。應(yīng)使用砂輪切割機(jī)切斷鋼筋，切面必須與鋼筋軸線垂直，不允許有馬蹄形或翹曲，不許用沖切下料，嚴(yán)禁氣割下料，這是保證鋼筋絲頭長度與直徑的關(guān)鍵。同時(shí)在剝肋時(shí)進(jìn)刀不能快，一定要慢剝肋，以防刀具崩刀或者中徑變大，當(dāng)剝完肋后，絕對不能用刀過猛，以免撞切滾絲輪。

4.2 鋼筋的連接

用扳手或管鉗將直螺紋連接套與一端鋼筋擰到位，再將另一端鋼筋與連接套擰到位。

4.3 注意事項(xiàng)

鋼筋直螺紋絲頭有效長度及螺紋中徑符合環(huán)規(guī)尺寸，其有效長度內(nèi)的牙數(shù)須符合要求，且牙型飽滿，禿牙部分不超過一個(gè)螺距周長。

4.4 鋼筋綁扎

在鋼筋綁扎上，墩身主筋連接接頭間距取為4.5 m，這樣每次將9 m長的定尺鋼筋直接接上去，而不需要重新下料，既方便施工并提高了施工速度，又減少材料損耗。同時(shí)又提高了工人在高空中接長鋼筋的安全性。

墩身鋼筋安裝及綁扎時(shí)的工作平臺:由于高墩主筋豎向連接時(shí)比較困難，必須要有臨時(shí)固定鋼筋及提供工人操作空間工作平臺，對于高度小于50 m的墩身，我們采用的是搭設(shè)墩旁支架作為鋼筋安裝及綁扎的工作平臺;對于高度大于50 m的墩身，則采用增設(shè)勁性骨架作為鋼筋安裝及綁扎時(shí)的工作平臺，勁性骨架主要由角鋼組成，其主要作用是增加墩身的施工剛度及給安裝鋼筋和裝拆模提供工作平臺。

5 墩身混凝土配合比

本項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋墩身混凝土標(biāo)號均為55號，屬于高標(biāo)號混凝土，由于墩身混凝土均采用泵送，所以要求混凝土要有很好的和易性，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終確定混凝土的水膠比為0.31，砂率為0.37，外加劑摻量為1%，坍落度為 140 mm～80 mm，經(jīng)過驗(yàn)證，7 d 強(qiáng)度為46 MPa，28 d 強(qiáng)度為65.4 MPa，其工作性及經(jīng)濟(jì)性較為理想。

6 墩身混凝土的輸送

在澆筑墩身混凝土?xí)r，混凝土采用罐車運(yùn)輸，用混凝土輸送泵泵送入模，由于施工時(shí)點(diǎn)多面廣，我們配備了兩臺HBT60及一臺HBT80混凝土輸送泵及1 000 m長的輸送泵管，主要施工原則是:混凝土輸送泵是機(jī)動的，哪里需要就置放在哪里;泵管是固定的，即泵管沿著墩身一直延長，施工到多高，泵管就接到多高，泵管主要是順著塔吊架或附著在墩身向上接長。

7 墩身施工的質(zhì)量控制重點(diǎn)

1)在墩身的施工過程中要嚴(yán)格控制其平面位置，即每次在支模前用全站儀對墩身的控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，在模板支好后再對模板頂?shù)目刂泣c(diǎn)繼續(xù)擰復(fù)核，以確保墩身平面位置準(zhǔn)確。對于變截面墩身，由于一定高度對應(yīng)一定截面尺寸，故每次在放樣時(shí)，須同時(shí)測出其高程，以便計(jì)算該位置處的墩身截面尺寸，從而確保放樣的準(zhǔn)確性。

2)要嚴(yán)格控制主筋根數(shù)，因?yàn)樽兘孛娑丈淼闹鹘罡鶖?shù)隨著墩身的變化而變化，施工時(shí)多則浪費(fèi)，少則影響結(jié)構(gòu)的安全性，對此，我們對每節(jié)墩身的主筋根數(shù)統(tǒng)計(jì)成冊，下發(fā)給各現(xiàn)場工程師及施工協(xié)作隊(duì)伍，從源頭上對根數(shù)進(jìn)行控制，這樣既方便了施工，又方便了質(zhì)量檢查與控制。

3)要認(rèn)真檢查主筋的機(jī)械連接質(zhì)量，要逐一對墩身的機(jī)械連接情況進(jìn)行檢查，主要檢查部分鋼筋是否扳手?jǐn)Q到位，首先看露絲是否超限(超過一個(gè)掙絲)。如果超限，則可要求施工人員用扳手或者管鉗繼續(xù)擰緊鋼筋，直至擰不動為止。由于主筋的連接質(zhì)量直接關(guān)系到墩身的質(zhì)量，要保證主筋的連接100%合格。

4)為了保證每節(jié)墩身之間混凝土的粘結(jié)質(zhì)量，故在澆筑墩身混凝土前，須將已施工完成的墩身頂面的雜物或混凝土碎渣清理干凈，如有條件，可用水進(jìn)行清洗。

5)在固定混凝土輸送管時(shí)，一定要注意泵管不要接觸已支立好的模板，避免泵送混凝土?xí)r泵管的沖力使模板偏位。

8 高墩施工注意的問題

1)要注意在施工時(shí)預(yù)埋電梯或者塔吊(如果配備電梯或塔吊)附著預(yù)埋件，這就需要預(yù)先與電梯或者塔吊廠家人員進(jìn)行溝通，以便確定預(yù)埋件的位置及形式。

2)要認(rèn)真選定塔吊或電梯的設(shè)置位置，其選擇原則有:

a.要考慮塔吊或者電梯可升高到橋面以上;

b.要考慮塔吊或者電梯附著件的允許長度及角度。

3)要事先考慮好泵管的附著方案，如果借助塔吊架向上接長，則不用在墩身上預(yù)埋泵管附著件;如果借助墩身向上接長，則需要在墩身上預(yù)埋泵管附著預(yù)埋件。

4)要有混凝土在輸送堵管時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，以便發(fā)生堵管時(shí)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)混凝土泵送，確保施工順利進(jìn)行。

5)要高度重視高墩施工安全，須派專人負(fù)責(zé)高墩施工安全檢查，主要檢查高空作業(yè)安全防護(hù)措施是否到位，電梯及塔吊作業(yè)人員是否經(jīng)過培訓(xùn)且持證上崗，高空施工安全管理制度是否完善。

[1]JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S］.

[2]納黔高速C1兩階段施工圖[Z］.

[3]JG 163-2004，滾軋直螺紋鋼筋連接接頭[S］.

[4]李志良.客運(yùn)專線橋梁高墩外觀質(zhì)量控制技術(shù)[J］.山西建筑，2010，36(8):334-335.