空心薄壁高墩翻模施工技術(shù)

田辰光

(山西遠(yuǎn)方路橋集團(tuán)公司，山西大同 037006)

1 工程概況

偏關(guān)7號(hào)大橋全長(zhǎng)366 m，前右角90°，上部結(jié)構(gòu)采用(4×30+5×30+3×30)m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩和空心薄壁墩、肋板臺(tái)和柱式臺(tái)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁。本橋空心薄壁墩為4號(hào)，5號(hào)，6號(hào)，7號(hào)，8號(hào)，共計(jì)5座，墩高36.9 m～42.3 m，空心墩壁厚60 cm～80 cm，空心墩頂長(zhǎng)550 cm，寬200 cm，寬度方向向下設(shè)60∶1坡度。

2 方案選擇

鑒于該橋的矩形空心薄壁墩的高度較高，且為變截面形，考慮液壓爬模及滑模制造成本較高且安裝及操作技術(shù)要求高、工藝復(fù)雜等因素，經(jīng)過方案比選采用翻模法分段澆筑施工。為滿足墩身施工的需要，在5號(hào)墩身及7號(hào)墩身附近安裝QTZ63(5010)塔吊，能同時(shí)滿足4號(hào)～9號(hào)墩身吊裝施工，并在每個(gè)墩身一側(cè)設(shè)置之字形爬梯，用于施工人員的自由上下。混凝土水平運(yùn)輸采用混凝土罐車，垂直運(yùn)輸塔吊提升料斗運(yùn)料，串筒布料入倉(cāng)，水平分層澆筑。墩身主鋼筋采用剝肋滾軋直螺紋連接，減少傳統(tǒng)焊接的搭接長(zhǎng)度節(jié)約鋼材，減少高空焊接的工作量和焊接難度。根據(jù)施工進(jìn)度5個(gè)主墩加工翻模5套，變截面調(diào)節(jié)塊模板以滿足最高墩柱高度制作3套。

3 翻模施工方法及施工控制

3.1 施工工藝簡(jiǎn)介

翻模所用模板采用6 mm厚鋼板，每套標(biāo)準(zhǔn)高度外模板采用2.0 m+2.0 m+2.0 m，每次翻模兩段，澆筑高度每次4.0 m，以下面2.0 m段已澆筑混凝土的模板頂面為上兩節(jié)模板的支撐受力面，利用模板與已澆筑混凝土的摩阻力，將上面兩節(jié)模板通過螺栓、拉桿固定在下一節(jié)模板上，外模外側(cè)設(shè)置固定施工平臺(tái)，方便施工人員進(jìn)行模板的拆卸、安裝、綁扎鋼筋、混凝土的澆筑等，如此循環(huán)交替翻升，完成墩身的澆筑施工。

3.2 施工程序

第一步:綁扎鋼筋，拼裝模板澆筑墩柱底部實(shí)心段和變化段;第二步:綁扎鋼筋，拼裝兩節(jié)模板，澆筑4.0 m高混凝土;第三步:將底部第一節(jié)模板拆除，并向上翻升安裝;第四步:將底部第二節(jié)模板拆除，并向上翻升安裝;第五步:模板安裝完成后，澆筑4.0 m高混凝土;交替循環(huán)使用以上步驟，直到混凝土澆筑完畢。

3.3 重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)

3.3.1 高墩柱中線偏位及垂直度控制

在高墩施工中，中線偏位及垂直度控制是最為重要的質(zhì)量控制要點(diǎn)，本橋由測(cè)量人員用GTS332型全站儀放出墩身4個(gè)角的定位樁，經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核后，開始進(jìn)行立模施工，施工中嚴(yán)格控制模板的平面位置和豎直度，確保位置準(zhǔn)確，每次翻模施工時(shí)分別在四邊模板頂部定出中點(diǎn)，并在已澆筑混凝土節(jié)段上定出四邊中點(diǎn)，利用垂球?qū)⑸舷?個(gè)定位點(diǎn)兩兩對(duì)中，使模板基本就位后，再利用全站儀分別在兩個(gè)軸線方向?qū)⒛０寰_調(diào)整至設(shè)計(jì)位置，然后利用垂準(zhǔn)儀，通過預(yù)先設(shè)置在墩身根部附近的基點(diǎn)，進(jìn)行垂直度校核，施工過程中要嚴(yán)格控制模板偏差，防止多次澆筑形成累計(jì)誤差過大影響墩身質(zhì)量，確保高墩柱中線偏位及垂直度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.3.2 鋼筋連接質(zhì)量控制

本橋墩身采用HRB335帶肋鋼筋，主筋為直徑25和直徑20兩種規(guī)格，墩身主筋鋼筋連接采用剝肋滾軋直螺紋連接技術(shù)。剝肋滾軋直螺紋連接是通過鋼筋端頭特制的直螺紋和直螺紋連接套咬合形成整體的一種連接方式。根據(jù)需要從廠家訂做相應(yīng)直徑的鋼筋直螺紋連接套，其中直徑20鋼筋連接套長(zhǎng)度為50 mm，直徑25鋼筋連接套長(zhǎng)度為60 mm，鋼筋用鋼筋直螺紋滾絲機(jī)剝肋滾絲，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接安裝。此連接方式能夠加快施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量，確保施工安全，降低高空作業(yè)難度。

1)鋼筋下料。所加工的鋼筋應(yīng)先調(diào)直后再下料，其中主筋要求切口端面與鋼筋軸線垂直，不能有馬蹄形或撓曲。為保證切斷面垂直平整，下料時(shí)采用砂輪切割機(jī)切斷。

2)鋼筋車絲。絲扣的牙形、螺紋須與連接套的牙形、螺距一致。螺紋制作采用剝肋滾絲機(jī)完成，其中直徑20鋼筋車絲長(zhǎng)度控制為28 mm，直徑25鋼筋車絲長(zhǎng)度控制為33 mm，車絲尺寸要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)超差應(yīng)及時(shí)糾正。加工完成并檢驗(yàn)合格的絲頭要加以保護(hù)，鋼筋一端絲頭戴上保護(hù)帽，另一端擰上連接套，并按規(guī)格分類堆放整齊待用。

3)鋼筋連接。連接之前，先檢查鋼筋的規(guī)格和連接套的規(guī)格，確保型號(hào)對(duì)應(yīng)一致。將鋼筋絲頭上的塑料保護(hù)帽及連接套筒上的塑料密封蓋取下并回收，并確保絲頭和連接套的絲扣干凈、無損，把鋼筋裝好連接套筒的一端擰到被連接鋼筋上，然后用專用扳手將連接的兩根鋼筋擰緊，連接套筒兩端的外露完整絲扣均不得超過1扣。

3.3.3 模板安裝及檢查

墩身施工前，先在墩身位置處承臺(tái)表面進(jìn)行鑿毛處理，確?；炷吝B接良好。模板吊裝采用塔吊，在吊裝過程中，注意模板的吊裝重心及吊鉤設(shè)置，確保模板吊裝安全，防止吊裝過程造成模板變形、散架。安裝模板前必須刷上一層脫模劑，涂刷均勻、適量。安裝模板的同時(shí)要設(shè)置對(duì)拉螺桿，為使其能夠回收利用，在對(duì)拉螺桿外面套PVC塑料管。模板安裝中注意模板間錯(cuò)臺(tái)控制在1 mm以內(nèi)。模板拉桿處孔眼用棉紗纏繞，防止漏漿。

模板安裝完成后，項(xiàng)目質(zhì)檢技術(shù)人員應(yīng)仔細(xì)檢查模板間錯(cuò)臺(tái)、順直度、鋼筋保護(hù)層厚度等各項(xiàng)指標(biāo)，合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師，報(bào)驗(yàn)合格后方可開始澆筑混凝土。

3.3.4 混凝土施工控制

該橋薄壁空心墩采用C35混凝土，在墩身1/2高度處設(shè)置一道橫隔板?；炷翝仓皯?yīng)檢查模板的標(biāo)高、尺寸、位置、強(qiáng)度、剛度、牢固性、平整度、內(nèi)側(cè)的光潔度等內(nèi)容是否滿足要求，不得有縫隙和孔洞。模板接縫是否嚴(yán)密，隔離劑是否涂抹均勻，模板中的垃圾是否清理干凈;鋼筋及預(yù)埋件的數(shù)量、型號(hào)、規(guī)格、擺放位置、保護(hù)層厚度等是否滿足要求，并做好隱蔽工程驗(yàn)收記錄。

在澆筑混凝土?xí)r，采用塔吊送料，插入式振搗器振搗。每次澆筑混凝土的高度在3 m～4.5 m之間，當(dāng)澆筑高度超過2 m時(shí)，由于混凝土落差較大，不能采用自落式灌注，采用串筒減速進(jìn)行混凝土的澆筑，以防止混凝土離析。當(dāng)混凝土澆筑至墩柱頂部時(shí)，將多余的水泥去除并在初凝前進(jìn)行復(fù)振，以消除混凝土墩柱頂面附近的裂縫。當(dāng)?shù)?節(jié)段模板安裝后，及時(shí)澆筑混凝土，當(dāng)混凝土澆筑完后要及時(shí)養(yǎng)生?；炷猎噳K抗壓強(qiáng)度達(dá)到3 MPa以上時(shí)(視天氣情況約1 d～2 d)，清除混凝土表面浮漿并鑿毛，然后按工藝流程進(jìn)行第2，第3節(jié)段施工。第3節(jié)段混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到3 MPa、第1節(jié)段混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到10 MPa以上時(shí)，鑿毛清理第3節(jié)段混凝土表面，準(zhǔn)備第4節(jié)段墩身施工。下節(jié)混凝土頂面經(jīng)過鑿毛處理，灑水濕潤(rùn)后澆筑上節(jié)混凝土。

3.3.5 高墩橫隔板、墩頂封頂?shù)菇鞘┕?/p>

該橋在墩身1/2處設(shè)置了橫隔板，橫隔板厚度為60 cm，倒角為35 cm×35 cm，橫隔板中部預(yù)留150 cm×60 cm的人洞，墩頂封頂?shù)菇菫?00 cm×35 cm。

橫隔板底模采用15 mm厚的竹膠板加5 cm×8 cm方木做加強(qiáng)肋拼裝。內(nèi)支撐采用鋼管支架加頂、底托拼裝形成。封頂?shù)菇腔炷练謨纱螡仓谝淮螡仓?00 cm的倒角和25 cm的實(shí)心板，并在25 cm的實(shí)心板中部預(yù)留一60 cm×120 cm的人洞，待墩內(nèi)托架及模板全部清除完成后再封閉人洞，最后澆筑125 cm的實(shí)心部分。

混凝土澆筑成型后水泥硬化時(shí)，及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水與拌和用水相同。墩頂裸露面可用麻布覆蓋，并經(jīng)常灑水，使覆蓋物濕潤(rùn)。墩身模板在翻升前，應(yīng)經(jīng)常灑水，確保模板濕潤(rùn)。

3.3.6 混凝土外觀質(zhì)量控制

翻模施工所用模板為專業(yè)訂作優(yōu)質(zhì)鋼模板，所以施工成品混凝土外觀質(zhì)量美觀，表面光滑且色澤一致，一般不用二次修飾，混凝土外觀質(zhì)量美觀程度是滑模施工混凝土不可比擬的。但由于翻模施工是按節(jié)段澆筑，在澆筑下一節(jié)段時(shí)，上一節(jié)段澆筑的墩身混凝土已凝固，混凝土在凝固后就會(huì)發(fā)生一定的收縮，如此便與模板間產(chǎn)生細(xì)微的縫隙，在上節(jié)混凝土澆筑時(shí)容易造成漏漿現(xiàn)象，污染下節(jié)混凝土墩身，影響混凝土外觀質(zhì)量。本高墩柱施工為避免此問題，在施工中采用如下控制措施:a.最上節(jié)段模板距模板頂5 cm設(shè)置一層拉桿，在澆筑下一節(jié)段墩身混凝土前，將此層拉桿再次緊固，減小混凝土與模板間的縫隙;b.在產(chǎn)生縫隙后，采用原子灰封堵縫隙，且在澆筑混凝土?xí)r控制其坍落度，可在規(guī)范規(guī)定范圍適當(dāng)減小坍落度，減少混凝土的泌水現(xiàn)象造成的漏漿。

3.3.7 模板翻升控制程序

上節(jié)墩柱鋼筋安裝好報(bào)驗(yàn)合格后，即可進(jìn)行下節(jié)模板的拆除、整修、涂刷脫模劑、翻升，順序?yàn)橄韧夂髢?nèi)、先下后上逐塊逐節(jié)進(jìn)行。具體過程如下:

1)預(yù)松拉桿、脫模板，拆除相鄰模板之間的連接，并把操作平臺(tái)上的機(jī)具料清理干凈。2)起吊扣件鎖緊后，利用塔吊將模板吊至地面并支墊。3)用平刮刀清除模板板面殘留的混凝土，注意不要將板面刮傷。如肋邊發(fā)生翹曲、彎折、板面發(fā)生變形時(shí)，需進(jìn)行矯正平直，開焊處要補(bǔ)焊牢固，并將面板清理干凈。4)在模板表面均勻涂刷同一品種的脫模劑。5)提升并安裝模板。

3.3.8 模板拆除及混凝土養(yǎng)護(hù)

施工至墩頂后，墩頂仍保留3個(gè)節(jié)段模板，等墩身混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，拆除模板。拆除時(shí)按先底節(jié)段，再中節(jié)段，最后頂節(jié)段的順序。模板拆除后，及時(shí)用養(yǎng)護(hù)劑對(duì)墩身進(jìn)行涂刷，養(yǎng)護(hù)時(shí)確保水分充足，涂刷無遺漏。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7 d。

4 結(jié)語

翻模施工技術(shù)是一種比較成熟的施工技術(shù)，在現(xiàn)在的高速公路高墩柱施工中廣為運(yùn)用，但由于設(shè)計(jì)的多樣性、施工環(huán)境的不確定性及機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)目的實(shí)際配備情況，在每座橋梁墩柱中都會(huì)遇到新的問題和難點(diǎn)，需要我們施工技術(shù)人員不僅要學(xué)會(huì)舉一反三、觸類旁通的思路，更是要在實(shí)際施工中勤于思考，努力鉆研，加強(qiáng)管理，提高施工質(zhì)量水平，做好各項(xiàng)施工建設(shè)工作，順利完成工程建設(shè)任務(wù)。

［1］ 郗 寧，張 敏.空心薄壁墩翻模施工技術(shù)［J］.山西建筑，2012，38(11):173-174.