高速公路橋梁高墩施工質(zhì)量控制

藺爭艷

（山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理總公司，山西 太原 030012）

近年來隨著高速公路建設(shè)的發(fā)展，公路建設(shè)逐漸向丘陵、山區(qū)進(jìn)行，所以穿越深溝、跨越高梁成為普遍的地形地貌，橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)也逐漸向大跨徑、高墩身的方向靠攏，如何在施工中保證設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是需要有良好的施工工藝、較高的管理措施和完善的技術(shù)裝備作為保障的。

高墩身是作為整個(gè)橋梁建設(shè)施工中的一項(xiàng)主要的關(guān)鍵點(diǎn)來實(shí)施的，依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011），墩身的各項(xiàng)控制指標(biāo)都必須有相應(yīng)的保證措施來得以實(shí)現(xiàn)。

1 施工準(zhǔn)備階段控制

1.1 選擇適宜的施工方法

霍永高速公路東段汾河特大橋?yàn)槿€重點(diǎn)控制性工程，設(shè)計(jì)孔跨為 11×40+（66.98+7×120+66.98）+25×40，全長2 421.96 m，其施工任務(wù)分為兩個(gè)施工標(biāo)段。筆者所在標(biāo)段汾河特大橋孔跨為11×40+66.98+7×120+66.98，全長 1 417.96 m，其上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱型連續(xù)梁，其余為先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)采用柱式臺(tái)，引橋采用實(shí)心矩形墩，過渡墩采用空心墩，主橋采用雙薄壁空心墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。墩身除1號(hào)墩高10.2 m為低墩外，其余均為高度大于30 m高墩，最高墩身為13號(hào)墩高達(dá)75 m。從施工質(zhì)量、施工工期、工程造價(jià)等方面進(jìn)行方案比選，高墩施工采取翻模施工。

翻模施工系統(tǒng)由提升機(jī)構(gòu)（塔吊）、模板系統(tǒng)、操作平臺(tái)和安全設(shè)施組成。在每個(gè)施工墩位處設(shè)置塔吊1臺(tái)作為提升機(jī)構(gòu)，塔吊中心位于路線中心線上，與墩身中心成等腰三角形布置，施工電梯與塔吊并排布置于墩身中間，負(fù)責(zé)橋墩模板和小型機(jī)具的提升等。在整個(gè)高墩施工中不斷對(duì)施工方法進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，并做出最適合的微調(diào)，確保成熟的施工工藝與地方環(huán)境和條件相匹配。以12號(hào)墩為例，施工示意圖見圖1。

圖1 施工示意圖

1.2 采用有效的組織管理體系

建立完善的項(xiàng)目經(jīng)理部，組成高效運(yùn)作的施工項(xiàng)目自檢體系；監(jiān)理單位成立人員充裕的專業(yè)質(zhì)量控制小組，分工負(fù)責(zé)、合作控制；成立由施工、監(jiān)理、業(yè)主共同組成的全面質(zhì)量管理小組和創(chuàng)優(yōu)工程管理委員會(huì)。

制定完善的組織崗位和相應(yīng)的控制流程；確定實(shí)施對(duì)策措施和崗位質(zhì)量責(zé)任制；制定獎(jiǎng)懲制度并認(rèn)真落實(shí)執(zhí)行；預(yù)留預(yù)算總額的1.5‰作為質(zhì)量控制創(chuàng)優(yōu)的經(jīng)濟(jì)措施，實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。

1.3 選用完備的施工設(shè)備

主跨12～19號(hào)墩身各配備塔吊1臺(tái)、施工電梯1臺(tái)、翻模模板2套，共計(jì)塔吊8臺(tái)、施工電梯8臺(tái)、模板28套；邊跨11號(hào)、20號(hào)墩身配備塔吊1臺(tái)、施工電梯1臺(tái)、模板2套；引橋高墩施工配備塔吊3臺(tái)、施工電梯3臺(tái)、翻模模板6套。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況合理安排施工。

1.3.1 翻模模板構(gòu)成

完整的翻模構(gòu)架由模板、圍帶、拉桿、操作平臺(tái)組成。

a）為防止混凝土的側(cè)向壓力使模板變形而影響了混凝土的外觀質(zhì)量和墩身豎直度，墩身模板采用厚度為6 mm剛度較大的拉桿式組合鋼模板。

為使模板更加牢固，各拼裝的模板之間用M21×30螺栓連成整體，正面模板與側(cè)面模板用φ20拉桿按間距1.5 m、成45°布置，邊模橫背杠采用[16槽鋼按間距為90 cm布置，端模橫背杠采用[20a槽鋼，邊模豎背杠采用[10槽鋼。

b）圍帶及拉桿設(shè)置模板在高度方向用[10槽鋼按間距80.0 cm設(shè)置5道圍帶，圍帶直接焊接在模板背肋上，每道圍帶上用φ20鋼筋按1.5 m布置拉桿，拉桿用PVC管包裹，用螺帽和墊片固定在兩道槽鋼中間，在拆卸模板時(shí)同時(shí)拔出拉桿以便下次使用。模板拼裝示意圖見圖2。

圖2 模板拼裝示意圖

1.3.2 操作平臺(tái)

模板操作平臺(tái)和鋼筋操作平臺(tái)是高墩施工必不可少的附屬設(shè)施。

在翻模外側(cè)設(shè)置模板操作平臺(tái)，為保證其有足夠的承重能力，確保高空施工的安全性，采用φ48鋼管制成可拆卸骨架及欄桿，上部搭設(shè)木板，為施工人員工作和放置小型機(jī)具提供場地。每節(jié)模板均設(shè)操作平臺(tái)，用螺栓與模板加固連接，隨模板一起向上翻升，為模板組裝、拆模提供作業(yè)空間。模板操作平臺(tái)見圖3。

鋼筋操作平臺(tái)要承受操作工人和墩身施工段所需鋼筋的總重量，考慮到其所需要的承重能力比模板操作平臺(tái)的還要大，因此采用φ89鋼管及角鋼制作，高度為3 m。每次安裝鋼筋前由塔吊提升到已澆筑段頂面，并由螺栓將四腳固定在模板上，鋼筋安裝完成后吊至地面，以備下次使用。

圖3 模板操作平臺(tái)圖

2 施工實(shí)施階段控制

由設(shè)計(jì)意圖轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ虒?shí)體的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是工程實(shí)施階段，在其間出現(xiàn)的責(zé)任缺陷往往難以補(bǔ)救或是根本無法補(bǔ)救的，所以嚴(yán)格按照施工準(zhǔn)備階段設(shè)計(jì)好的施工工藝施工，充分發(fā)揮有效的組織管理體系是工程成敗的關(guān)鍵。施工工藝見圖4。

圖4 高墩翻模施工工藝圖

2.1 墩身主筋施工控制

考慮到墩身較高，若采用普通的鋼筋焊接工藝，工人具體操作時(shí)所需時(shí)間較長而且高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)較大；另一方面，由于地方干擾較大，根據(jù)施工總工期計(jì)劃，爭取壓縮墩身施工時(shí)間為后續(xù)施工的現(xiàn)澆連續(xù)梁留有充足的施工時(shí)間，確保不延誤總工期，因此墩身主筋采用鋼筋直螺紋機(jī)械連接每9 m一段接高，其余鋼筋采用綁扎連接。鋼筋直螺紋連接是通過對(duì)鋼筋端頭進(jìn)行直螺紋絲頭加工和連接套筒咬合形成整體的一種連接方式。連接套筒從生產(chǎn)廠家預(yù)訂，用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制作，進(jìn)場的連接套筒按《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》JGJ-107—2010Ⅱ級(jí)接頭性能的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)收合格后方可使用。直螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)型鋼筋接頭見圖5。

圖5 直螺紋連接標(biāo)準(zhǔn)型

2.1.1 采用鋼筋直螺紋連接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

a）連接速度快 連接方便，操作簡單、快捷。連接時(shí)將套筒套在已加工好絲頭的鋼筋上用普通扳手?jǐn)Q緊即可，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間。鋼筋絲頭可提前加工預(yù)制，套筒為工廠化生產(chǎn)，不占工期，加工效率高。

b）應(yīng)用范圍廣 適用鋼筋任何位置與方向的連接，在狹小地帶鋼筋排列密集處也均能靈活操作。

c）適用性強(qiáng) 接頭質(zhì)量可靠，現(xiàn)場施工時(shí)，風(fēng)、雨、停電狀態(tài)，水下、超高環(huán)境均適用。

d）節(jié)材、節(jié)能、經(jīng)濟(jì) 在同等級(jí)的鋼筋連接中，比傳統(tǒng)焊接工藝節(jié)省連接所用鋼材的60%左右。

e）適應(yīng)環(huán)保要求 施工連接時(shí)不用電、不用氣、無明火作業(yè)、無漏油無污染，在易燃、易爆等施工條件下尤為安全可靠，可全天候施工。

f）安全系數(shù)高 減少了工人在高空作業(yè)的時(shí)間，降低了高空施工的危險(xiǎn)性。

2.1.2 鋼筋接頭施工注意事項(xiàng)

a）剝肋滾軋直螺紋現(xiàn)場質(zhì)量控制的核心是絲頭加工質(zhì)量的控制，因此絲頭加工的檢驗(yàn)至關(guān)重要。特別注意要經(jīng)常檢查絲頭加工機(jī)的磨損程度，避免因過度磨損導(dǎo)致加工的鋼筋絲頭其長度和凹凸度不滿足要求，不能與套筒有效咬合。

b）為確保鋼筋有效連接并保證其力學(xué)性能滿足要求，鋼筋絲頭加工總長度應(yīng)比套筒長度大，但每端絲頭外露不超過1個(gè)絲扣。

c）鋼筋機(jī)械套筒連接件加工初期要加大檢查頻率，用扭力扳手檢查套筒連接的力矩值是否滿足要求，鋼筋直徑25 mm時(shí)最小擰緊扭矩值為260 N·m，直徑28 mm時(shí)最小擰緊扭矩值為320 N·m，整個(gè)加工過程中加強(qiáng)對(duì)操作工人的監(jiān)督力度，避免由于工人偷懶用力不夠，使鋼筋套筒連接件受到外力作用時(shí)從套筒處直接脫開。

d）被連接的兩鋼筋端面應(yīng)處于套筒中心位置，用扳手?jǐn)Q緊，使兩鋼筋端面頂緊，同時(shí)要保證鋼筋的軸線在同一直線上，使其受力變形均勻一致。

2.2 模板的控制

2.2.1 模板高度選定

依據(jù)現(xiàn)場的施工條件和施工工藝的要求，為方便施工操作同時(shí)考慮減少混凝土的施工接縫，墩身窄方向模板用3節(jié)尺寸為2.5 m×2.25 m（寬×高）的鋼模板拼裝而成，寬方向模板用3節(jié)尺寸為6.5 m×2.25 m（寬×高）的鋼模板拼裝而成，即每節(jié)高2.25 m，總高度為6.75 m。墩身施工時(shí)，第1次澆筑混凝土高度4.5 m，每次翻升2節(jié)模板，以后模板循環(huán)翻升，每次澆注混凝土高度為4.5 m。

2.2.2 模板翻升方法

在混凝土澆筑完后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%時(shí)，將下兩節(jié)模板用導(dǎo)鏈掛在頂上一節(jié)模板背肋上，然后松開拉桿，拆去模板連接螺絲，使模板處于松動(dòng)狀態(tài)，再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一節(jié)模板，把最下面兩層模板拆開并移出，利用塔吊將模板吊起，并放置于上層模板相應(yīng)位置上，進(jìn)行模板組裝并將本節(jié)模板與下層模板聯(lián)接。施工時(shí)第1節(jié)段模板支立于承臺(tái)頂上，根據(jù)測量中點(diǎn)放出墩柱的幾何尺寸，然后沿著墩柱邊框線，用M30砂漿做一圈10 cm寬、5 cm左右厚的砂漿帶，以便于調(diào)平和以后對(duì)第1節(jié)模板的拆除。第2節(jié)段模板支立于第1節(jié)段模板上，為保證混凝土表面美觀，模板間的接縫均夾塞橡膠條，防止漏漿造成混凝土蜂窩麻面，測量定位后一次性澆筑混凝土?；炷吝_(dá)到拆模強(qiáng)度后拆除第1節(jié)段模板同時(shí)拆除第2節(jié)模板的最下層拉桿，此時(shí)荷載由已硬化的墩身混凝土傳至墩底。待第1節(jié)段模板作調(diào)整和打磨后利用塔吊、手拉葫蘆將其翻升至第3層，依此循環(huán)向上形成拆模、翻升立模、模板組拼、鋼筋安裝、接長泵送管道、灌注混凝土、養(yǎng)生和測量定位、標(biāo)高測量的不間斷作業(yè)，直至達(dá)到墩身設(shè)計(jì)高度。

2.2.3 模板定位

施工過程中墩身標(biāo)高用水準(zhǔn)儀控制，軸線用全站儀控制，垂直度用激光鉛直儀控制。

首先在承臺(tái)上通過導(dǎo)線控制網(wǎng)用全站儀準(zhǔn)確放出墩身中心點(diǎn)位坐標(biāo)，確保墩身的初始位置準(zhǔn)確。在整個(gè)墩身施工過程中，都以此點(diǎn)位作為全部施工過程的中心控制點(diǎn)。垂直度控制為高墩施工的重點(diǎn)、難點(diǎn)控制項(xiàng)目，由于汾河特大橋墩身較高須分節(jié)段施工，其豎直度控制比普通墩柱更為重要。

本項(xiàng)目墩身施工采用激光鉛垂儀控制模板的鉛垂誤差。使用時(shí)將激光鉛垂儀安置在地面控制點(diǎn)上，進(jìn)行嚴(yán)格對(duì)中、整平，接通激光電源，打開激光器，即向上發(fā)射出豎直激光基準(zhǔn)線，在模板底面上放置繪有坐標(biāo)網(wǎng)的接收靶，激光光斑所指示的位置即為地面控制點(diǎn)的豎直投影位置，根據(jù)激光鉛直儀所測的結(jié)果進(jìn)行模板豎直度的調(diào)整，如果模板豎直度超過偏差范圍要求，就用手搖千斤頂進(jìn)行調(diào)整。例如：左側(cè)端頭往右側(cè)偏了2 cm，就用千斤頂在右側(cè)端頭模下口往上頂，直至符合要求為準(zhǔn)。

2.3 混凝土質(zhì)量控制

2.3.1 混凝土澆筑

經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理驗(yàn)收“鋼筋加工及安裝”和“模板安裝”工序合格，確認(rèn)可以進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，現(xiàn)場技術(shù)員及時(shí)提交“混凝土澆筑申請(qǐng)單”，由試驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)檢測砂、碎石含水率，調(diào)整好混凝土施工配合比并提交混凝土攪拌站。在混凝土澆筑過程中，試驗(yàn)人員要隨時(shí)檢測混凝土的坍落度、目測混凝土的和易性，確保滿足施工現(xiàn)場要求。在整個(gè)供料過程中施工現(xiàn)場與后場攪拌站要一直保持聯(lián)系，保證混凝土供料既及時(shí)、合格又不至于出料過快而現(xiàn)場澆筑速度慢造成混凝土坍落度損失嚴(yán)重，不能順利澆筑。

澆筑前，先在地面及塔架上安裝輸送泵管至平臺(tái)頂，并牢牢固定在塔架上?；炷翝仓r(shí)要嚴(yán)格按規(guī)范操作，應(yīng)對(duì)稱分層進(jìn)行澆筑，每層30 cm，采用插入式振搗，在振搗過程中要注意快插慢提，以便于混凝土內(nèi)的氣泡排除，同時(shí)也要注意過振，保證振搗無死角?；炷翝仓^程中安排專人進(jìn)行模板觀測，對(duì)模板出現(xiàn)的任何位移都必需及時(shí)掌握，分析原因并對(duì)后續(xù)發(fā)展有清晰的認(rèn)識(shí)，在能保證各項(xiàng)控制指標(biāo)合格的條件下繼續(xù)施工，在混凝土澆筑時(shí)隨時(shí)注意觀察所設(shè)置的預(yù)埋件及預(yù)留孔的位置是否移動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)位移及時(shí)校正。待混凝土終凝后，及時(shí)對(duì)其表面拉毛處理，以便上下兩層混凝土連接緊密。

2.3.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

澆筑完畢后，對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度20 MPa時(shí)，拆除模板，并及時(shí)用塑料薄膜圍護(hù)覆蓋養(yǎng)護(hù)。施工前，在承臺(tái)上放置50 L塑料水桶，在墩身外側(cè)模板上掛設(shè)帶孔均勻的養(yǎng)護(hù)用水管，與桶內(nèi)水泵相接?；炷翝仓旰?，用塑料薄膜將水管與墩身一起包裹，安排專人根據(jù)實(shí)際情況啟動(dòng)水泵，通過水管對(duì)混凝土進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)，并及時(shí)向塑料水桶中加水，確保養(yǎng)護(hù)用水，隨著墩身施工的進(jìn)行及時(shí)加長養(yǎng)護(hù)水管。

3 組織管理、檢查評(píng)定

3.1 組織管理階段

3.1.1 思想保障措施

對(duì)每位職工宣傳優(yōu)質(zhì)建成該公路的重要意義，樹立榮譽(yù)感、責(zé)任感和使命感。把創(chuàng)優(yōu)工作列入各級(jí)工程會(huì)、總結(jié)會(huì)的重要議題。在評(píng)先、評(píng)模、勞動(dòng)競賽評(píng)比中把質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)作為重要內(nèi)容，安全生產(chǎn)實(shí)行一票否決制。

3.1.2 質(zhì)量檢查程序的制定

按照“跟蹤檢查”、“復(fù)檢”、“抽檢”實(shí)施檢測，配置人員做到責(zé)、權(quán)、利相符。嚴(yán)格內(nèi)部“自檢、互檢、交接檢”的執(zhí)行，認(rèn)真接受質(zhì)量QC管理組的檢查和問詢，及時(shí)向監(jiān)理單位和業(yè)主的相關(guān)部門進(jìn)行報(bào)驗(yàn)，具體檢查程序?yàn)椋喊嘟M自檢、互檢、交接檢→項(xiàng)目部專職質(zhì)檢工程師檢查→監(jiān)理工程師抽檢→業(yè)主巡查。

4 安全與環(huán)保

高墩施工安全措施必須到位，我們成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，以各施工隊(duì)長為組長的安全生產(chǎn)小組，并設(shè)專職安全員，建立健全了安全崗位制度，逐級(jí)簽訂了安全承包合同，明確了各級(jí)的安全目標(biāo)，制定了各自的安全規(guī)劃，達(dá)到了全員參加、全面管理的目的。監(jiān)理單位設(shè)置了安全工程師對(duì)標(biāo)段的安全工作進(jìn)行監(jiān)督管理。

在施工過程中，我們對(duì)臨時(shí)便道及臨時(shí)用地使用后及時(shí)進(jìn)行了恢復(fù)，沒有對(duì)汾河河流造成污染。

5 總結(jié)

通過近一年的組織施工，墩身實(shí)體的各項(xiàng)控制指標(biāo)都得到了保證，整個(gè)工程的外觀都通過一致的認(rèn)可?？偨Y(jié)整個(gè)施工過程，施工的軟環(huán)境尤為重要，有效的組織管理體系是整個(gè)施工環(huán)節(jié)的中流砥柱，充足的設(shè)施設(shè)備和合理的施工工藝是質(zhì)量和進(jìn)度控制的充分條件。