特大箱梁橋墩身施工實(shí)例探討

劉二柱

（中鐵十八局集團(tuán)國際工程有限公司，天津300222）

1. 工程概況

麥麥高鐵項(xiàng)目是沙特政府投資修建的沙特國內(nèi)的第一條設(shè)計(jì)最高時(shí)速360 公里的鐵路客運(yùn)專線， 連接圣城麥加和麥地那，全長450.28 公里,是由中鐵十八局集團(tuán)公司和ACC、MASCO 三家聯(lián)合體中標(biāo)土建的一期工程。我單位管段內(nèi)共有結(jié)構(gòu)物152 座， 包括鐵路橋11 座（5082 延米）、公路橋18 座（3205 延米）等，其中2 公里特大橋全長1575 米為全線重點(diǎn)控制工程， 共39 個(gè)墩柱，2個(gè)橋臺，分14 段現(xiàn)澆梁施工。梁體橫斷面高4 米，寬度從72.4 米漸變至20.3 米，最大6 室箱梁，最小2 室箱梁，其中第14 段梁高從4 米漸變至2.5 米。

本區(qū)屬地中海氣候，夏季炎熱干燥，最高氣溫高達(dá)60℃；冬季最低氣溫10℃，是雨量集中的時(shí)節(jié)，每次降水1-2 小時(shí)，地面積水深度短時(shí)間內(nèi)可達(dá)40-60cm。

橋梁樁基施工采用旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，承臺基坑采用放坡的方式進(jìn)行開挖。 連續(xù)梁橋采用滿堂支架施工，跨越公路位置采用腳手架做基礎(chǔ)、 頂部架設(shè)IPN540 工字鋼；部分公路凈空較小，采用貝雷架施工。 以下將重點(diǎn)針對本橋梁中的墩身施工而展開探討。

2. 施工準(zhǔn)備

本橋梁墩身所采取的施工工藝流程見圖1 所示。

圖1 墩身施工工藝流程圖

（1）測量放線。 對于橋梁墩身施工來說，墩身測量放線是整個(gè)施工工藝的關(guān)鍵準(zhǔn)備技術(shù)之一， 其直接影響到墩身定位的準(zhǔn)確性。測量放線施工時(shí)，首先布置好各墩墩身的基本測量控制網(wǎng)。 結(jié)合準(zhǔn)確的測量網(wǎng)點(diǎn)來進(jìn)行墩身中心位置的放樣定位，采取用墨斗線彈出墩身輪廓線，標(biāo)出墩身四角定位，同時(shí)做好標(biāo)示以方便進(jìn)行下一步的墩身測量工作。 另外， 為了保證墩身施工全過程的輪廓線精度，應(yīng)當(dāng)不定時(shí)地對墩身采取測量。

（2）施工結(jié)合面處理。正式進(jìn)行墩身施工前還應(yīng)當(dāng)對墩身節(jié)段間以及承臺和身交接處的混凝土面采取鑿毛處理，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)清理干凈殘?jiān)?/p>

（3）其余準(zhǔn)備工作。另外還需要對墩身施工所采用的模板以及鋼筋等進(jìn)行質(zhì)量檢查，保證其材料質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

3. 墩身施工技術(shù)

3.1 腳手架搭設(shè)

澆筑施工完承臺， 同時(shí)其混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，則可以拆除承臺模板，然后進(jìn)行腳手架的搭設(shè)。 本工程腳手架采取規(guī)格φ48×3.2mm 碗口式腳手管搭設(shè)，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，對腳手管之間采用十字扣件、對接扣件、活動扣件連接。 本工程墩身腳手架平面布置圖見圖2 所示。

圖2 90X90cm 碗口式腳手架平面布置圖

3.2 鋼筋施工

對于墩身鋼筋綁扎應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，禁止擅自調(diào)整鋼筋位置。 施工時(shí)應(yīng)當(dāng)預(yù)先在承臺上預(yù)留好墩身主鋼筋，特別是針對墩身較低的主筋，可以采取一次性把鋼筋預(yù)埋至墩頂。 對于較高墩身的主筋， 考慮到鋼筋位置不穩(wěn)定， 則可以結(jié)合勁性骨架來對主筋采取定位。 本工程的鋼筋采取鋼筋加工廠預(yù)先加工， 然后施工現(xiàn)場采取綁扎成型。 綁扎鋼筋時(shí)， 為了確保墩身鋼筋保護(hù)層厚度， 則在鋼筋外則綁扎相同混凝土強(qiáng)度的墊塊。對鋼筋接頭則采取錯開布置，綁扎鋼筋完成后，必須由監(jiān)理工程師檢查無誤后方可進(jìn)行下一工序施工。 結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)規(guī)范要求， 筆者匯總了鋼筋加工允許偏差以及鋼筋保護(hù)層厚度允許偏差， 分別見表1 和表2 所示。

表1 鋼筋加工允許偏差和檢驗(yàn)方法（英國規(guī)范BS8666）

表2 鋼筋安裝及鋼筋保護(hù)層厚度允許偏差和檢驗(yàn)方法

注:由于美國規(guī)范ACI117M-10 中關(guān)于鋼筋位置的誤差允許值高于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)， 例如保護(hù)層厚度按照ACI117中R2.2.2 規(guī)定：“組件深度或者厚度超過300mm 的，保護(hù)層偏差值為-13mm”。 按照國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場綁扎，有利于通過監(jiān)理報(bào)檢。

3.3 模板安裝

墩身鋼筋綁扎完成后則可以進(jìn)行安裝模板， 本工程所采用的模板均由工廠加工而且試拼裝完成后則在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝。 對于現(xiàn)場安裝過程中發(fā)現(xiàn)問題的，則應(yīng)當(dāng)對模板采取調(diào)整，而且運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的模板必須由監(jiān)理工程師檢查質(zhì)量合格后方可以施工。安裝模板前，應(yīng)當(dāng)磨平模板表面，而且對其清掃干凈，再涂刷脫模劑，待形成膠狀凝固后（約2 小時(shí)）進(jìn)行安裝。 本工程在進(jìn)行墩身模板安裝時(shí)由25t 汽車吊分節(jié)吊裝。 按照安裝完每節(jié)模板后，則應(yīng)當(dāng)對模板的垂直度等進(jìn)行測量，保證定位以及垂直度準(zhǔn)確無誤后則可以進(jìn)行加固封模， 封模后應(yīng)當(dāng)檢查模板內(nèi)是否存在雜物以及模板之間縫隙的密實(shí)性。 模板出廠時(shí)編號順序依次拼裝。 根據(jù)對模板驗(yàn)算結(jié)合監(jiān)理意見， 對于高度小于8m 的低墩大塊鋼模板拼裝后可以采取一次性整體澆筑； 而對于墩身高度大于8m的高墩模板施工則應(yīng)當(dāng)采用翻模分段澆筑。 在整個(gè)墩身混凝土澆筑施工中應(yīng)當(dāng)對模板變形等進(jìn)行觀測，保證建筑物的尺寸、 形狀以及位置的準(zhǔn)確性。 結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 筆者總結(jié)出模板安裝過程中相關(guān)工藝的允許偏差，如表3 所示。

表3 墩身模板安裝允許偏差表（參照國內(nèi)規(guī)范）

3.4 澆筑墩身混凝土

澆筑前應(yīng)當(dāng)檢查清楚鋼筋、模板以及預(yù)埋件等，確保這些準(zhǔn)確無誤后則可以進(jìn)行澆筑墩身混凝土。 本工程澆筑所采用的混凝土統(tǒng)一由商品混凝土供應(yīng)商提供，然后由攪拌車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場， 再采取泵送入模處理。 本工程對墩身混凝土施工采取水平分層澆筑，要求分層厚度應(yīng)當(dāng)小于30cm。 振動密實(shí)上采取插入式振動器振搗處理，振搗施工時(shí)應(yīng)當(dāng)避免碰撞模板以及預(yù)埋件，施工時(shí)振動器移動間距不超過其作用半徑的1.5 倍， 與模板保持5～10cm 的間距，插入下層5cm 左右。

澆筑混凝土施工中還應(yīng)當(dāng)對模板采取檢查， 核查其是否存在變形、移位情況，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)檢查預(yù)埋件位置等， 出現(xiàn)變形情況則應(yīng)當(dāng)對其采取加固處理后方可以繼續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑。 澆筑完成混凝土后，及時(shí)抽拔或轉(zhuǎn)動預(yù)留孔的模芯，墩臺周圍、頂部分別采用塑料薄模及土工布覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。 為了能有效地避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象， 筆者總結(jié)出一系列措施來避免該問題出現(xiàn)。 自由傾落高度不超過2.0m。 當(dāng)高度在8.0m 以內(nèi)時(shí)，使用多節(jié)串筒；高度在8.0m 以上時(shí)，則串筒內(nèi)附加減速翼板，串筒出口距混凝土表面1.5m 左右，防止混凝土離析。 在串筒出料口下面，混凝土的堆積高度不超過1.0m。

表4 混凝土墩臺允許偏差和檢驗(yàn)方法（ACI117）

3.5 墩帽施工

墩身混凝土澆筑后，待強(qiáng)度達(dá)到要求后，進(jìn)行墩帽施工。 在墩身和墩帽的交界面要進(jìn)行鑿毛處理， 然后進(jìn)行墩帽部分的腳手管搭設(shè)、鋼筋綁扎、模板安裝、預(yù)埋件埋設(shè)，混凝土澆筑。墩臺施工完畢后，對全橋進(jìn)行中線、水平及跨度貫通測量，并用墨線劃出各墩臺的中心線、支座十字線、梁端線以及錨栓孔的位置。

3.6 墩身施工技術(shù)措施

在墩身施工時(shí)，通過澆筑試驗(yàn)墩驗(yàn)證模板的工藝是否符合要求、 混凝土的配合比及施工工藝是否滿足要求、脫模劑的性能是否能夠保證外觀質(zhì)量滿足要求。全橋墩身每次澆筑使用同一商品混凝土供應(yīng)商，記錄并檢查混凝土出倉時(shí)間、到場時(shí)間以及塌落度。 本合同段墩身部分屬于大體積混凝土施工范圍，為避免由于混凝土水化熱而導(dǎo)致混凝土開裂的問題，將采取以下幾個(gè)方面的措施：優(yōu)化混凝土配合比；分層澆筑混凝土，加快混凝土散熱，降低混凝土內(nèi)外溫差；降低混凝土的入模溫度，選擇低溫時(shí)段施工；混凝土澆筑后要注意覆蓋，加強(qiáng)保濕養(yǎng)生；大體積墩身混凝土施工時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的混凝土內(nèi)部降溫措施，如在結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋪設(shè)降溫水管等，以防因溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

4. 結(jié)語

從橋梁實(shí)際受力情況分析表明，對于橋梁施工質(zhì)量來說，墩身的施工質(zhì)量是重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。文章通過結(jié)合某特大橋工程實(shí)踐，系統(tǒng)地探討了橋梁墩身的各個(gè)施工環(huán)節(jié)，總結(jié)出切實(shí)可行的施工技術(shù)措施，為同行提供參考借鑒。

[1]周彥文．京滬高鐵橋梁墩身施工及外觀質(zhì)量控制技術(shù)[J]．城市道橋與防洪，2010，（01）：80-83.

[2]張濤．橋梁實(shí)體墩身施工及質(zhì)量控制[J]．河南科技，2011，（07）:104.

[3]達(dá)菊霞．滑模技術(shù)在橋梁高墩身施工中的應(yīng)用[J]．山西交通科技，2009，（01）：46-47.