高墩施工技術(shù)在橋梁工程項(xiàng)目中的應(yīng)用

凌振國(guó)

（中交第四公路工程局有限公司，北京 100000）

經(jīng)濟(jì)全球化的推動(dòng)下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)對(duì)道路工程的建設(shè)水平提出更高要求。以高速公路事業(yè)為例，橋梁是跨越特殊地質(zhì)環(huán)境的工程結(jié)構(gòu)，為給車輛通行創(chuàng)造安全、高效的環(huán)境，必須注重橋梁建設(shè)質(zhì)量，選取合適的施工技術(shù)尤為關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，高墩施工技術(shù)正取得廣泛應(yīng)用，在高墩的作用下改變了道路崎嶇的問(wèn)題，平緩性有所提升，車輛通行安全有所保障。

1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目的橋梁工程中包含大量高墩施工作業(yè)，該橋全長(zhǎng)600m，最大高墩75m，基于C30 混凝土澆筑而得，設(shè)計(jì)采用空心薄壁墩的結(jié)構(gòu)形式?，F(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，地勢(shì)較陡，高墩總體數(shù)量偏多，對(duì)施工管理及技術(shù)控制提出較高要求。

2 高墩施工技術(shù)分類與特點(diǎn)

2.1 滑模施工

此環(huán)節(jié)應(yīng)得到千斤頂?shù)认嚓P(guān)設(shè)備的支持，具體工藝流程為：以結(jié)構(gòu)物平面尺寸為準(zhǔn)，選取具有較強(qiáng)穩(wěn)定性與較好平整性的地面，于該處拼裝提升架等構(gòu)件，形成液壓滑模裝置，利用液壓千斤頂?shù)淖饔脤⑵洳粩嗯郎?，使得操作平臺(tái)與模板達(dá)到同步上升的狀態(tài)。每結(jié)束一層澆筑作業(yè)后，均要執(zhí)行一次模板滑升，持續(xù)至高墩澆筑結(jié)束為止?；Ｊ┕さ倪m用性較強(qiáng)，不受地區(qū)限制，即便在山區(qū)較為苛刻的環(huán)境中也具有適用性，成本投入較少，局限之處在于難以滿足大型工程施工需求。目前該施工方法已逐步被淘汰。

2.2 液壓爬模施工

以爬模施工為基礎(chǔ)，經(jīng)工藝升級(jí)后提出液壓爬模施工技術(shù)，其突出優(yōu)勢(shì)在于改變傳統(tǒng)方式的局限性，在大規(guī)格高墩施工中可行性較高，是現(xiàn)階段高墩施工中應(yīng)用較為廣泛的方法。具體工藝流程：選取具有較高強(qiáng)度的墩結(jié)構(gòu)，于該處設(shè)置液壓爬模工作平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)配備液壓千斤頂，以提供動(dòng)力支持，使得工作平臺(tái)可以不斷向上提升，至特定高度后利用吊籃提升內(nèi)外吊掛，可為施工人員提供操作空間，于該處完成模板安裝等工作。

2.3 翻模施工

此方式主要依靠?jī)?nèi)外套架實(shí)現(xiàn)，通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式達(dá)到翻模提升的效果，導(dǎo)向輪起到提升整體穩(wěn)定性的作用。當(dāng)形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系后，模板在上升的同時(shí)也將促使塔吊不斷向上提升，將所需物料吊起；若內(nèi)外套架發(fā)生的是相向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)塔吊不斷下降，可以將物料轉(zhuǎn)移到地面[1]。此方法的優(yōu)勢(shì)在于安全性較高，無(wú)需大量的重型起吊設(shè)備，且成本投入較少。

2.4 高速公路橋梁高墩施工的特征

（1）施工周期長(zhǎng)。該工程項(xiàng)目中，墩高度為30m，而單次澆筑高度能力約為3m，因此需經(jīng)過(guò)十余次澆筑作業(yè)才可形成一個(gè)高墩，且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，如機(jī)械設(shè)備、氣溫等均會(huì)對(duì)施工質(zhì)量造成影響，易出現(xiàn)工期延誤的情況。

（2）質(zhì)量要求高。高墩是決定橋梁穩(wěn)定性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，若此部分存在問(wèn)題，必然會(huì)對(duì)車輛通行造成影響，因此必須以合理的方式確保高墩施工質(zhì)量。

（3）施工成本高。由于高墩橋梁工作量大，施工周期偏長(zhǎng)，為盡可能縮短施工時(shí)間，可采取平行作業(yè)的方式，盡管施工效率得以提升，但此方式對(duì)人力資源的需求量較大，易出現(xiàn)施工成本提高、人力資源浪費(fèi)的問(wèn)題。

3 高墩施工技術(shù)現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)水平的提升在一定程度上推動(dòng)了交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，而基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展的重要支持?，F(xiàn)階段，橋梁工程中應(yīng)用較為廣泛的高墩施工技術(shù)，具體又分為滑模、爬模與翻模3 類施工方法，其各自的適用場(chǎng)景與優(yōu)劣勢(shì)均存在一定的差異。我國(guó)自20世紀(jì)90 年代末相繼引入了爬模技術(shù)，大量橋梁工程實(shí)例表明，爬模施工技術(shù)具有較好的應(yīng)用效果。

相較于滑模和翻模，在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中采用爬模的方法更具可行性，可確保墻體、墩柱等結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。當(dāng)然，從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看也存在局限之處，如爬模技術(shù)所需設(shè)備的總體規(guī)模較大，施工進(jìn)度偏慢，且保溫和蒸汽養(yǎng)護(hù)難度較大，對(duì)技術(shù)人員的綜合水平提出更高要求。但技術(shù)在不斷升級(jí)，相信解決上述問(wèn)題僅僅是時(shí)間問(wèn)題。關(guān)于施工效率方面，爬模技術(shù)單次澆筑高度普遍為4.5～6cm，單個(gè)循環(huán)的耗時(shí)5～6d，正常情況下每日施工進(jìn)度約1m。爬模施工中選擇的是整體大塊模板，可有效控制脫模時(shí)間，因此混凝土外觀質(zhì)量更為良好，可提升接縫的處理效果。此外，爬模施工適配的是塔吊、輸送泵等相關(guān)配套設(shè)備，彼此形成了協(xié)同作業(yè)關(guān)系，引入了液壓爬升系統(tǒng)，脫模強(qiáng)度普遍為15MPa 左右，耗時(shí)約3d[2]。具體至本工程中，除噴灑專用養(yǎng)護(hù)劑外，還配合使用了蓄水養(yǎng)護(hù)的方法，利用高精度全站儀檢驗(yàn)垂直度。

現(xiàn)階段，高墩施工技術(shù)取得廣泛應(yīng)用，在提升橋梁穩(wěn)定性上發(fā)揮出舉足輕重的作用。而行業(yè)處于持續(xù)發(fā)展時(shí)期，合理應(yīng)用最新的爬模技術(shù)可為橋梁的施工作業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)，可將我國(guó)的橋梁高墩施工水平提升至全新層次，對(duì)于我國(guó)橋梁建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展而言尤為關(guān)鍵。從應(yīng)用前景來(lái)看，高墩施工技術(shù)的使用范圍也將不斷擴(kuò)大。

4 高速公路橋梁高墩施工技術(shù)

4.1 測(cè)量放樣

準(zhǔn)備工作可為正式施工創(chuàng)造良好條件，相關(guān)人員應(yīng)復(fù)核墩柱中心線與結(jié)構(gòu)線，與設(shè)計(jì)值的偏差均要在10mm 內(nèi)，同時(shí)需滿足尺寸斷面≤5mm 的要求。

4.2 樁頂鑿毛

施工現(xiàn)場(chǎng)要保持潔凈的狀態(tài)，若存在雜物需清理干凈，將污垢處理干凈后再鑿毛，重點(diǎn)關(guān)注新舊結(jié)合區(qū)域，該處的混凝土應(yīng)具有相容性。

4.3 支架搭設(shè)

夯實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)，滿足平整與強(qiáng)度要求后，在墩柱臺(tái)上搭建腳手架，采取的是圍繞墩柱搭設(shè)的方式，整體為碗扣式結(jié)構(gòu)。橫桿與立桿是重要構(gòu)件，其設(shè)置必須與設(shè)計(jì)要求相符，為滿足立桿穩(wěn)定性要求，為之增設(shè)水平撐，調(diào)整好立桿間距，此處要求橫、縱向均為1.5m。

4.4 鋼筋安裝施工

結(jié)束腳手架搭設(shè)作業(yè)后，安排人員設(shè)置墩柱鋼筋。為提升施工效率，采取廠內(nèi)預(yù)制的方式，將制得的產(chǎn)品編號(hào)，并根據(jù)規(guī)格的不同有序堆放，以現(xiàn)場(chǎng)所需材料為準(zhǔn)，將其運(yùn)輸?shù)街付▍^(qū)域。鋼筋進(jìn)場(chǎng)必須注重質(zhì)量檢驗(yàn)，要求彎曲程度、伸長(zhǎng)率等指標(biāo)都要與設(shè)計(jì)要求相符，無(wú)誤后再通過(guò)焊接手段制得所需結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工需求，提出鋼筋與彎鉤的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具體如表1 所示。

表1 鋼筋及彎鉤參數(shù)表

4.5 立模板

鋼模板是高墩施工的重要材料，經(jīng)拼裝后形成較完整的大片模板。吊裝前殘留在原材料上的鐵銹等雜質(zhì)均要得到有效清理，再刷涂模板漆。模板安裝采取的是吊車與卷?yè)P(yáng)機(jī)相配合的方式，為滿足模板豎直度要求，其頂部與中部均要綁上纜風(fēng)繩。關(guān)于模板安裝作業(yè)，需嚴(yán)格遵循施工工序展開(kāi)，注重各環(huán)節(jié)安裝順序，以實(shí)際情況為準(zhǔn)靈活調(diào)整豎直度，使其與設(shè)計(jì)要求相符。

4.6 澆筑混凝土

合理的澆筑工藝可為高墩施工質(zhì)量提供保障，應(yīng)充分考慮到高程設(shè)計(jì)要求，若高程偏大時(shí)可采取分多次澆筑的方式。該項(xiàng)目單次澆筑高程為5m，考慮到澆筑量偏大的特點(diǎn)，需對(duì)混凝土運(yùn)輸作業(yè)實(shí)行全面的管控措施，攪拌車均配備有GPS 定位裝置，由專員統(tǒng)一調(diào)度，協(xié)調(diào)好混凝土運(yùn)輸、澆筑的持續(xù)時(shí)間，達(dá)到無(wú)縫銜接的效果。加強(qiáng)坍落情況的觀察頻率，每1.5～2m 檢驗(yàn)一次，并采取多節(jié)串通逐步澆筑的方式，此舉可有效改善坍落度，并避免混凝土離析現(xiàn)象[3]。澆筑作業(yè)時(shí)，通過(guò)振搗手段提升混凝土密實(shí)性，控制好振搗器作業(yè)位置，不可損傷鋼筋等既有構(gòu)件，以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)調(diào)整振搗持續(xù)時(shí)間。部分情況下設(shè)計(jì)方案對(duì)振搗時(shí)間未作出明確規(guī)定，應(yīng)由施工人員根據(jù)實(shí)際情況確定，若混凝土不再出現(xiàn)下沉現(xiàn)象且停止涌出氣泡后便可結(jié)束振搗作業(yè)。選料時(shí)應(yīng)注重對(duì)集料粒徑的控制，同一墩柱施工所用原材料均要采購(gòu)于相同供料商?，F(xiàn)代工程項(xiàng)目中，墩柱在滿足質(zhì)量要求的同時(shí)還要具備美觀感，因此要采取合理的手段，提升建筑的觀賞價(jià)值。

4.7 冷卻養(yǎng)護(hù)

結(jié)束澆筑作業(yè)后，使其冷卻并采取養(yǎng)護(hù)措施。冷卻系統(tǒng)設(shè)置時(shí)需調(diào)整水管位置，彼此間距為1～1.2m。為滿足冷卻水壓力要求，各層均設(shè)置進(jìn)出水孔，此方式還可避免堵塞現(xiàn)象。通過(guò)注水試驗(yàn)評(píng)定冷卻設(shè)備的工作能力，經(jīng)計(jì)算后確定冷卻水流速。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度的檢測(cè)，要求內(nèi)部溫度≤70℃，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，否則內(nèi)部溫度過(guò)高將對(duì)混凝土性能造成影響。具體至該工程項(xiàng)目中，選取了自動(dòng)噴淋設(shè)備。

5 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

根據(jù)上述提及的方法完成高墩施工作業(yè)，隨后安排技術(shù)人員檢驗(yàn)墩身質(zhì)量，應(yīng)從8 個(gè)方面作出評(píng)價(jià)，具體標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果如表2 所示。

表2 混凝土墩身質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)表2 內(nèi)容可以得知，高墩各項(xiàng)指標(biāo)都與設(shè)計(jì)要求相符，整體施工效果良好，可為車輛的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造良好條件，且證明了高墩施工技術(shù)具有可行性。

6 結(jié)束語(yǔ)

橋梁工程是現(xiàn)代基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，通過(guò)高墩施工技術(shù)的應(yīng)用，可解決施工環(huán)節(jié)復(fù)雜、效果欠佳、成本高等問(wèn)題。文章從工程實(shí)例出發(fā)，根據(jù)實(shí)際情況提出高墩施工技術(shù)，總結(jié)各道工藝的施工要點(diǎn)，提出高墩質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果表明高墩各項(xiàng)指標(biāo)都與設(shè)計(jì)要求相符，本文提出的高墩施工技術(shù)具有可行性，可提高全橋的安全性，在類似工程項(xiàng)目中具有參考價(jià)值，值得被推廣至其他橋梁高墩施工項(xiàng)目中。