空心薄壁墩施工技術(shù)在高速公路橋梁工程中的應(yīng)用

陳 磊

中交第四公路工程局有限公司，北京 100022

1 工程概況

該高速公路橋梁工程位于廣東省清遠(yuǎn)市英德市內(nèi)，共包含7座橋梁工程，全長(zhǎng)3027.01m。通道及涵洞具體包括6座通道，10座涵洞，通道及涵洞全長(zhǎng)832.62m。橋梁工程樁基全長(zhǎng)14276m，共508根，樁基直徑為1.2～2.2m；承臺(tái)62個(gè)，圓柱墩198根，方墩50根，空心薄壁墩32個(gè)；預(yù)制箱梁305片，預(yù)制T梁770片。

2 空心薄壁墩施工方案

2.1 翻升模板施工流程

該高速公路橋梁工程橋墩設(shè)計(jì)為薄壁空心墩柱，施工技術(shù)采用翻升模板施工法。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃，該高速公路橋梁工程墩柱先開(kāi)展分界線2m以下實(shí)心段的模板安裝及混凝土澆筑作業(yè)，選擇在承臺(tái)頂放線位置安裝第一節(jié)模板，現(xiàn)澆混凝土，并搭設(shè)施工腳手架，綁扎墩身鋼筋，繼續(xù)在第一節(jié)模板頂部位置安裝第二節(jié)模板、第三節(jié)模板，現(xiàn)澆混凝土。檢查第三節(jié)段混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，確保強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行第一節(jié)段模板的拆除作業(yè)，實(shí)現(xiàn)荷載的傳遞。拆除第一節(jié)模板后，根據(jù)墩柱施工的實(shí)際情況調(diào)整模板，清理模板表面的混凝土，用板內(nèi)外固定架和吊車將其翻升，展開(kāi)第四節(jié)段模板安裝及混凝土澆筑作業(yè)。后續(xù)施工也是如此，不斷拆除模板、翻升安裝模板、搭設(shè)鋼管腳手架與作業(yè)平臺(tái)、綁扎墩身鋼筋、澆筑混凝土、實(shí)施養(yǎng)護(hù)與質(zhì)量驗(yàn)收，循環(huán)作業(yè)，完成墩柱施工。

2.2 施工材料選型

該橋梁工程薄壁空心墩施工中，各個(gè)模板之間的連接需采用M12mm×30mm螺栓，拉桿選用φ20mm圓鋼，并處理好拉桿與內(nèi)外模板的關(guān)系，為拉桿套上PVC管，此外，在每一節(jié)模板與模板頂面相距10cm位置設(shè)計(jì)臨時(shí)圓木支撐，各個(gè)圓木支撐的間距為1.5m，平衡支撐力，實(shí)現(xiàn)支護(hù)混凝土澆筑作業(yè)的目標(biāo)。

2.3 翻升模板設(shè)計(jì)

翻升模板是一套組合模具，由內(nèi)外模板、圍帶、拉桿、內(nèi)外模板固定架和作業(yè)平臺(tái)等組成，其中內(nèi)外模板是整套翻升模板中的關(guān)鍵，根據(jù)類型可將內(nèi)外模板劃分為標(biāo)準(zhǔn)模板、邊模板、角模板和調(diào)整模板4種類型。

在橋梁空心薄壁墩施工中，采用翻升模板設(shè)計(jì)能夠有效提高施工效率，確保橋梁建設(shè)內(nèi)外部效度。整個(gè)翻升模板是由3節(jié)大塊組合模板及支架、內(nèi)外工作平臺(tái)、汽車式起重機(jī)、手動(dòng)葫蘆組合而成的成套模具[1]。

此外，在應(yīng)用此施工技術(shù)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注墩柱高度設(shè)計(jì)，以避免墩柱增加而影響支架和模板的拆卸。如果實(shí)施澆筑施工的墩柱水泥強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)及時(shí)拆卸模板，并做好模板的清洗工作，以便循環(huán)使用。在完成人工翻升模板設(shè)計(jì)工作后即可使用模板，同時(shí)需根據(jù)空心壁墩柱施工的強(qiáng)度、平衡情況等做好模板安裝的保護(hù)工作，即安裝防護(hù)欄、內(nèi)外腳手架等設(shè)施。

2.4 穩(wěn)定模板

以空心薄壁墩身底部2m為分界線，以下設(shè)計(jì)為實(shí)心，以上設(shè)計(jì)為空心，先開(kāi)展實(shí)心部位施工，澆筑混凝土，便于支撐內(nèi)膜；空心墩段采用內(nèi)頂外拉施工工藝，加強(qiáng)內(nèi)外模板管理，確保兩者間距符合設(shè)計(jì)要求。其中，空心墩外模受混凝土側(cè)壓力較大，為了穩(wěn)定模板，應(yīng)選擇手拉葫蘆，拉緊外模長(zhǎng)邊，同時(shí)采用方木頂緊內(nèi)模，并在內(nèi)外模之中穿插φ20mm鋼筋拉桿，避免出現(xiàn)脹模情況。

2.5 安全步梯

根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)際的施工需要，該橋梁薄壁空心墩施工選擇采購(gòu)規(guī)格為2438mm×1268mm的安全步梯，并嚴(yán)格按照廠家安裝規(guī)范來(lái)完成安裝作業(yè)，保證安全步梯的步距、立桿垂直度以及橫縱距等符合標(biāo)準(zhǔn)，安全步梯的襟邊寬度為25cm，掛裝規(guī)格為10cm×10cm的網(wǎng)格[2]。

3 空心薄壁墩施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 墩身鋼筋施工

先在加工場(chǎng)地完成鋼筋和連接套筒的施工，再將其轉(zhuǎn)運(yùn)到薄壁空心墩施工現(xiàn)場(chǎng)，并選用直螺紋連接墩身主筋。在鋼筋加工前應(yīng)檢查鋼筋的質(zhì)量，確保鋼筋平直，性能良好，如果鋼筋存在彎曲問(wèn)題應(yīng)及時(shí)調(diào)直，避免影響鋼筋加工作業(yè)，并選擇砂輪切割機(jī)來(lái)切割鋼筋，保證鋼筋切端面與軸線所成角度為90°，以便后續(xù)作業(yè)的正常開(kāi)展。根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇鋼筋下料加工處理方法。在加工處理鋼筋絲頭過(guò)程中，應(yīng)選擇水性切削潤(rùn)滑液作為潤(rùn)滑液，若無(wú)切削液潤(rùn)滑不得盲目開(kāi)展加工。在旋入螺紋前，應(yīng)選擇專業(yè)工具測(cè)量鋼筋絲頭的尺寸，保證螺紋能夠通暢旋入，并需要控制螺紋的旋入長(zhǎng)度，絲頭的不完整螺紋不得超過(guò)2倍螺紋周長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)型鋼筋絲頭有效絲扣長(zhǎng)度不能小于1/2連接套筒長(zhǎng)度。鋼筋絲頭加工完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后，應(yīng)立即帶上保護(hù)帽或擰上套筒，防止裝卸鋼筋時(shí)損壞絲頭[3]。

3.2 模板安裝

（1）立模。參考薄壁空心墩的基頂中心，完成立模放線作業(yè)，并借助水平尺、砂漿完成找平分段，砂漿硬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可以線路中心為基點(diǎn)，向中心兩側(cè)立模，在立第一節(jié)段的模板時(shí)務(wù)必使模板與墩身所成角度為90°，并平行于頂面。

（2）安裝。模板安裝作業(yè)主要借助汽車吊或塔吊來(lái)完成，同時(shí)可選擇人工輔助安裝的方式。在安裝模板時(shí)先將墩身的一面外模拼裝完畢，再將其他面的外模拼裝起來(lái)，注意在安裝完模板后，應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)０宓拇怪倍群投枕數(shù)臉?biāo)高，避免其與模板安裝標(biāo)準(zhǔn)偏差過(guò)大，同時(shí)要特別注意模板的拼縫，避免錯(cuò)臺(tái)影響墩身外觀質(zhì)量。

3.3 混凝土澆筑施工

采購(gòu)質(zhì)量達(dá)標(biāo)、性能符合空心薄壁墩施工要求的水泥、石和砂等原材料，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)出來(lái)的配比計(jì)量各類施工原材料，還需對(duì)進(jìn)場(chǎng)的石子、砂進(jìn)行處理，將其集中于攪拌站，完成施工材料的拌和，并檢測(cè)成品的坍落度，選用混凝土罐車將坍落度等指標(biāo)均符合施工標(biāo)準(zhǔn)的混凝土材料轉(zhuǎn)運(yùn)到墩柱施工現(xiàn)場(chǎng)，并利用吊車或塔吊吊著混凝土料斗，將混凝土吊升到模板頂端，控制混凝土卸落高度，選用串筒倒入模板。按照全斷面水平分層布料來(lái)完成每一水平層的混凝土灌注作業(yè)，該橋梁工程墩身水平分層具體以30cm/層為單位，要保證上下兩層混凝土作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，注意控制下層混凝土初凝時(shí)間。

3.4 翻升模板施工

（1）第一節(jié)墩身施工。做好翻升模板施工的準(zhǔn)備工作，先用墨線在承臺(tái)頂面四個(gè)角的位置開(kāi)展放樣作業(yè)，完成墩身模板底部的找平抹漿作業(yè)，并徹底清理墩身鋼筋內(nèi)部；選擇在墩身四周搭建腳手臺(tái)，保證墩身施工的穩(wěn)定性和安全性，開(kāi)展墩身鋼筋綁扎作業(yè)，立第一節(jié)實(shí)心段模板，調(diào)整模板，在由監(jiān)理單位進(jìn)行審核并確定合格后開(kāi)展第一節(jié)段模板混凝土澆筑作業(yè)。

（2）第二節(jié)段墩身施工。在第一節(jié)段模板施工基礎(chǔ)上，繼續(xù)加長(zhǎng)腳手架，并搭設(shè)內(nèi)外模板，綜合應(yīng)用汽車吊和人工輔助的方法來(lái)將鋼筋提升到第二節(jié)段，并選用機(jī)械直螺紋來(lái)連接鋼筋和連接套筒。第二節(jié)段內(nèi)外模板需采用拉桿對(duì)拉的方式進(jìn)行加固處理，并在監(jiān)理單位進(jìn)行審核并確定合格后開(kāi)展第一節(jié)段模板混凝土澆筑作業(yè)，澆筑高度為4.5m。

（3）其余節(jié)段墩身施工。完成第二、三節(jié)段的薄壁空心墩模板安裝作業(yè)后，檢查第一、三節(jié)段混凝土的強(qiáng)度，若第一、三節(jié)段墩身混凝土強(qiáng)度分別達(dá)到10MPa、3MPa后，即可將第一節(jié)段的模板拆除下來(lái)，并將其翻升到第三節(jié)段模板上，變?yōu)榈谒墓?jié)段模板，再實(shí)施綁扎、澆筑作業(yè)。按照上述流程循環(huán)開(kāi)展立模翻升作業(yè)，保證墩身澆筑作業(yè)達(dá)到模板高度，即達(dá)到4.5m，在完成墩身施工后對(duì)墩身標(biāo)高和垂直度進(jìn)行檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求。

（4）墩頂封閉。翻升模板施工高度達(dá)到墩身施工頂面后，封閉墩身內(nèi)部，先安裝封閉底端模板，再安裝墩身外模板、施工側(cè)平臺(tái)和安裝網(wǎng)等，在墩頂開(kāi)展混凝土灌注作業(yè)，并按照養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（5）拆除。在實(shí)施墩頂封閉作業(yè)時(shí)，應(yīng)保證墩頂依然留有3個(gè)節(jié)段的模板，并確保墩身混凝土強(qiáng)度大于20MPa后，按照自下而上的拆除順序?qū)?個(gè)節(jié)段的模板拆除完畢。此外，在拆除這3個(gè)節(jié)段的模板時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)拆除標(biāo)準(zhǔn)和順序?qū)⒎雷o(hù)欄、固定架等設(shè)施拆卸干凈。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速公路橋梁工程中應(yīng)用空心薄壁墩施工技術(shù)，不僅能改良橋梁墩身結(jié)構(gòu)，還能夠節(jié)約工程造價(jià)，提升公路橋梁工程的綜合效益。文章依托實(shí)際工程，詳細(xì)介紹了橋梁空心薄壁墩施工方案，并總結(jié)了薄壁空心墩具體施工時(shí)各環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)，研究成果可為類似公路橋梁工程提供有價(jià)值的參考。