裝配式預(yù)制橋墩后澆孔施工關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化

馬云杰，王鵬波

（中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇島 066002）

1 工程概況

廈門第二東通道工程A3標(biāo)段預(yù)制墩臺共35座，其中兩節(jié)式22座，三節(jié)式13座，兩節(jié)式橋墩結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 橋墩結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of pier structure

下節(jié)墩身與承臺共同預(yù)制及安裝，每個承臺包含6個后澆孔，墩身位于后澆孔之間，覆蓋了部分后澆孔，墩身與后澆孔相對位置見圖2。

圖2 墩身與后澆孔相對位置圖（cm）Fig.2 Relative location of pier shaft and post-pouring hole(cm)

承臺共設(shè)置12層水平鋼筋，其中第7～12層水平鋼筋穿過承臺后澆孔并需進(jìn)行對接，第5～6層鋼筋穿過后澆孔，但不進(jìn)行對接，第1～4層鋼筋不穿過后澆孔，承臺水平鋼筋布置斷面圖如圖3所示。

圖3 承臺水平鋼筋布置斷面圖Fig.3 Horizontal rebar layout cross-section diagram of cap

2 新舊工藝對比

2.1 港珠澳大橋墩臺預(yù)制后澆孔施工工藝

承臺預(yù)制時[1-2]，首先焊接整個勁性骨架，擺放后澆孔底圈模板。然后采用穿筋工藝，將承臺每根水平鋼筋的各節(jié)段利用套筒連接為一體后，分層穿筋，穿筋過程中分層分塊安裝后澆孔模板環(huán)。最后將2層鋼模板環(huán)間隙用木模板逐層封堵。承臺預(yù)制完成后，拆除后澆孔中間段鋼筋，后澆孔兩端鋼筋有10 cm鋼筋頭凸出后澆孔輪廓線內(nèi)，分層分塊拆除后澆孔模板。港珠澳大橋施工后期雖考慮后澆孔鋼筋接頭埋置在混凝土內(nèi)的方案[3]，但當(dāng)時的方案采用加長套筒中部存在空心，不利于承臺結(jié)構(gòu)耐久性[4]，且經(jīng)實際檢驗不具備可操作性。

2.2 廈門第二東通道工程墩臺預(yù)制后澆孔施工工藝

承臺預(yù)制時，首先安裝后澆孔整體支拆模板，然后分層焊接鋼筋勁性骨架，用于承托承臺水平鋼筋，最后采用碼筋工藝，將每根水平鋼筋按規(guī)定尺寸切斷成13節(jié)并編號，穿過后澆孔模板碼放到對應(yīng)位置，利用直螺紋套筒連接[5]。承臺預(yù)制完成后，拆除后澆孔內(nèi)節(jié)段鋼筋，然后整體拆除后澆孔模板。承臺安裝時，將拆除的后澆孔內(nèi)節(jié)段鋼筋按對應(yīng)編號重新安裝，并澆筑后澆孔混凝土。

2.3 方案對比分析

港珠澳大橋墩臺預(yù)制后澆孔施工工藝和廈門第二東通道工程墩臺預(yù)制后澆孔施工工藝對比分析見表1。

表1 后澆孔施工工藝對比分析表Table 1 Comparative analysis table of post-pouring hole construction technology

3 施工關(guān)鍵點分析

后澆孔內(nèi)鋼筋二次安裝的多節(jié)鋼筋需要具備一定的預(yù)緊力，需要正絲與反絲套筒相互配合才能實現(xiàn)。后澆孔鋼筋與預(yù)埋在承臺內(nèi)的鋼筋連接接頭不能位于后澆孔輪廓線內(nèi)，否則整體支拆模板收縮行程不滿足要求。后澆孔模板開孔與鋼筋間縫隙的封堵方式直接決定了預(yù)制階段鋼筋綁扎速度。后澆孔頂部被墩身覆蓋部分沿直徑方向約30 cm，所以整體支拆模板最大收縮量需達(dá)到40 cm。以上是廈門第二東通道工程墩臺后澆孔施工相比于港珠澳大橋墩臺后澆孔施工工藝優(yōu)化需要解決的重難點。

4 后澆孔鋼筋施工

承臺每根縱向鋼筋切斷為13段，每個后澆孔內(nèi)3段。后澆孔內(nèi)鋼筋與承臺內(nèi)預(yù)埋鋼筋的連接頭位于后澆孔輪廓范圍外，鋼筋與模板間的空隙用錐形橡膠塞封堵。承臺混凝土澆筑完成后，直螺紋套筒預(yù)埋在承臺混凝土內(nèi)，鋼筋受錐形橡膠塞包裹，可以拆除及再次安裝。

利用直螺紋套筒連接多段鋼筋時，如果套筒絲扣全部相同，連接頭間會出現(xiàn)相互解鎖的現(xiàn)象，鋼筋二次連接時無法形成預(yù)緊力，因此必須用正絲套筒與反絲套筒相互配合。3段鋼筋中最后安裝的那段與相鄰鋼筋間應(yīng)保留2絲的空隙，一是便于承臺預(yù)制完成后后澆孔內(nèi)鋼筋拆除，二是便于鋼筋二次安裝時相鄰2根鋼筋螺紋連接的精確調(diào)整。

以中間位置的單個后澆孔為例說明鋼筋在各個狀態(tài)的連接形式，連接示意圖見圖4。1號鋼筋及5號鋼筋為相鄰后澆孔之間鋼筋，鋼筋一端為全正絲，一端為全反絲；2號鋼筋一端為半正絲，一端為全正絲；3號鋼筋一端為半正絲，一端為半反絲；4號鋼筋一端為全反絲，一端為半反絲。

圖4 中間后澆孔鋼筋連接示意圖Fig.4 Schematic diagram of post-pouring hole rebar connection in the middle position

鋼筋綁扎過程中，首先將1號—5號鋼筋進(jìn)行粗連接，此過程中3號與4號鋼筋間預(yù)留2絲空隙。然后進(jìn)行鋼筋連接頭精調(diào)，利用扭矩扳手同時擰緊T4反絲套筒和T1′正絲套筒（或擰緊T4′反絲套筒和T1正絲套筒），利用正絲套筒與反絲套筒互鎖調(diào)整鋼筋接頭。按同樣辦法調(diào)整T2及T3鋼筋接頭。

鋼筋拆除時，將T2套筒、T3套筒擰松，取下3號鋼筋，然后分別擰下2號及4號鋼筋，此時T1及T4號套筒已經(jīng)預(yù)埋在混凝土內(nèi)。

鋼筋二次安裝時，首先安裝2號鋼筋及4號鋼筋，然后安裝3號鋼筋。利用預(yù)留的兩絲間隙調(diào)整3號鋼筋與2號鋼筋及4號鋼筋螺紋的匹配度，保證T2套筒及T4套筒能夠順利擰緊。利用T2正絲套筒與T3反絲套筒的互鎖對后澆孔鋼筋施加預(yù)緊力。

5 后澆孔整體支拆模板

后澆孔模板為整體支拆鋼模板[6]。后澆孔內(nèi)鋼筋及錐形橡膠塞拆除后，后澆孔輪廓線內(nèi)無障礙物，后澆孔模板可以整體支拆。整體支拆模板由井字架、2片大模板、2片小模板、支撐絲桿、密封系統(tǒng)組成。模板板面為整塊鋼板，根據(jù)鋼筋的不同位置開出鋼筋孔，直徑48 mm出筋孔比鋼筋外徑大20 mm，利用錐形膠圈封堵鋼筋與板面間縫隙。模板立面圖見圖5。

圖5 模板立面圖（mm）Fig.5 Formwork elevation(mm)

墩身覆蓋后澆孔徑向約30 cm，要求模板整體支拆時板面收縮量大，而后澆孔內(nèi)空間狹小，模板收縮受限[7-8]。通過設(shè)計模板結(jié)構(gòu)，兩大塊板面收縮量達(dá)到40 cm，兩小塊模板的收縮量達(dá)到17 cm，經(jīng)過實踐證實，此尺寸能保證模板拆除時無阻礙，且4片模板收回后互相無制約。

6 錐形橡膠塞

后澆孔模板穿筋孔數(shù)量多，鋼筋綁扎過程中需逐個封堵。錐形橡膠塞[9]對稱分為2塊，鋼筋連接到位后，將2塊橡膠塞合并包裹住鋼筋，封堵模板與鋼筋間的縫隙。錐形橡膠塞能防止模板與鋼筋間縫隙漏漿；同時能將鋼筋固定在模板孔中心位置，防止鋼筋偏位；承臺混凝土澆筑時，能保護(hù)后澆孔鋼筋端頭不被水泥漿污染，降低后澆孔鋼筋拆除難度。鋼筋拆除前，將橡膠塞取下，循環(huán)使用。錐形橡膠塞嚴(yán)密性好，操作簡單，施工速度快。錐形橡膠塞封堵縫隙斷面圖見圖6。

圖6 錐形橡膠塞封堵縫隙斷面圖Fig.6 Sectional view of tapered rubber plug plugging gap

7 結(jié)語

廈門第二東通道項目預(yù)制橋墩后澆孔施工技術(shù)施工速度快、操作簡便、成品質(zhì)量好。優(yōu)于港珠澳大橋墩臺預(yù)制后澆孔施工工藝，具有較高的推廣應(yīng)用價值，可為類似的大型裝配式橋墩項目施工提供借鑒。