橋梁空心薄壁墩施工及質(zhì)量控制措施

陳志輝

(廣州誠(chéng)信公路建設(shè)監(jiān)理咨詢(xún)有限公司,廣東 廣州 511431)

1 空心薄壁墩技術(shù)參數(shù)及施工工藝流程

1.1 空心薄壁墩技術(shù)參數(shù)

金坑水庫(kù)大橋空心薄壁墩為等截面單室空心墩,截面尺寸為7 m×2.6 m、7 m×3 m(順橋方向尺寸為2.6 m或3 m),壁厚50 cm,上下實(shí)心段高度均為2 m,上下實(shí)體段倒角300 cm×50 cm,混凝土為C40。

1.2 施工工藝流程

以墩高54 m為例,施工節(jié)段共分成15節(jié),包含上下實(shí)心段2節(jié)、上下漸變段2節(jié),標(biāo)準(zhǔn)節(jié)11節(jié)?？招谋”诙帐┕ち鞒?施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→安裝內(nèi)外腳手架作業(yè)平臺(tái)、掛安全網(wǎng)→鋼筋綁扎→安裝內(nèi)外模板→澆筑混凝土→提升工作平臺(tái)→模板翻升→施工至墩頂→墩身封頂→拆除模板→預(yù)應(yīng)力蓋梁施工。

2 施工方法及質(zhì)量控制措施

2.1 測(cè)量放樣

(1)薄壁墩身施工放樣包括:墩身鋼筋綁扎、模板的立模放樣、模板檢查驗(yàn)收、混凝土澆筑后的竣工測(cè)量。現(xiàn)場(chǎng)放樣之前,首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出各高程面軸線點(diǎn)、輪廓點(diǎn)的放樣數(shù)據(jù)。

(2)在施工過(guò)程中,應(yīng)做好墩身的平面位置、高程及垂直度的測(cè)量監(jiān)控。結(jié)合現(xiàn)有測(cè)量條件,利用全站儀測(cè)定墩柱模板的三維坐標(biāo)以控制模板各部位準(zhǔn)確就位,使用垂準(zhǔn)儀測(cè)量模板的垂直度,使其滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。每節(jié)段施工前使用全站儀精確測(cè)定墩柱混凝土各軸線點(diǎn)的平面位置及高程,以控制模板精確定位。當(dāng)一節(jié)混凝土澆筑完成,要即刻對(duì)混凝土面的平面位置及高程進(jìn)行復(fù)測(cè),以掌握模板在混凝土澆筑前后的變位,同時(shí)提供下一節(jié)模板的安裝參數(shù)。

(3)每節(jié)段施工完成后對(duì)墩身混凝土的平面位置及高程進(jìn)行復(fù)測(cè)并放樣安裝模板所需的控制點(diǎn),自檢合格后報(bào)測(cè)量監(jiān)理驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下步工序。

(4)每次測(cè)量時(shí)間固定在溫度、陽(yáng)光等氣候因素影響較小的每天早上9∶00以前或下午4點(diǎn)以后進(jìn)行。

2.2 鋼筋制作安裝

(1)根據(jù)規(guī)范要求[4]鋼筋在場(chǎng)內(nèi)集中加工,分批運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng),各種鋼筋嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行下料,每種鋼筋加工前先進(jìn)行預(yù)加工,加工質(zhì)量符合要求后方可大批量生產(chǎn),平板車(chē)運(yùn)輸至墩位,人工現(xiàn)場(chǎng)安裝。鋼筋安裝時(shí)注意在主筋上按1 m間距梅花型布置墊塊,以保證砼保護(hù)層厚度,墊塊數(shù)量不少于4個(gè)/m2,墩柱外側(cè)混凝土墊塊數(shù)量適當(dāng)增加到6個(gè)/m2。其中,關(guān)鍵工藝鋼筋絲頭加工鋼筋端部采用砂輪切割機(jī)切斷鋼筋切平,切面須與鋼筋軸線垂直。采用車(chē)絲機(jī)車(chē)絲,車(chē)絲質(zhì)量應(yīng)滿足精度要求:通規(guī)應(yīng)順利旋入并達(dá)到要求的擰入長(zhǎng)度,止規(guī)旋入不得超過(guò)3p(p為螺紋螺距)。

(2)鋼筋運(yùn)輸

鋼筋采用平板車(chē)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng);對(duì)集中加工、整體安裝的半成品鋼筋和鋼筋骨架,并應(yīng)采取增加剛度、防止其扭曲變形的措施。

(3)鋼筋安裝

主筋鋼筋連接采用直螺紋套筒連接,連接接頭設(shè)于受力較小區(qū)段,墩柱主筋接頭設(shè)置在空心墩標(biāo)準(zhǔn)斷面處,避開(kāi)實(shí)心段。為保證鋼筋間距合格,采用角鋼按鋼筋間距制作卡槽。鋼筋安裝前應(yīng)首先對(duì)砼結(jié)合面處進(jìn)行鑿毛,鑿毛面需確保明顯骨料顯現(xiàn)。首先將主筋逐根安裝就位,然后逐層安裝箍筋,上下層接頭焊縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。墩身節(jié)段鋼筋一次綁扎成型,并預(yù)埋爬架錐形螺母及塔吊附墻等預(yù)埋件。

首節(jié)墩身施工前,應(yīng)在承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)注意預(yù)埋首節(jié)墩身鋼筋,首節(jié)墩身鋼筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi)2 m。主筋連接時(shí),除第一次將鋼筋按接頭布置設(shè)計(jì)要求錯(cuò)開(kāi)外,以后每根鋼筋均以4 m等長(zhǎng)度接長(zhǎng)。為保證保護(hù)層厚度,在鋼筋與模板間設(shè)置與墩身混凝土強(qiáng)度相同的混凝土墊塊。

(3)套筒質(zhì)量檢驗(yàn)[5]

直螺紋套筒檢驗(yàn)項(xiàng)目包含外觀、標(biāo)記、外徑、長(zhǎng)度、螺紋中徑和螺紋小徑。外觀、標(biāo)記和尺寸檢驗(yàn):以連續(xù)生產(chǎn)的同原材料、同類(lèi)型、同規(guī)格、同批號(hào)的1 000個(gè)或少于1 000個(gè)套筒作為一個(gè)驗(yàn)收批,隨機(jī)抽10%進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)合格率不低于95%時(shí),評(píng)定為合格。當(dāng)合格率低于95%時(shí),應(yīng)領(lǐng)取加倍數(shù)量重新檢驗(yàn),當(dāng)加倍抽檢后的合格數(shù)量不低于95%時(shí),評(píng)定為合格;當(dāng)扔小于95%時(shí),該批次應(yīng)逐個(gè)檢驗(yàn),合格者方可出廠;抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn):以連續(xù)生產(chǎn)的同原材料、同類(lèi)型、同規(guī)格、同批號(hào)作為一個(gè)驗(yàn)收批,每批隨機(jī)抽取3個(gè)套筒進(jìn)行抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)。

2.3 模板工程

(1)本工程空心薄壁墩模板采用翻模工藝。模板系統(tǒng)采用拉桿式鋼模,由定型鋼模、拉桿組成,依據(jù)施工圖由鋼模廠訂做。要求在加工廠嚴(yán)格進(jìn)行模板試拼,試拼分水平方向的試拼和垂直方向的試拼,尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的試拼。模板內(nèi)外模面板厚度均為6 mm,連接板為δ=12 mm,豎肋為[10#和背楞為[16#;連接孔為φ22×26,孔距面板為56 mm。墩柱施工操作平臺(tái):外模設(shè)置外掛踩架、踩板和護(hù)欄,平臺(tái)寬為80 cm、護(hù)欄凈高1.331 m。

(2)7 m×3 m空心薄壁墩墩身外側(cè)模板6 000×2 000×6 mm、3 000×2 000×6 mm兩種規(guī)格各2塊,每層的高度為2 m,每層4塊、共3層。翻模組裝前對(duì)各部件尺寸、規(guī)格進(jìn)行檢查,給每節(jié)鋼模板進(jìn)行編號(hào)。按預(yù)排順序在空地上進(jìn)行試拼,檢查模板的接縫、平整度、內(nèi)輪廓線等各項(xiàng)指標(biāo)。墩身內(nèi)側(cè)模板4 000×2 000×6 mm、2 000×2 000×6 mm兩種規(guī)格各2塊,每層的高度為2 m,每層4塊、共3層。翻模組裝前對(duì)各部件尺寸、規(guī)格進(jìn)行檢查,給每節(jié)鋼模板進(jìn)行編號(hào)。按預(yù)排順序在空地上進(jìn)行試拼,檢查模板的接縫、平整度、內(nèi)輪廓線等各項(xiàng)指標(biāo)。墩身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)每節(jié)施工高度為4 m,第一次墩身模板的安裝時(shí)要按設(shè)計(jì)圖確定模板的拼裝順序,先拼裝墩身第一層的外模確保第一層模板的平面位置和垂直度沒(méi)有問(wèn)題后繼續(xù)安裝第二層、第三層模板,逐次將整個(gè)墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。每循環(huán)外模板安裝后吊裝內(nèi)模板,拼裝完成后,用鉛錘線和全站儀放樣打點(diǎn)來(lái)控制墩身模板的垂直度。

(3)模板連接:對(duì)拉桿采用Φ25,模板螺栓采用Φ25高強(qiáng)螺栓、雙螺帽設(shè)置,拉桿水平間距為1.53 cm,上下層間距為1 m,對(duì)拉桿外套Φ28PVC管。

(4)首節(jié)實(shí)心段模板安裝

安裝實(shí)心墩模板前,測(cè)量班對(duì)墩柱精確放樣,在安裝模板位置處采用砂漿找平,找平完成后開(kāi)始吊裝模板。長(zhǎng)邊及短邊方向相鄰模板就位后,將模板相互用螺栓連結(jié)成整體;所有模板初步定位后,利用全站儀進(jìn)行調(diào)位:首先對(duì)各個(gè)接縫進(jìn)行高程測(cè)量,使之等高;然后再反復(fù)調(diào)整各模板平面位置,使之符合規(guī)范要求。模板調(diào)整過(guò)程中,拉桿必須相應(yīng)調(diào)整其松勁程度,模板調(diào)整結(jié)束,拉桿也必須完全收緊;模板校核可處采用手拉葫蘆調(diào)整。模板在組裝及使用過(guò)程中的吊裝應(yīng)注意吊點(diǎn)的設(shè)置,并應(yīng)控制吊裝單元的總重在吊點(diǎn)的限定載荷內(nèi)。

(5)模板翻升

施工時(shí),每節(jié)模板高度2 m,每次澆注2節(jié)模板的高度,即每次翻2層模板,澆筑4 m高的砼。模板翻升流程:模板解體→模板提升→模板安裝、固定?？招谋”诙丈矸＿^(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 翻升模板過(guò)程圖(一種顏色代表一節(jié)模板)

2.4 墩身施工

(1)首段混凝土施工

在承臺(tái)頂面放樣墩身四個(gè)角點(diǎn),并用墨線彈出印記,找平墩身模板底部,清除墩身鋼筋內(nèi)雜物。安裝墩身第1節(jié)2 m高實(shí)心段模板,在墩身四側(cè)面搭設(shè)腳手架施工平臺(tái),綁扎墩身鋼筋,加固校正模板。自檢并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查合格后,澆注墩身混凝土?；炷翝餐戤吋皶r(shí)進(jìn)行頂面覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。

(2)第2、3節(jié)段施工(第2模)

墩身首段混凝土澆筑后第1節(jié)2 m模板暫不拆卸,然后設(shè)置鋼筋安裝平臺(tái),同時(shí)在第1節(jié)模板頂上安裝支立好第2、3節(jié)共4.0 m高內(nèi)、外模板,第2、3節(jié)墩身高均為2.0 m,共高4.0 m,同時(shí)安裝。

第2、3節(jié)外模板外模用25t汽車(chē)吊分塊吊裝,支撐就位于第1節(jié)外模頂上,同時(shí)安裝內(nèi)模。利用拉桿對(duì)拉加固墩身模板。搭設(shè)內(nèi)模施工平臺(tái),接長(zhǎng)墩身腳手架施工平臺(tái),主筋接頭采用機(jī)械直螺紋套筒連接,以減少現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)間,保證施工質(zhì)量。

(3)其余節(jié)段施工

第2、3節(jié)段墩身施工后,待第2、3節(jié)模板內(nèi)的墩身混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,先后拆除第1、2節(jié)模板(第3節(jié)模板暫不拆),利用支撐于已澆筑的混凝土以及墩身四周的鋼筋安裝平臺(tái)的提升吊架,以手提或電動(dòng)導(dǎo)鏈(葫蘆)提升模板,提升達(dá)到要求的高度后懸掛于吊架上,將第1、2節(jié)模板依次安裝支立于第3節(jié)模板頂上,綁扎墩身鋼筋,澆筑墩身混凝土。循環(huán)交替翻升模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土,每次翻升2節(jié)共4.0 m高模板,澆筑4.0 m高墩身,依次周而復(fù)始,直至完成整個(gè)薄壁空心高墩身的施工。即墩身按每?jī)晒?jié)4 m標(biāo)準(zhǔn)段循環(huán)施工,直至墩頂。最后墩頂高度按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制,完成墩身施工。

2.5 墩頂封頂施工

墩頂封頂采用預(yù)埋工字鋼法,即沿空心段短邊方向預(yù)埋工字鋼,工字鋼上部沿長(zhǎng)邊方便鋪設(shè)方鋼,最后鋪設(shè)實(shí)心段底模,具體步驟如下。

(1)預(yù)埋工字鋼

施工墩柱上部漸變段時(shí),預(yù)埋工字鋼,工字方型號(hào)為I14,間距為50 cm,單根長(zhǎng)度為160 cm(7 m×2.6 m墩柱單根工字鋼長(zhǎng)度為120 cm),兩端各伸入混凝土長(zhǎng)度為30 cm。

(2)拆除漸變段模板

漸變段混凝土澆筑后,待混凝土齡期達(dá)到3 d時(shí)拆除下部2節(jié)模板,保留1節(jié)模板作為實(shí)心段外模支撐層。模板拆除從下往上拆除,松螺栓之前用手拉葫蘆將外模與上層外模連接,塔吊吊鉤亦與最下層外模吊點(diǎn)連接,待螺栓完全松開(kāi)后,將外面拆除,堆碼整齊清理后拱下次使用。

注意漸變段內(nèi)模采用木模,后期不拆除。

(3)安裝方鋼及實(shí)心段底模

沿長(zhǎng)邊方向在預(yù)埋工字鋼上部安裝10 cm×10 cm方鋼,方鋼間距為22.5 cm,單根長(zhǎng)度為5 m,方鋼與預(yù)埋工字鋼焊接,防止方鋼滑動(dòng);在已固定方鋼上部鋪設(shè)1 cm厚模板作為底模,模板接縫處必須設(shè)置在方鋼軸線處;模板接縫用泡沫膠或者其他材料填塞,防止漏漿。

(4)安裝實(shí)心段鋼筋

底模鋪設(shè)完畢后,按設(shè)計(jì)圖要求安裝綁扎實(shí)心段鋼筋,安裝時(shí)要注意預(yù)埋擋塊及墊石鋼筋,具體要求見(jiàn)質(zhì)量控制措施。

(5)安裝實(shí)心段外模

鋼筋綁扎完之后,安裝第52～54 m實(shí)心段模板,模板長(zhǎng)邊采用上下兩道精軋螺紋鋼連接;長(zhǎng)邊與短邊之間采用斜拉桿連接,上下布置2道。

(6)安裝綁扎實(shí)心段鋼筋:按設(shè)計(jì)圖要求安裝綁扎實(shí)心段鋼筋,安裝時(shí)要注意預(yù)埋擋塊及墊石鋼筋。

(7)安裝實(shí)心段外模:鋼筋綁扎完之后,安裝第52～54 m實(shí)心段模板,模板長(zhǎng)邊采用上下兩道精軋螺紋鋼連接;長(zhǎng)邊與短邊之間采用斜拉桿連接,上下布置2道。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

墩柱0～6 m采用高壓水槍往墩柱噴水養(yǎng)護(hù),6 m以上部分橋墩養(yǎng)護(hù)采用噴淋養(yǎng)護(hù),在承臺(tái)旁邊設(shè)置1 m×1 m×1 m鐵皮箱作為蓄水池,設(shè)置1 m×1 m×1 m水坑作為集水坑;利用60 m揚(yáng)程水泵將清水送至需要養(yǎng)護(hù)的混凝土面上,人工控制水泵開(kāi)關(guān),形成半自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。

2.7 施工監(jiān)測(cè)

由于空心薄壁墩采用多次翻模分段澆筑,每一節(jié)段模板安裝、混凝土澆筑期間及拆模后均需進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)。結(jié)合施工工藝特點(diǎn),可采用四點(diǎn)定位垂球法進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)相關(guān)計(jì)算公式能夠精確計(jì)算出模板偏移距離[6]。

3 結(jié) 語(yǔ)

橋梁工程對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全都有著重要意義,作為工程技術(shù)人員,有必要深入研究橋梁施工工藝技術(shù)、施工設(shè)備、施工質(zhì)量控制等,以保證橋梁結(jié)構(gòu)安全。翻模施工技術(shù)作為空心薄壁墩常用施工工藝,技術(shù)成熟度高,便于成本和質(zhì)量控制,有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的空間,但相對(duì)于傳統(tǒng)支架模板等操作相對(duì)復(fù)雜,質(zhì)量控制嚴(yán)格,需要在使用過(guò)程中進(jìn)一步優(yōu)化工藝、提升質(zhì)量。