高速公路圓柱墩施工技術(shù)探究

摘要 圓柱墩作為高速公路建設(shè)的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量直接影響到高速公路的正常使用和后期維護(hù)頻率。文章旨在探討高速公路圓柱墩施工過(guò)程中的鋼筋加工、系梁施工、模板安裝、混凝土澆筑等重點(diǎn)施工技術(shù)及工藝流程，通過(guò)案例分析圓柱墩在實(shí)際施工中的應(yīng)用情況，以期為同類(lèi)高速公路圓柱墩工程的施工提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 高速公路；圓柱墩；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）18-0073-03

0 引言

在高速公路的建設(shè)中，圓柱墩是支撐橋梁和道路結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件，該施工項(xiàng)目由于需要的人員配置復(fù)雜、技術(shù)要求嚴(yán)格，因此在施工過(guò)程中，施工技術(shù)難點(diǎn)的出現(xiàn)是難以避免的。

文章通過(guò)實(shí)例在其施工步驟及施工方法方面做了具體分析，其流程與施工參數(shù)可為相似工程作為參考依據(jù)。

1 工程概述

鎮(zhèn)巴（川陜界）至廣安高速公路（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鎮(zhèn)廣高速）是《四川省高速公路網(wǎng)布局規(guī)劃（2019—2035年）》中9條縱線(xiàn)之一鎮(zhèn)巴經(jīng)廣安至重慶高速公路的重要組成部分。全線(xiàn)橋梁共29座，其中主線(xiàn)橋梁9座，樞紐互通橋梁20座；其中主線(xiàn)大橋3 054 m/9座，橋梁長(zhǎng)度占路線(xiàn)長(zhǎng)度的27.76%；樞紐大橋4 730.183 m/19座，中橋58 m/1座；隧道6 838 m/3座（均為微瓦斯隧道），特長(zhǎng)隧道3 577 m/1座，長(zhǎng)隧道2 572 m/1座，中隧道689 m/1座，隧道長(zhǎng)度占路線(xiàn)長(zhǎng)度的62.16%；樞紐互通1處；落地互通1處；橋隧比89.92%；全線(xiàn)圓柱墩共765根，高度<40 m圓墩柱723根，高度范圍在3～40 m之間，高度≥40 m圓柱墩根數(shù)42根，高度范圍在40.13～47.326 m。

2 施工方法

施工工藝流程如圖1所示；

2.1 鋼筋籠制作及安裝

2.1.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠加工主要采用滾焊機(jī)進(jìn)行滾動(dòng)焊接成型，兩節(jié)及兩節(jié)以上加工成型的鋼筋籠，若需分拆再組裝的，分拆作業(yè)時(shí)，須預(yù)先在對(duì)應(yīng)的主筋上做好記號(hào)，防止對(duì)拉作業(yè)錯(cuò)位導(dǎo)致鋼筋籠對(duì)接不到位，同時(shí)加強(qiáng)鋼筋籠兩端加強(qiáng)筋與主筋的焊接質(zhì)量檢查。

2.1.2 鋼筋籠安裝

（1）鋼筋籠每隔2 m設(shè)置1道加強(qiáng)箍筋，在加強(qiáng)筋上對(duì)于圖紙有架立筋進(jìn)行補(bǔ)焊加固，無(wú)架立鋼筋的鋼筋籠做十字交叉鋼筋來(lái)提升加強(qiáng)箍筋的剛度，提高變形能力，主吊點(diǎn)設(shè)在第一道加強(qiáng)箍筋處，采用主吊鉤起吊；副吊點(diǎn)設(shè)在另一側(cè)籠體端頭內(nèi)側(cè)三分之一位置處，使用副吊鉤起吊，鋼筋籠采用吊車(chē)整節(jié)吊裝（因鋼筋籠兩端有錯(cuò)頭，實(shí)際長(zhǎng)度大約為9～10 m），采取雙點(diǎn)吊裝豎轉(zhuǎn)；當(dāng)涉及中系梁施工時(shí)，鋼筋籠吊裝長(zhǎng)度需根據(jù)中系梁位置進(jìn)行調(diào)整，在地面接長(zhǎng)鋼筋籠后，采用吊車(chē)雙點(diǎn)吊裝豎轉(zhuǎn)，鋼筋籠起吊前，應(yīng)在鋼筋籠主吊點(diǎn)側(cè)第一道加強(qiáng)箍筋截面均勻布設(shè)3根（或4根）纜風(fēng)繩，以便鋼筋籠安裝完成后及時(shí)對(duì)鋼筋籠進(jìn)行穩(wěn)固，同時(shí)在鋼筋籠主吊點(diǎn)第一道加強(qiáng)箍筋位置設(shè)置防墜器，將防墜器掛鉤拉出并掛于鋼筋籠底部；若鋼筋籠的整體高度大于12 m，必須在鋼筋籠上預(yù)先設(shè)置雙層纜風(fēng)繩，上層纜風(fēng)繩設(shè)置于鋼筋籠主吊點(diǎn)第一道加強(qiáng)箍筋位置，下層纜風(fēng)繩設(shè)置于鋼筋籠中部位置（上下層的間距不得小于6 m）。

（2）豎轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，主、副吊點(diǎn)須同時(shí)起吊，然后提升主吊點(diǎn)豎轉(zhuǎn)鋼筋籠，直至鋼筋籠豎直，豎轉(zhuǎn)過(guò)程中，主吊點(diǎn)與副吊點(diǎn)起升須緊密配合，嚴(yán)防副吊點(diǎn)端鋼筋頭觸碰到承載面或其他障礙物，造成鋼筋籠體旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)或鋼筋頭彎曲變形。

（3）鋼筋豎轉(zhuǎn)到鋼筋籠底截面與地面齊平后，繼續(xù)提升主吊鉤吊點(diǎn)，直至高于安裝平面約20 cm位置時(shí)，吊裝設(shè)備將鋼筋籠緩慢旋轉(zhuǎn)至對(duì)接主筋上方。

2.1.3 鋼筋籠連接

鋼筋籠安裝時(shí)，根據(jù)放樣的基樁中心，來(lái)保證鋼筋籠的下口平面位置正確，空中接高鋼筋籠時(shí)，擬安裝的鋼筋籠應(yīng)在初步對(duì)接基本就位、籠體不發(fā)生旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)的情況下，方可調(diào)整主筋對(duì)位連接。

鋼筋籠連接完成后，及時(shí)將預(yù)先系掛在鋼筋籠上的纜風(fēng)繩拉固在地錨上，可采用C20混凝土預(yù)制塊制作地錨，預(yù)埋25圓鋼，拉設(shè)的纜風(fēng)繩與地面呈45°夾角，通過(guò)緊線(xiàn)器或手拉葫蘆將抗風(fēng)繩收緊受力[1]。采用吊垂球上下對(duì)中的方法控制鋼筋骨架的垂直度和中心位置，與高程基準(zhǔn)點(diǎn)比較，保證鋼筋籠的高程正確。

2.2 模板安裝

（1）模板一次性安裝的高度須大于鋼筋籠長(zhǎng)度的1/2，但不得超過(guò)9 m，模板起吊前，需預(yù)先將防墜器掛設(shè)在吊點(diǎn)端模板上端頭，然后拉出防墜器保險(xiǎn)鋼繩固定在模板下端頭，在模板底端設(shè)置纜風(fēng)繩，便于地面作業(yè)人員操作纜風(fēng)繩調(diào)整定位模板。模板起吊豎直后，須將半圓形模板提升到距支承面高約20 cm的位置，緩慢旋轉(zhuǎn)吊臂，直至接觸到墩柱鋼筋籠，然后緩慢下放到支承面，通過(guò)操作纜風(fēng)繩配合使模板就位，模板下端頭應(yīng)立即采取固定措施，在取下吊點(diǎn)前，模板上端頭須用掛鉤或鐵絲將模板與墩柱鋼筋籠主筋連接固定。

（2）第二塊半弧形模板就位程序同于第一塊，就位后，須立即對(duì)接豎孔，然后逐孔滿(mǎn)栓8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓，并擰緊（40～65 N·m），豎孔螺栓連接禁止跳孔設(shè)置。豎向螺栓栓戴結(jié)束后，將穩(wěn)固鋼筋籠的纜風(fēng)繩移至對(duì)應(yīng)位置模板上端頭進(jìn)行固定，然后拉緊，作為穩(wěn)定模板和調(diào)整模板端頭平面與豎直度的纜風(fēng)繩使用，分兩次安裝的超高模板，在下層模板轉(zhuǎn)換的纜風(fēng)繩未拉緊，穩(wěn)固前，上層纜風(fēng)繩不得拆除。

（3）第二層模板的纜風(fēng)繩轉(zhuǎn)換設(shè)置同于第一層，模板的垂直度采用正交法（或吊垂球法）進(jìn)行控制，即兩個(gè)方向用全站儀控制模板的垂直度。用緊線(xiàn)器或手拉葫蘆調(diào)整模板頂部平面位置前，吊第二塊半弧形就位的吊點(diǎn)不得卸力，調(diào)整到位后，須立即用鋼板或其他剛度物件將模板下端頭不平整的部位進(jìn)行剛性支墊，然后用砂漿將縫隙堵嚴(yán)密，防止漏漿。

（4）取第二塊半弧形模板吊點(diǎn)前，須對(duì)拉設(shè)的纜風(fēng)繩逐根進(jìn)行檢查，必須保證其均處于受力狀態(tài)。吊點(diǎn)卸力前，模板上不得攀附有作業(yè)人員。卸力過(guò)程中，須密切關(guān)注地錨有無(wú)移位現(xiàn)象，若存在，吊點(diǎn)不得繼續(xù)卸力，須立即起升將模板扶正，增加地錨配重直至地錨穩(wěn)定，然后收緊纜風(fēng)繩，指揮汽車(chē)吊卸力拆除吊點(diǎn)鋼繩。

（5）拆除吊點(diǎn)后，須及時(shí)將混凝土澆筑操作平臺(tái)吊至圓柱墩模板上端頭就位，采用螺栓連接或焊接連接的方式與模板固定?；炷翝仓僮髌脚_(tái)的位置設(shè)置須根據(jù)模板頂端以上墩柱鋼筋高度進(jìn)行調(diào)整，確保模板端頭以上的墩柱鋼筋頂面距操作平臺(tái)底板平面垂直高度不大于1.2 m，調(diào)節(jié)方式為增加調(diào)節(jié)模板，模板尺寸檢測(cè)如表1所示：

2.3 安裝梯籠

操作平臺(tái)安裝就位后，立即安裝安全梯籠，登高梯籠安裝前，須根據(jù)梯籠平面尺寸（4 m×2 m）澆筑一塊4.5 m×2.5 m的矩形C20混凝土基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)靠近墩柱的內(nèi)沿平面尺寸應(yīng)與操作平臺(tái)平行，且不得超過(guò)蓋（系）梁操作平臺(tái)護(hù)欄的垂直投影邊沿。

混凝土基礎(chǔ)在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將拼裝好的底座梯籠標(biāo)節(jié)安裝在已硬化好的水平地面上，然后調(diào)整水平，并用M16×100的膨脹螺栓進(jìn)行固定、限位。安裝的標(biāo)節(jié)均在地面組裝成型，采取整節(jié)起吊安裝，各連接部位用M20×130高強(qiáng)螺栓連接，梯籠籠體垂直度須控制在千分之一以?xún)?nèi)，每6 m設(shè)置一道附著，保證梯籠穩(wěn)定，附著需使用梯籠專(zhuān)用附著連接構(gòu)件，嚴(yán)禁在梯籠受力構(gòu)件上隨意動(dòng)焊。

2.4 墩身澆筑

混凝土吊放入模，澆筑高度大于2 m時(shí)采用串筒送至澆筑面，分層下料（厚度不應(yīng)該超過(guò)30 cm），分層振搗密實(shí)。每層下料完畢后，用插入式振搗棒搗固密實(shí)，振搗時(shí)應(yīng)伸入下層混凝土10 cm左右，以使上、下層接合嚴(yán)密、不分層，脫模劑配合比計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻，不構(gòu)成對(duì)混凝土工程表面污染。

2.4.1 混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑吊裝入模，入模的混凝土嚴(yán)禁采取直接傾卸的方式，必須設(shè)置串筒，且串筒底距落體接觸面高度應(yīng)控制在1 m范圍內(nèi)。

（2）振動(dòng)時(shí)由外側(cè)向中間布點(diǎn)，下層混凝土未振實(shí)，禁止上層混凝土入模。

（3）30 cm一層打一次振動(dòng)棒，每一處振動(dòng)完畢后應(yīng)邊振動(dòng)邊緩慢提出振動(dòng)棒，振搗每一部位必須振搗密實(shí)，使混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。

（4）混凝土振搗時(shí)間不宜過(guò)短，也不宜過(guò)長(zhǎng)，一般每點(diǎn)振搗時(shí)間控制在20～30 s為宜。

（5）墩柱在澆筑混凝土前，須先對(duì)接觸面進(jìn)行灑水濕潤(rùn)。

（6）采用穿心棒法施工蓋（系）梁時(shí)，澆筑至距蓋（系）梁底約100 cm處時(shí)（具體位置如下圖），在柱內(nèi)縱橋向水平預(yù)埋1根φ120 mmPVC（φ140 mmPVC）管（兩端作臨時(shí)封堵）用作蓋（系）梁托架支撐，澆筑后的混凝土頂面高出系（蓋）梁底3～5 cm，預(yù)留孔位置見(jiàn)圖3所示：

2.5 施工測(cè)量控制

2.5.1 測(cè)量標(biāo)識(shí)測(cè)設(shè)

主要是軸線(xiàn)、標(biāo)高的標(biāo)識(shí)應(yīng)精心測(cè)設(shè)，首先是在保證測(cè)設(shè)精度、控制方便的前提下，盡可能在隱蔽部位或在能被下道工序覆蓋部位設(shè)置標(biāo)識(shí)，其次設(shè)置的標(biāo)識(shí)不但要準(zhǔn)確、牢固，而且要清潔，不污染其他部位。

2.5.2 結(jié)構(gòu)平面尺寸控制

建立工程總體控制網(wǎng)，確定平面上各構(gòu)件軸線(xiàn)，并測(cè)設(shè)出豎向結(jié)構(gòu)的輪廓線(xiàn)?；炷两^不允許出現(xiàn)露筋情況，因此在每個(gè)工序施工時(shí)應(yīng)確保放線(xiàn)的準(zhǔn)確性。

2.5.3 標(biāo)高控制

按照常規(guī)操作布置，但必須注意的是要求精心操作，對(duì)于墩柱標(biāo)高的控制，采用纏有色膠帶作控制點(diǎn)。

2.6 墩柱拆模及養(yǎng)生保護(hù)

2.6.1 墩柱拆模

墩柱模板在墩身混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以上后，即可拆除墩身模板。模板拆除時(shí)采用人工輔助吊車(chē)，模板拆除后在墩柱頂外露鋼筋刷一層水泥漿，以防止其暴露在空氣中時(shí)間較長(zhǎng)而銹蝕。

拆模前，須松脫地錨端纜風(fēng)繩，利用汽車(chē)拴掛待拆模板上端吊點(diǎn)，提升起吊鋼繩受力后立即停止，隨后用掛鉤或鐵絲將另一半圓模板上端頭拉固在主筋上，防止模板在拆除上、下端頭的限位螺栓時(shí)模板發(fā)生傾翻，設(shè)置的拉固點(diǎn)不得少于2個(gè)。然后松、拆豎向連接螺栓，豎向螺栓嚴(yán)禁一次性全部拆除，必須在上下端頭預(yù)留2～3顆不拆除，但須先擰松，對(duì)模板進(jìn)行限位，嚴(yán)防模板在拆除豎向螺栓過(guò)程發(fā)生傾翻；然后用錘輕輕敲擊或用千斤頂伸模板端頭，使之與混凝土脫離；然后拆除預(yù)留在模板上、下端頭限位的螺栓，再指揮汽車(chē)吊提升吊點(diǎn)將模板吊到指定位置平放，另一模板拆除方法類(lèi)似。

2.6.2 墩身養(yǎng)護(hù)

（1）墩身覆膜

墩柱頂表面收漿后，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，墩柱拆模后先用清水將墩身表面灑水澆濕，然后用成卷的塑料薄膜對(duì)柱身進(jìn)行纏繞覆蓋，纏繞時(shí)應(yīng)從墩帽開(kāi)始，自上而下進(jìn)行纏繞，每圈塑料薄膜搭接不少于30 cm，纏繞時(shí)用力均勻、松緊適度，保證不下滑即可，在墩柱底端封頭處采用膠帶進(jìn)行粘貼，杜絕膠帶直接粘貼在混凝土表面。

（2）墩身養(yǎng)護(hù)

墩身灑水養(yǎng)護(hù)可采用滴灌養(yǎng)護(hù)，在墩頂設(shè)置水桶，水桶底端接一根長(zhǎng)度不小于墩寬的PVC管，管子上打孔，管子用鐵絲附著于橋墩頂部，墩頂周?chē)o貼一圈海綿條，水桶里的水通過(guò)管子上的小孔流出，從墩頂經(jīng)過(guò)海綿條滲流至墩身，對(duì)墩身混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，水桶里的水根據(jù)養(yǎng)護(hù)情況及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，墩身滴灌養(yǎng)護(hù)墩身養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于7 d。

2.7 墩柱施工縫處理措施

（1）橋墩施工前，應(yīng)對(duì)其施工范圍內(nèi)基礎(chǔ)頂面的混凝土進(jìn)行鑿毛處理，并應(yīng)將表面的松散層、石屑等清理干凈，對(duì)分節(jié)段施工的橋墩，其接縫亦應(yīng)作相同的鑿毛和清潔處理。

（2）應(yīng)盡量縮短首節(jié)橋墩墩身與承臺(tái)之間澆筑混凝土的間隔時(shí)間，間歇期宜不大于10 d，當(dāng)不能滿(mǎn)足間歇期要求時(shí)，應(yīng)采取防止墩、臺(tái)身混凝土開(kāi)裂的有效措施，墩身平面尺寸較大時(shí)，首節(jié)墩身可與承臺(tái)同步施工。

（3）橋墩高度小于或等于10 m時(shí)可整體澆筑施工，高度超過(guò)10 m時(shí)，可分節(jié)段施工，節(jié)段的高度宜根據(jù)施工環(huán)境條件和鋼筋定尺長(zhǎng)度等因素確定。上一階段施工時(shí)，已澆節(jié)段的混凝土強(qiáng)度應(yīng)不低于2.5 MPa，各節(jié)段之間澆筑混凝土的間歇期宜控制在7 d以?xún)?nèi)。

3 結(jié)論

圓柱墩施工技術(shù)的選擇和應(yīng)用必須充分考慮工程所在地的地質(zhì)條件、氣候條件、交通流量等多方面因素。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇最適合的施工技術(shù)方案，模板的應(yīng)用、振搗工藝、混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)等，都為提高圓柱墩施工質(zhì)量提供了有力保障，通過(guò)嚴(yán)格把控施工質(zhì)量、加強(qiáng)施工技術(shù)、實(shí)施定期檢測(cè)和維護(hù)等措施，可以有效確保圓柱墩施工的質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)

[1]楊玲輝.某高速公路橋梁圓柱墩的施工技術(shù)研究[J].江西建材，2021（6）：195-196.