薄壁空心高墩施工技術(shù)探討及其質(zhì)量控制

薄壁空心高墩施工技術(shù)探討及其質(zhì)量控制2005年第11期(總第85期)甘丹寧（廣西遠(yuǎn)航公路橋梁工程有限公司，廣西 南寧 ） 【摘 要】文章結(jié)合廣西百色華村特大橋的施工實(shí)踐，介紹了采用提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工技術(shù)進(jìn)行薄壁空心高墩施工的施工工藝及質(zhì)量控制?！娟P(guān)鍵詞】空心薄壁墩；托架；施工技術(shù)；隔板 【中圖分類號】 U445.47 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1008-1151(2005)11-0116-02 【收稿日期】2005-08-22 【作者簡介】甘丹寧（1972-），女，廣西北流人，廣西遠(yuǎn)航公路橋梁工程有限公司工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：公路工程施工和管理。 一、工程概況廣西華村特大橋是百色市右江區(qū)達(dá)江鄉(xiāng)對外恢復(fù)工程建設(shè)項(xiàng)目，位于百色水利樞紐庫區(qū)內(nèi),陽圩鎮(zhèn)華村東北約500m處，全長481m，架立于兩座山頭之間，跨越一個(gè)深谷。設(shè)計(jì)荷載：汽一20級，掛車一100級。橋梁主橋?yàn)?0+120+70m變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，橋墩為空心薄壁墩，其中5號墩壁厚0.55m，67號墩壁厚0.9m，墩柱最高91.26m,雙排(4根樁)挖孔樁承臺基礎(chǔ)；引橋?yàn)?40m預(yù)應(yīng)力砼先簡支后連續(xù)T梁，橋墩為空心薄壁墩，壁厚0.4m，單排(2根樁)挖孔樁承臺基礎(chǔ)；橋臺為重力式U型橋臺，明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。57號主墩設(shè)10m基礎(chǔ)過渡段墩身，墩身混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號為C40。該大橋墩身高度高，并且墩身施工受水庫蓄水期的影響，因此薄壁空心高墩施工是大橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面結(jié)合華村特大橋工程的特點(diǎn)，探討薄壁空心高墩施工技術(shù)。二、薄壁空心高墩的施工設(shè)計(jì) （一）垂直運(yùn)輸機(jī)械選擇華村特大橋高墩施工的突出問題是垂直運(yùn)輸。由于高度和地形的限制,一般履帶式或輪胎起重機(jī)均無法滿足其要求,所以選擇合適的起重機(jī)械尤其重要。考慮到該橋主墩高，混凝土、鋼筋用量大,且每個(gè)主墩相距70m以上,同時(shí)，為方便兩岸材料倒運(yùn)及上構(gòu)現(xiàn)澆施工的需要,在兩岸采用萬能桿件搭設(shè)落地支架,從45號墩至7號墩采用鋼絲索跨江拉通架設(shè)跨度210m的纜索便橋，在高墩施工時(shí)，以卷揚(yáng)機(jī)為動(dòng)力，利用安裝于支架上的小型門吊解決材料和小型構(gòu)件的垂直運(yùn)輸。 （二）支架、摸板的設(shè)計(jì) 混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆施工中模板工程費(fèi)用約占1/3，支拆用工量約占1/2，因此模板的選用、設(shè)計(jì)對節(jié)約材料，降低工程成本關(guān)系重大。高墩施工常用的施工技術(shù)有以下幾種： （1）搭設(shè)落地腳手架施工法。該施工方法由腳手、模板等組成，使用材料多，成本高，工期無法保證，同時(shí)受高墩施工高度的影響。 （2）滑模施工法?；Ｓ商嵘?、模板、工作平臺、提升系統(tǒng)組成，工期快，但必須耗用大量滑升支承桿材料和測量-施工定位的勁性骨架材料，成本較高，且由于該橋部分墩處于水中，施工組織困難。 （3）提升模板施工法。該施工方法施工控制容易，但也必須耗用大量的提升和施工定位用的勁性骨架材料，且施工速度較慢，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，工期不易把握。 （4）爬模施工法。該施工方法實(shí)現(xiàn)了節(jié)段施工流水作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，施工控制方便，但爬升結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，工序較繁瑣，成本也較高。 （5）翻模施工法，成本較低，但施工控制和安全保證較難。通過比較，結(jié)合華村特大橋工程施工特點(diǎn)和公司現(xiàn)有材料情況，且從降低成本出發(fā)，項(xiàng)目經(jīng)理部在傳統(tǒng)提升翻模技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改型，自行設(shè)計(jì)了提升托架翻轉(zhuǎn)模板，對高35m以上的27號墩墩身采用提升托架翻轉(zhuǎn)模板法進(jìn)行施工。提升托架翻轉(zhuǎn)模板體系主要由托架、模板系統(tǒng)兩部分組成，具體組成構(gòu)造見圖1和圖2。（1）提升托架由桁架和支架兩部分組成。桁架由貝雷梁拼裝而成，支架用鋼管搭設(shè)，固定在貝雷梁上，貝雷梁用螺栓固定在托梁上，托梁帽通過托鐵用螺栓固定在已澆筑好的墩柱上(墩柱在澆注前先預(yù)埋好特制螺母)。支架頂上安裝小型工作門吊，門吊用來吊裝墩柱模板、起吊和安裝鋼筋、澆注墩身混凝土等，支架上鋪設(shè)鋼板或木板，作為作業(yè)人員的工作平臺，在整個(gè)網(wǎng)架平臺周圍設(shè)密目安全網(wǎng)。（2）模板系面板采用大塊鋼模板，橫肋、豎肋采用槽鋼。施工時(shí)根據(jù)墩身的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行組拼成大塊模板。組拼模板高4m，分2個(gè)節(jié)段，每節(jié)長2m，每次澆筑2m，留2m作連接支承模，使每一節(jié)砼接縫平順。三、提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工要點(diǎn) （一）墩身施工流程（1）基礎(chǔ)段墩身施工。采用常規(guī)鋼管支架施工方法施工基礎(chǔ)段墩身。（2）首節(jié)模板安裝。在承臺或已澆注的10m墩身上測量放樣，用空中索道吊裝模板，人工輔助就位。根據(jù)墩身的位置尺寸拼裝托架翻模體系，先拼裝墩身一個(gè)面的外模，然后逐次將整個(gè)墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。外模板安裝后吊裝內(nèi)模板。拼裝完成后，經(jīng)驗(yàn)收合格，綁扎安裝墩身鋼筋，安裝墩身高度為6m施工模板，再利用支架和拉桿固定模板。（3）混凝土灌注。檢查驗(yàn)收鋼筋及模板安裝質(zhì)量合格后，澆筑第一節(jié)6m高墩身砼。在內(nèi)外模板和鋼筋之間安裝L混凝土灌注漏斗，混凝土在拌和樓集中拌和后通過卷揚(yáng)機(jī)送至內(nèi)施工平臺上，通過漏斗由人工鏟送入模?；炷敛捎盟椒謱庸嘧ⅲ繉雍穸?0cm左右，用插入式振搗器振搗，不要漏搗和過度振搗。（4）模板拆除及翻升。待砼達(dá)一定強(qiáng)度后，拆除底節(jié)2m墩身內(nèi)模板，向上提升至施工節(jié)段，進(jìn)行下一節(jié)2m墩身施工。墩身每澆筑8m，托架整體提升一次，每次提升8m。（5）按以上順序進(jìn)行墩身各節(jié)段施工，直至墩頂。 （二）提升系統(tǒng)提升程序提升托架翻轉(zhuǎn)模板提升系統(tǒng)由千頂、高壓油泵、千斤繩、連接線(千斤繩和鋼絞線連接)、鋼絞線、工具錨組成，提升主要由張拉千斤頂來完成。模板提升按如下程序進(jìn)行：（1）首先，把千斤頂繩固定在已澆筑完砼的墩柱頂受力鋼筋部，鋼絞線和千斤繩把千斤頂提起貼近托梁上弦，向千斤頂供油使千斤頂繩和鋼絞線初步拉緊，停止供油。（2）扭松托鐵與托梁的聯(lián)接螺栓，繼續(xù)向千斤頂供油，當(dāng)托梁離開托鐵1cm左右后停止供油，擰出托鐵固定螺栓。（3）繼續(xù)向千斤頂供油，頂完千斤頂行程，夾穩(wěn)工作錨夾片，千斤頂回程，此時(shí)托架由工具錨提著。（4）千斤頂回程后，再提起貼近托梁上弦，供油頂起托梁時(shí)，夾片自由松開，重復(fù)頂起托梁直至上升至托鐵錨固位置。錨固好托鐵于墩身上，擰緊聯(lián)接螺栓，至此完成一次提升過程，進(jìn)行下段墩柱的施工。在上述提升過程中，夾片由于多次重復(fù)使用，容易造成夾片磨損過大而導(dǎo)致滑牙。為加大托架提升的安全，在提升時(shí)使用手拉葫蘆協(xié)助千斤頂同步提升，提升過程中保持托架的平衡，距每個(gè)提升點(diǎn)同步上升。 （三）隔板的施工當(dāng)墩身施工到離隔板12m時(shí)，在墩身預(yù)埋構(gòu)件，當(dāng)施工到隔板位置時(shí)，利用預(yù)埋構(gòu)件拼裝托架，作為隔板施工的支承架，然后在托架上進(jìn)行隔板鋼筋綁扎、模板安裝?？招亩諆?nèi)模采用輕型鋼模，為使模板能順利拆出來，在澆隔板混凝土?xí)r，預(yù)留1個(gè)60cm50cm的預(yù)留孔，把內(nèi)模拆出來后，把鋼筋焊接上，再用吊板澆筑混凝土把隔板預(yù)留孔封住。四、薄壁空心墩的質(zhì)量控制 （一）薄壁空心墩的測量監(jiān)控措施 為確保高墩施工的質(zhì)量，在施工過程中，應(yīng)做好墩身的測量和監(jiān)控。提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工工藝測量控制墩柱斷面復(fù)雜，結(jié)合現(xiàn)有測量條件,利用三角高程法測定墩柱模板頂標(biāo)高,采用單測站極坐標(biāo)法結(jié)合量鋼尺法，控制墩柱模板主要角點(diǎn)的平面就位，使其滿足設(shè)計(jì)要求。一個(gè)墩柱每施工6m,采用雙測站極坐標(biāo)精確測定墩柱模板各主要點(diǎn)的平面位置，同時(shí)用懸掛鋼尺法精確測定墩柱模板頂?shù)臉?biāo)高，以此來檢核及修正三角高程。當(dāng)一節(jié)混凝土澆筑完成,要即刻對混凝土面的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,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)。 （1）在承臺施工前,首先放出墩身十字線，做好型鋼支架，將墩身預(yù)埋鋼筋準(zhǔn)確定位并確保在整個(gè)施工過程中墩身鋼筋不移位，不偏斜。 （2）在第一次立墩身模板時(shí)，采用平面坐標(biāo)法(與導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測)準(zhǔn)確測放出模板4個(gè)控制點(diǎn)的平面位置,采用三角高程法測放出模板頂面高程,然后利用鉛錘線測量模板的傾斜。 （3）以后每節(jié)段立模時(shí)均與第一次一樣測量控制放樣,而且還要對前一節(jié)段進(jìn)行竣工檢查（4）每次測量時(shí)間固定在溫度、陽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。（5）平面位置控制。將全站儀架于控制點(diǎn),用極坐標(biāo)法通過控制模板位置來控制墩柱平面位置。 （6）高程控制。在承臺上南北面各布設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)高程,基準(zhǔn)高程采用三角高程測量的方法從控制點(diǎn)用檢定鋼尺沿墩柱向上傳遞。（二）外觀質(zhì)量控制高墩施工由于多次立模，多次澆注，容易引起外觀質(zhì)量下降。為了提高外觀質(zhì)量，經(jīng)多次探索，施工中采取了以下措施：（1）針對混凝土泵送難，和易性差，顏色灰白的問題，施工中優(yōu)化了混凝土配合比，在保持原來配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術(shù)，增加適量粉煤灰和減水劑，這使得混凝土的顏色更均勻，和易性更好。（2）提高立模精度，采用玻璃膠或橡膠皮處理接縫，保證接縫嚴(yán)密。（3）夏季施工，由于氣溫較高盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時(shí)澆注混凝土，減小混凝土的坍落度損失。（4）混凝土澆完后，立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，拆模后用塑料薄膜包裹，進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)，同時(shí)避免上一節(jié)段墩身混凝土澆筑時(shí)污染已澆筑的下部墩身。（5）拆模