空心高墩內模施工技術課件

1、50m空心高墩內模施工技術中鐵二十局西南鐵路工程指揮部曹運祥、丁大有、趙崇科【摘要】結合南坪武關河特大橋空心墩施工，介紹了空心墩內翻模的設計、施工及利用內模支撐兼做作業(yè)平臺施工技術?！娟P鍵詞】內模 設計 施工技術一、工程概況西南鐵路南坪武關河特大橋DK222+968，全長520.14m，橋跨組成14×32m+2×24m，7#13#墩身設計為圓端形空心墩（見圖1），位于武關河主河道，最高墩身高50m，空心墩外壁坡率46:1，外坡率65:1，空心墩壁厚（頂部）50cm，全橋位于“S”型曲線上與312國道武關河公路橋立交，從312公路通行全橋盡收眼底，建成后將是該地一道美麗的風景

2、線?？招母叨帐┕さ亩丈砘炷敛捎昧隙反怪边\輸，自動翻料，空心墩內模采用弧板翻模施工，施工進度快，操作方便，為墩身混凝土內實外美奠定了良好基礎。二、內翻模設計思想本著節(jié)約資金、方便施工、加快進度等原則，考慮滑模、整體模板、翻模的利弊及本橋施工工期要求緊且空心墩集中在主河道等因素，由于空心墩內壁為65:1的變截面，內模設計還要考慮適用兩種類型空心墩（即用于直線段為1.7m的空心墩和用于曲線段為1.9 m的空心墩），因此設計思路為：1、因變截面，內?？紤]加工成小塊模板，且倒用。模板加工示意圖及組拼圖見圖2、圖3。2、內模支撐：直板部分每層內模設兩道內角鋼支撐，設置于距模頂（底）50cm處，角鋼支撐與

3、模板上焊接的固定連接角鋼間螺栓連接，連接孔位置考慮墩身收坡尺寸變化可任意調節(jié)。圓端弧板的支撐每半圓端每層設四道角鋼支撐；靠模板端加50m空心高墩內模施工技術中鐵二十局西南鐵路工程指揮部曹運祥、丁大有、趙崇科一、工程概況西南鐵路南坪武關河特大橋DK222+968，全長520.14m，橋跨組成14×32m+2×24m，7#13#墩身設計為圓端形空心墩（見圖1），位于武關河主河道，最高墩身高50m，空心墩外壁坡率46:1，外坡率65:1，空心墩壁厚（頂部）50cm，全橋位于“S”型曲線上與312國道武關河公路橋立交，從312公路通行全橋盡收眼底，建成后將是該地一道美麗的風景線?？?/p>

4、心高墩施工的墩身混凝土采用料斗垂直運輸，自動翻料，空心墩內模采用弧板翻模施工，施工進度快，操作方便，為墩身混凝土內實外美奠定了良好基礎。二、內翻模設計思想本著節(jié)約資金、方便施工、加快進度等原則，考慮滑模、整體模板、翻模的利弊及本橋施工工期要求緊且空心墩集中在主河道等因素，由于空心墩內壁為65:1的變截面，內模設計還要考慮適用兩種類型空心墩（即用于直線段為1.7m的空心墩和用于曲線段為1.9 m的空心墩），因此設計思路為：1、因變截面，內模考慮加工成小塊模板，且倒用。模板加工示意圖及組拼圖見圖2、圖3。2、內模支撐：直板部分每層內模設兩道內角鋼支撐，設置于距模頂（底）50cm處，角鋼支撐與模板上

5、焊接的固定連接角鋼間螺栓連接，連接孔位置考慮墩身收坡尺寸變化可任意調節(jié)。圓端弧板的支撐每半圓端每層設四道角鋼支撐；靠模板端加工一弧度支撐板，其弧半徑為墩頂內空設計弧半徑。將其用于墩頂下部任一位置時，弧度支撐板兩端與模板背間有一定的間隙，施工時用木楔楔緊即可。圓端弧板支撐的另一端與內模直板支撐中部用焊接的連接板螺栓連接。連接板與圓弧支撐螺栓孔考慮支撐長度的變化可任意調節(jié)。支撐系統(tǒng)圖見圖4。3、拆模腳手平臺：內模施工在無支架下進行，支撐系統(tǒng)上鋪竹架板或其它步板兼作支模的腳手平臺。內模拆除加工四個掛藍，掛藍掛在內模直板支撐角鋼上，掛藍上縱橫鋪木板作為懸空操作平臺，腳手掛藍隨內模的翻轉而提升。三、內模

6、施工1、施工順序：支內模直板安裝直板支撐支圓端弧模板安裝圓端弧模支撐并加固支相應節(jié)段外模，按此循環(huán)支模板盡量克服矩形的小折線影響而加工成小弧板；2、考慮模板可上下翻支、任意調換，從而節(jié)約板塊且不因內模的周轉影響工期；3、從施工方便角度考慮，有利操作靈活，提高操作效率上確定合適的板寬。綜合以上因素決定設計加工三套（每套7.5m）內翻模，可同時滿足三個墩身并列施工，不受模板倒用的時間影響；同時將內支架（作業(yè)平臺）與模板內支撐系統(tǒng)一并考慮，使內模施工能在無支架情況下順利施工，減少搭設內支架的人料浪費。此模板還將用于西南鐵路窯溝大橋35#空心墩身施工。四、模板的設計1、模板設計設計墩身尺寸：墩頂處內模

7、圓端直徑2.7m，直線段1.9m，尺寸詳見圖1。內模每節(jié)高度加工成與外模等高（1.5m），每套內模加工五節(jié)計7.5m。模板分基本板組和調節(jié)板組兩種；基本板組為墩身頂部五節(jié)模板，每層16塊固定弧板，固定弧板半徑采用相應空心段高度中部5節(jié)內模的設計弧半徑。采用此半徑在墩頂處弧矢比設計小4mm，墩身混凝土方量增加很小。直線段寬1.9m，每側加工兩塊1.5×0.95m固定模板。調節(jié)板組從墩頂下第二個五節(jié)板組開始，加工成小矩形板，弧長大于基本板的采用一塊基本板，不足的用調節(jié)板。調節(jié)矩形板的寬度全墩統(tǒng)一通用考慮，全墩上下立四節(jié)內外模板澆筑墩身混凝土安裝腳手平臺掛藍拆除內模板進入下一循環(huán)。2、支模

8、：每層內模支模順序：先直板后圓端弧板，圓端弧板從直板向圓端中部支立。兩側各1.9m直線段板之上后，安上直板支撐角鋼，根據(jù)墩縱橫軸線調節(jié)模板尺寸至設計位置，然后上緊支撐螺栓。圓端板全部扣上后，安裝圓端弧模支撐，調節(jié)模板尺寸并加固。內模板間隙用平海綿條處理，以免混凝土施工過程中漏漿造成混凝土表面麻面。內模支撐系統(tǒng)布置見圖5。3、拆模：內模拆除在混凝土強度達到5mpa時即可進行，每層內模拆除從圓端部分開始，拆除前先安裝（提升）腳手掛藍、鋪腳手平臺。在圓端弧板中，其中有一塊弧板兩縱向肋條加工成與面板與30。角以便順利脫模。拆除的模板人配合卷揚機提升頂節(jié)繼續(xù)進行下一循環(huán)。五、內模施工容易出現(xiàn)的問題及預防

9、措施1、因內模與外模同高，施工第一節(jié)空心墩時，內?；讘移?，使得第一節(jié)內模頂高程與外模相同且內模頂面水平。以免直板部分拉桿眼錯位和內模頂面不平造成下步內模施工偏差的積累。2、圓端部分弧板的支撐弧度板是采用墩頂內壁圓弧半徑加工的（考慮整個墩身適用），將其用于墩身下部任意位置時，弧度板兩端與內模間有一定的間隙，施工時要用木楔楔緊，確保圓端弧模支撐的穩(wěn)固。3、圓端弧模縱向兩肋條與面板弧弦成78.75。固定角，因內模上翻半徑在變化，在墩頂5節(jié)以下部分弧板肋條間有一定間隙，支內模時每塊內?？v向螺栓先不可擰緊，待半圓周全部支好后，調節(jié)內模至設計位置，再二次擰緊螺栓。支撐弧度板不能加固到的板縫用木楔加固，

10、保證內模的整體穩(wěn)定性。4、混凝土的澆筑沿空心墩四周對稱均勻進行，相對位置混凝土面高差不宜超過1m，以防混凝土振搗偏壓模板移位。六、體會1、采用此套內弧模施工，克服矩形內模的小折線的影響，內模間的錯臺控制在4mm內，接縫嚴密，每塊弧模的重量適宜，便于施工操作。2、利用內模支撐系統(tǒng)兼作腳手平臺，減少另外增加搭設腳手平臺的工序。施工安全可靠，為加快墩身施工速度創(chuàng)造條件。3、此種方案內模每墩只須加工7.5m高模板，費用較低，獨墩使用不受其它墩身施工的影響。武關河特大橋沉井施工技術中鐵二十局西南鐵路工程指揮部 曹運祥、李東科【摘要】通過西南鐵路南坪武關河特大橋沉井施工，介紹了成套沉井施工工藝、施工中容易

11、出現(xiàn)的問題、處理及預防措施，為同類基礎施工提供參考和借鑒。【關鍵詞】沉井 施工工藝 問題 措施橋基沉井法施工因其具有開挖土石方工程量小，對周圍土體及建筑物擾動小，基坑不用支護，井內施工安全，受地下水位影響小和施工中不需要很復雜的機械設備，在橋梁和工業(yè)建設實體深基礎中廣泛運用。我局施工的西南鐵路南坪武關河特大橋7#13#墩均為沉井基礎，設計沉井高度7m，外徑8.6m，C20混凝土井壁，該沉井基礎均位淺水河灘，平均水深50cm，施工中各項指標均得到很好控制?，F(xiàn)將沉井施工工藝、施工中容易出現(xiàn)的問題及處理、預防措施作以介紹。一、沉井施工準備施工準備主要包括：1、制定施工方案：根據(jù)工程地質結構及施工現(xiàn)場

12、的具體情況、地質水文情況、施工設備性能、技術的可靠性來編制切實可行的施工方案或施工技術大綱，正確指導施工，保證工程的順利進行。2、沉井地基的處理：松軟基上進行沉井制作，如淤泥地段，應先對地基進行處理，以防止由于不均勻沉降而引起井身偏斜或開裂。3、按沉井平面設置測量控制網(wǎng)，進行找平放線，并布置水準基點和沉降觀測點，以備定期沉降觀測。施工程序為：平整場地沉井基座處理制作第一節(jié)沉井拆除刃腳及內外壁模板挖土下沉沉井接高地基檢驗及處理封底、填充井孔與頂蓋。二、沉井預制基座處理基座處理是現(xiàn)場預制沉井的關鍵，要求基底土層密實、均勻，不發(fā)生在預制過程中出現(xiàn)不均勻沉降。傳統(tǒng)的施工方法是刃腳下鋪墊木，以增加承壓面

13、減少地基的沉降，因其施工煩瑣、抽墊木困難等在現(xiàn)實施工中很少被采用。針對本橋的淺水河灘，對沉井預制基座我們采用了夯填砂墊層和粘土層的辦法。具體是：先筑堵水圍堰，其半徑比沉井外壁半徑至少大2m，夯填砂礫層至水位面以上20cm，減少水的毛細上升；然后夯填50cm厚粘土層增加承壓均勻性，在粘土層表現(xiàn)抹3cm砂漿面，以利表面的排水。（見圖1）三、沉井制作1、首先在處理好基底上實放基礎中心，在刃腳位置放上刃腳鋼板（或角鐵），綁扎鋼筋，豎立內模，刃腳內斜面錐模根據(jù)周轉次數(shù)可加工成定型鋼模，而斜面錐模的支撐是沉重的關鍵，施工是在支撐下部環(huán)向鋪墊木，用馬蹄楔楔緊，以增加承壓受力面積，見圖2。沉井外模要求平滑，以

14、利下沉，采用小塊組合鋼模板，待外模支好并調至設計尺寸位置，沿外壁圓周用16筋配緊線器箍緊（或用可調桁架加固），豎向間距50cm，以增加模板的剛度和穩(wěn)定性，以免發(fā)生撓曲變形。2、澆筑砼：首先澆筑前應對支架、模板、鋼筋和預埋件進行檢查，模板如有縫隙應堵塞嚴密，內側應涂脫模劑。其次，混凝土應按一定厚度，對稱、分層澆筑，在下層砼初凝前或重產(chǎn)塑前澆筑完畢上層砼。采用插入式振搗器振搗，砼分層澆筑厚度控制在30cm左右。3、混凝土達到設計強度25%時，即可拆除內外側模；達到設計強度75%時，可拆除刃腳斜面模板。刃腳斜面模板拆除時要對稱進行，以免拆除刃腳斜面模板過程中沉井偏斜。四、沉井下沉當混凝土達到上述強度

15、后，按上述原則拆除刃腳斜面模板，即可下沉。本工程沉井基礎采用抽水下沉，每沉井配一臺150水泵，扒桿提升土石，井孔內挖土要均勻，一般情況下高差不超過50cm，采用鍋形挖土自重破土下沉方式，挖方由井中間分層、對稱、均勻向四周開挖，在刃腳處留下1.2m寬臺階，然后臺階用人工分層切削，直至下沉。從井孔挖出的土石應卸至遠離沉井的地方或卸至河床較深的一側，以防對沉井產(chǎn)生單向側壓力，導致沉井傾斜。抽水機管出水口應引至地勢較低的一側，并保證排水暢通，避免造成水流循環(huán)增大水壓發(fā)生流砂。沉井下沉進程中，要經(jīng)常檢查沉井的平面位置和垂直度，有偏斜就要及時糾正，否則下沉愈深，糾偏愈困難。挖土下沉進程應注意以下問題：1、

16、沉井下沉過程中應隨時掌握土（石）層情況，做好下沉觀測記錄，分析和檢驗土的阻力與沉井重力的關系，選用最有利的下沉辦法。2、下沉時應隨時注意正拉，保持垂直下沉，至少每下沉1米檢查一次，當沉井入土深度尚未超過平面最小尺寸的1.52.0倍時，最易出現(xiàn)偏斜，應注意糾正。測量控制與觀測辦法：在沉井外部地面和沉井頂部設縱橫十字中心控制線和水準基點，用經(jīng)緯儀和水準儀進行位置和標高測量，另外在井內壁4等分標出鉛垂線，各吊一個線錘，對準下面的標板。當線錘離向鉛垂線達到50cm時，或四面標高不一致時應立即糾正。3、下沉到設計標高以上2m左右時，應適當放慢下沉速度、控制井內除土量和除土位置，以使沉井平穩(wěn)下沉，正確就位

17、。4、采用抽水下沉時，安全問題是特別需要重視的，一要有防“涌砂”措施；二是要有防井頭土石下落傷人的措施；三是要有防突然停電水淹抽水機的措施和確保開關漏電保護措施。五、沉井接高第一節(jié)沉井下沉至距地在還剩12m時，應停止挖土，接筑前應使第一節(jié)沉井位置正直，表現(xiàn)水平凹縫內清理干凈，然后立模澆筑砼，待砼強度達到設計要求后再拆模繼續(xù)挖土下沉。沉井接高時應注意以下問題：首先，沉井接高應盡量糾正傾斜，接高各節(jié)的豎向中軸線與前一節(jié)的中軸線重合。其次，接高沉井的模板不得直接支承在地表上，并應預防沉井接高后使模板與地面接觸。再次，為防止沉井接高時急劇下沉發(fā)生傾斜，接高前不得將刃腳下的土體掏空，接高加重應對稱、均勻

18、地進行。六、沉井封底、填充井孔及澆筑井蓋當沉井沉至設計標高后，應檢驗基底的標高、地質情況、平面尺寸和基底承載力，有關尺寸應在誤差允許范圍內，地基經(jīng)檢驗及處理合乎要求后應立即封底。宜盡可能在排水情況進行（干封），若涌水量大（滲水量上升速度6mm/min）抽干水有困難，用水下灌注砼方法。導管的數(shù)量根據(jù)砼的攤鋪數(shù)量確定。因沉井底面較大，當現(xiàn)場第一斗砼備料有限時，可在沉井底做一“錐形坑”，坑深0.5m，上口半徑0.5m，將導管下口放入錐口底30cm，確保第一斗砼灌下后導管下口埋入砼中，待封底砼達到一定強度后（一般達到5mpa）后方可將水抽干，然后填心和蓋板施工。七、沉井下沉過程中遇到的問題及處理本橋沉

19、井施工過程中發(fā)生了井內流砂、井外壁巖石卡殼等造成沉井傾斜，同時在巖層段出現(xiàn)下沉困難的問題。1、沉井發(fā)生傾斜的處理首先應找出偏斜的原因，結合本橋施工情況，除挖土不均勻外，造成偏斜的原因有以下幾種：（1）基底土層軟硬不均；（2）井內發(fā)生流砂、沉井突然發(fā)生下沉；（3）刃腳突然遇到障礙物（如孤石、鋼件等）而未及時發(fā)生；（4）沉井四周個別地方荷載不均勻。其次，對沉井發(fā)生傾斜應立即予以糾正，糾正的方案采用以下幾種：（1）采用沉井內偏挖土糾偏：這是最基本的糾偏方法，即在刃腳較高的一側挖土（必要時在較低的一側加支撐或回填砂礫），偏挖高側刃腳下的土，使其失去支撐能力，見圖3，這樣就形成了以沉井自重G為主動力，以支撐點為A為轉動中心的轉動力矩，從而使其高側刃腳由B向低處B運動，達到新的平衡。采用此種辦法還可以糾正沉井的水平位移或既偏斜又有水平位移。但當沉井下較深或沉井側面土較堅實時，由于側面土的阻力較大，采用此種辦法難以收到較好的效果。（2）井頂施加外力糾偏當沉井入較深時，由于側面土的阻力較大，見圖4，雖然高側刃腳下A處已懸空，但由于土壓力F及井壁磨阻力F的存在，使沉井難以繞支點B轉動，因而A點也不易下沉。為消除約束反力F、F所引起的約束力矩，可在井頂施加水平力或豎向力，利用這些力和自重的轉動力矩一起抵消約束力矩，達到糾偏