薄壁高墩墩身施工工藝

薄壁高墩墩身施工工藝中鐵*局*公司***[摘要]結(jié)合蘭臨高速公路西果園特大橋高墩的施工，對(duì)薄壁高墩翻模施工工藝進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述，側(cè)重介紹了模板翻升、支架操作、模板監(jiān)控、砼施工等。[關(guān)鍵詞]翻模、內(nèi)外支架、坐標(biāo)法、一般節(jié)段、監(jiān)控。西果園特大橋位于蘭州市西果園西南,分離式雙向四車道連續(xù)梁橋，全長(zhǎng)551.8米。該橋橋墩設(shè)計(jì)共13個(gè)，墩身高度超過(guò)50米以上的橋墩1個(gè)，40米-50米以上的橋墩共6個(gè)，30米-40米以上的橋墩共4個(gè)其他橋墩高度在30米以下。每個(gè)橋墩由2個(gè)墩柱組成，墩身采用翻模法施工。一墩身模板的翻升和支架操作工藝橋墩墩身設(shè)計(jì)為矩形等截面,外輪廓尺寸為6m(長(zhǎng))×2.5m(寬)，內(nèi)輪廓尺寸為4.4m（長(zhǎng)）×1.5m（寬）。墩身在承臺(tái)以上2.5米為實(shí)心段,其余均為空心段。橋墩壁厚分別為縱向0.5m、橫向0.7m。墩頂設(shè)蓋梁。施工時(shí)分實(shí)心段砼施工、一般節(jié)段施工。1.1實(shí)心段砼施工根據(jù)設(shè)計(jì)要求，第一次需要澆筑2.5ｍ實(shí)心段及至少2.0ｍ的空心段?？紤]到盡量減少施工縫以及模板的配置，決定首次澆筑9ｍ高的墩身。承臺(tái)施工完畢后，立即組織人員對(duì)混凝土接頭處進(jìn)行鑿毛處理。為了控制墩身的平面位置，在承臺(tái)上用坐標(biāo)法精確測(cè)出墩身四角的位置作為每次支立墩身模板的輪廓，確保墩身位置準(zhǔn)確。然后搭設(shè)對(duì)應(yīng)的內(nèi)外腳手架，準(zhǔn)備綁扎第一節(jié)段9.0ｍ高墩身的所有鋼筋。墩身內(nèi)側(cè)腳手架用碗扣式腳手架，外部腳手架采用碗扣式桿件或普通鋼管。鋼筋綁扎完畢經(jīng)檢查合格后可以開(kāi)始立模。立模前，若承臺(tái)表面不平整，在承臺(tái)頂面外模的位置鋪一層2cm左右的1:2找平砂漿，模板與找平砂漿之間安放10cm寬、5cm厚的海綿條防止漏漿。鋼模的支立采用塔吊配合，先支立外側(cè)模2塊，然后依次支立外側(cè)前后端模兩塊。模板使用鐵絲臨時(shí)固定在站立鋼筋上，模板之間用連接螺栓(φ22mm)連接。最后調(diào)整外側(cè)四塊模板的垂直度，擰緊連接螺栓。第一層外模支立完后，拼裝第二層3.0ｍ高的外側(cè)模兩塊、外端模兩塊，內(nèi)側(cè)安裝0.5ｍ+3.0ｍ內(nèi)模。此時(shí)因第二層內(nèi)模下部沒(méi)有支承點(diǎn)，采用2.5米高的鋼管8根、輔以橫向聯(lián)系臨時(shí)搭設(shè)在承臺(tái)上的平臺(tái)支承此0.5ｍ+3.0ｍ高的內(nèi)模。在實(shí)心段上部頂模內(nèi)預(yù)留60×60ｃｍ兩個(gè)人孔，以利于人員上下，方便振搗。內(nèi)外模之間用Φ22mm拉桿，按設(shè)計(jì)圖紙要求安裝就位，并調(diào)整垂直度。兩層模板之間塞入防止漏漿的2cm寬、0.5cm厚的海綿條。位置校正后安裝第一、第二層外模上的三角支架及安全欄桿，支架頂面鋪設(shè)5厘米厚腳手板，作為之后安放、拆除Φ22mm拉桿的工作平臺(tái)。檢查、調(diào)整所有模板的垂直度、空間位置及水平標(biāo)高。當(dāng)?shù)撞康谝弧⒌诙幽０逭{(diào)整就位后，安裝第三層模板，安裝順序同前。在外模上安裝三角支架，在三角支架頂面鋪設(shè)腳手板，在支架外側(cè)掛封閉的安全網(wǎng)，在支架頂部安裝鋼管扶手。全部安裝完畢后，再調(diào)整、檢查垂直度、模板的空間位置與水平標(biāo)高。之后在內(nèi)模頂部安裝縱橫梁，搭設(shè)澆筑砼的操作平臺(tái)。左右幅墩之間搭設(shè)腳手架，依附于已施工好的墩身節(jié)段面，腳手架內(nèi)安裝爬梯作為人員上下的通道。1.2一般節(jié)段施工第一節(jié)段9m混凝土澆筑完成后，當(dāng)本節(jié)段頂層混凝土強(qiáng)度達(dá)到3.0Mpa時(shí)，依次拆除本節(jié)段第一、第二層模板（3.0m+3.0m外模，0.5m+3.5m內(nèi)模）。拆模前，下層的內(nèi)外模均使用5.0噸的導(dǎo)鏈掛在上層模板上，然后松開(kāi)拉桿。模板拆除先外后內(nèi)，從下到上，先邊模后端模，拆除后放到地上，由專業(yè)人員進(jìn)行清理和修理。第二節(jié)段要綁扎的鋼筋高達(dá)9.0ｍ，搭設(shè)施工輔助腳手架來(lái)幫助綁扎鋼筋。外側(cè)腳手架支撐在外模上的工作平臺(tái)上，內(nèi)側(cè)腳手架支撐在內(nèi)模的橫帶上且保證有2.5米的嵌入，其他同第一節(jié)段的鋼筋綁扎。鋼筋的水平運(yùn)輸采用平板車，垂直運(yùn)輸采用塔式起重機(jī)。鋼筋綁扎時(shí)，確保鋼筋與腳手架的臨時(shí)固定，并用錘球檢查鋼筋定位是否準(zhǔn)確。本節(jié)段9m鋼筋綁扎完畢，首先施工本節(jié)段6.0m的墩身。主要施工順序依次為：拆除外側(cè)施工輔助腳手架立第二節(jié)段第一層側(cè)模端模、模板連接、校正垂直度立第二節(jié)段第二層側(cè)模、端模、模板連接、校正垂直度立第二節(jié)段第一層內(nèi)模立第二節(jié)段第二層內(nèi)模內(nèi)外模拉桿加固、安裝內(nèi)工作平臺(tái)、模板整體校正。由于三角支架可直接固定連接在墩身外模上，當(dāng)外模支立完畢后及時(shí)安裝外工作平臺(tái)。之后澆注墩身砼，砼強(qiáng)度達(dá)到3.0MPa以上時(shí)，拆除墩身表面最下層模板，拆模順序同前即先端模后側(cè)模。完成6.0m的墩身后，由于本節(jié)段9.0ｍ鋼筋仍有3.5～4.5ｍ露出砼表面，所以可直接施工本節(jié)段9.0ｍ中剩余的3ｍ。施工3ｍ節(jié)方法同6ｍ節(jié)工藝，這樣就完成了第二節(jié)段6m+3ｍ的施工。之后依次循環(huán)即綁扎9.0米鋼筋、澆筑6.0米混凝土、澆筑3.0米混凝土完成各個(gè)6m+3ｍ的施工。施工時(shí)墩柱間的腳手架隨已澆筑的墩身高度增加而增高，腳手架與已澆筑完的墩身及時(shí)連接,增加穩(wěn)定性。1.3施工工序流程圖如下：1）一次支立9米第一節(jié)段并灌注9米混凝土，詳見(jiàn)圖1.3.12)搭設(shè)第二節(jié)段內(nèi)外腳手架，綁扎第二節(jié)段9米段鋼筋，詳見(jiàn)圖1.3.23）拆除外側(cè)腳手架，支立第二節(jié)段9m第一層外模（3m），詳見(jiàn)圖1.3.34）支立第二節(jié)段9m第二層外模（3m），詳見(jiàn)圖1.3.45）拆除內(nèi)腳手架，支立第二節(jié)段第一層內(nèi)模（3m），詳見(jiàn)圖1.3.56）支立第二節(jié)段第二層內(nèi)模（3m），詳見(jiàn)圖1.3.67)澆注第二節(jié)段6m節(jié)段混凝土，詳見(jiàn)圖1.3.78)拆除最底層3m模板，依上順序支立、加固第二節(jié)段最后3m墩身，灌注混凝土，第二節(jié)段完成，詳見(jiàn)圖1.3.8圖1.3.1圖1.3.2圖1.3.3圖1.3.4圖1.3.5圖1.3.6圖1.3.7圖1.3.81.4主要機(jī)械設(shè)備表一臺(tái)塔吊配合時(shí)主要機(jī)械設(shè)備表見(jiàn)表1。表1序號(hào)名稱型號(hào)單位數(shù)量1塔吊QTZ50臺(tái)12倒鏈5噸臺(tái)43鋼筋鐓粗機(jī)臺(tái)14鋼筋切斷機(jī)臺(tái)15鋼筋彎曲機(jī)臺(tái)16振搗器50mm臺(tái)87施工用吊籃套28抽水機(jī)臺(tái)29發(fā)電機(jī)200KW臺(tái)110混凝土拌和機(jī)套111混凝土輸送泵臺(tái)112墩身之間腳手架套11.5一個(gè)塔吊配合時(shí)主要?jiǎng)诹M織見(jiàn)表2。表2序號(hào)工種人數(shù)1鋼筋班長(zhǎng)12木工班長(zhǎng)13混凝土作業(yè)班長(zhǎng)14塔吊司機(jī)25攪拌機(jī)司機(jī)26電工17信號(hào)員28領(lǐng)工員29鋼筋工810木工1011混凝土工1012機(jī)修工213普工6二、薄壁墩身混凝土的施工工藝及施工測(cè)量監(jiān)控2.1薄壁墩身混凝土的施工2.1對(duì)于含實(shí)心段的非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，直接一次性澆筑2.5m實(shí)心段和6.5m空心段。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段9.0m，依次澆注6.0m及3.0米。2.1墩身模板支立完成經(jīng)檢查合格后，認(rèn)真檢查結(jié)構(gòu)物幾何尺寸位置，檢查是否有必要預(yù)埋構(gòu)件，新舊砼接頭是否合理，檢查機(jī)具、電力配置。2.1通過(guò)工程實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)高墩使用的混凝土（泵送）Po42.5水泥用量為380～390Kg/m3,水灰比為0.5~0.52，坍落度為12~14cm（使用廣廈牌JF-3型減水劑）時(shí)效果較好，可以作為類似工程參考。2.1使用砼運(yùn)輸車運(yùn)輸混凝土至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土的垂直運(yùn)輸全部使用地泵泵送的方法。2.1混凝土澆注前，在墩身內(nèi)模上安裝砼工作平臺(tái)。砼工作平臺(tái)為梯形體，高約0.7米，用型鋼及鋼板焊接成整體，方便吊裝?；炷翝仓ㄟ^(guò)地泵管道輸先送到內(nèi)工作平臺(tái)上，然后由人工配合使用串筒或溜槽使砼入模。澆筑時(shí)盡量對(duì)稱澆筑。水平澆筑時(shí)，嚴(yán)格分層（0.3～0.5米/層）澆筑，分層振搗，均勻繞圈。澆筑時(shí)設(shè)專人用對(duì)講機(jī)統(tǒng)一指揮，灌注過(guò)程中及時(shí)檢查灌注速度和模板垂直度，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.150cm厚的薄壁墩身混凝土的澆筑比較困難，澆筑的過(guò)程中先后曾采用溜槽、安裝附著式振搗器等方法澆筑，效果不是很理想。最后專門挑選適宜上下50cm厚薄壁內(nèi)人員進(jìn)入墩身內(nèi)振搗、混凝土由串筒溜下的方法澆筑混凝土，混凝土的外觀質(zhì)量有了明顯的提高。2.2高墩墩身施工方法測(cè)量及監(jiān)控大橋墩身為空心薄壁高墩，最高墩高53.42m。每節(jié)模型為3m高的大塊鋼模，撓度變形很小，采用翻模法施工，由于墩高，翻模次數(shù)多，若采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法，很難保證墩身的中心位置和豎直度，從而使墩身產(chǎn)生傾斜和扭轉(zhuǎn)的不良后果，為此在施工放樣中采用坐標(biāo)控制墩身四角即三維空間定位法，施工過(guò)程中采用測(cè)量垂直度的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。模板拆除后，又及時(shí)進(jìn)行成品驗(yàn)收，取得良好的效果。2.2.1測(cè)量?jī)x器為日本產(chǎn)尼康DTM-531E型全站儀，測(cè)距精度為±（2+2ppm×D）mm，測(cè)角精度為2″。該全站儀經(jīng)甘肅省測(cè)繪質(zhì)量鑒定中心鑒定，合格。2.2.2沿大橋的兩側(cè)均勻部設(shè)若干導(dǎo)線樁，每個(gè)樁均為永久性水泥包木樁。利用全站儀與設(shè)計(jì)單位提供的國(guó)家四等導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)，經(jīng)平差滿足一級(jí)導(dǎo)線控制網(wǎng)的精度，符合橋墩施工測(cè)量、成品驗(yàn)收的要求。2.2.3《橋規(guī)》要求：墩身軸線偏位為10mm，豎直度為0.3％H且不大于20mm，為滿足施工精度要求，墩身四角坐標(biāo)誤差均控制在10mm以內(nèi)。2.2.4測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)X值向北為增大方向，向南為減小方向；Y值向東為增大方向，向西為減小方向，如下圖：Y（東）X（北）Y（東）X（北）本橋里程樁號(hào)正好由北向南逐漸增大，與測(cè)量坐標(biāo)系基本一致，模型調(diào)整數(shù)值即為實(shí)測(cè)坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)的差值?，F(xiàn)以1#墩左幅第一大節(jié)段（共3節(jié)，9m高）模型的調(diào)整來(lái)說(shuō)明。1#墩左幅墩身四角點(diǎn)號(hào)如下圖：臨洮（南）線路中線L1L2臨洮（南）線路中線L1L2L3L4點(diǎn)號(hào)實(shí)測(cè)坐標(biāo)（m）設(shè)計(jì)坐標(biāo)（m）誤差值（mm）XYXYXYL1189.781592.838189.774592.838+70L2189.779586.853189.778586.838+1+15L3187.289586.849187.278586.836+11+13L4187.270592.844187.274592.836-4+8由上表數(shù)據(jù)比較得出：L1點(diǎn)X要向南移7mm，Y不動(dòng)；L2點(diǎn)X要向南移1mm，Y要向西移15mm；L3點(diǎn)X要向南移11mm，Y要向西移13mm；L4點(diǎn)X要向北移4mm，Y要向西移8mm。用10T千斤頂在第一小節(jié)模型的底部頂起L4點(diǎn)，塞3mm墊片，結(jié)果L3點(diǎn)Y向西移，X不動(dòng)；L1點(diǎn)X向北移，Y不動(dòng)；L4點(diǎn)本身X向北Y向西有微小移動(dòng)。再頂起L1點(diǎn)，塞5mm墊片，結(jié)果L2點(diǎn)Y向西移，X不動(dòng)；L4點(diǎn)X向南移，Y不動(dòng)；L1點(diǎn)本身X向南Y向西有微小移動(dòng)。最后頂起L2點(diǎn)，塞2mm墊片，結(jié)果L3點(diǎn)X向南移，Y不動(dòng)；L1點(diǎn)Y向東移，X不動(dòng)；L2點(diǎn)本身X向南Y向東有微小移動(dòng)。模型調(diào)整完后，再用全站議測(cè)出墩身四角的坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)坐標(biāo)值對(duì)比如下表：點(diǎn)號(hào)實(shí)測(cè)坐標(biāo)（m）設(shè)計(jì)坐標(biāo)（m）誤差值（mm）XYXYXYL1189.779592.836189.774592.838+5-2L2189.777586.843189.778586.838-1+5L3187.284586.841187.278586.836+6+5L4187.267592.842187.274592.836-7+6由上表得出坐標(biāo)誤差值均在10mm以內(nèi)，然后用不同的后視點(diǎn)重新測(cè)一遍，結(jié)果一致，再用水平儀檢查模型頂四角的高程，高程差在5mm以內(nèi)。混凝土澆筑過(guò)程中，嚴(yán)格按技術(shù)交底沿墩身四周均勻分層澆圈，嚴(yán)格按模板設(shè)計(jì)時(shí)要求混凝土澆筑速度不大于1米高/小時(shí)?；炷翝仓^(guò)程中，使用1kg的錘球沿模板外側(cè)測(cè)量本節(jié)段的垂直度，指導(dǎo)澆筑順序。實(shí)踐證明，模板加固好后，模板自身在混凝土澆筑過(guò)程中垂直度變化極小，一般為3～7mm。1～4墩、11#墩、12#墩各墩抽檢一節(jié)模板在混凝土澆筑前后的四角坐標(biāo)對(duì)比結(jié)果合格。當(dāng)墩身依次循環(huán)至墩頂后，對(duì)墩頂墩身成品再用全站儀放出墩中心并掛線錘檢查傾斜度，結(jié)果中心