山区空心薄壁墩施工技术

白子斌

1 工程概况

银珠河大桥位于安徽省岳西县黄尾镇阔滩村,该地区位于大别山腹地,群山环绕,地形复杂,地势陡峭,起伏非常大。该桥为左右线分离式,跨径组合为:左线3×30+(45+8×30+45)+8×30,右线(45+3×80+45)+7×30,主跨为变截面预应力混凝土连续—刚构,主墩为矩形空心薄壁墩(单室等截面),墩身混凝土强度等级为C40,墩身外形尺寸为650×400,左右线主墩并列布置,共8个墩,最高墩为43m,最低墩为21.5m。墩位分别位于沟谷中、银珠河河滩内及半山坡上,施工难度大。

2 施工方法及施工工艺

2.1 施工方法

墩身内外采用翻模施工,外模采用大块钢模板,内模采用竹胶板或木板(一侧刨光),每节模板高度为1.5m,每次灌注不得少于3.0m。即先绑扎钢筋立模,施工墩身底座实心混凝土,待混凝土浇筑完毕终凝后,再绑扎钢筋立内外模(翻升高度2倍),待混凝土浇筑完毕终凝后,再绑扎第4,第5层钢筋,拆除底座外模和第二节模板,并将底座外模和第二节模板翻升至第4,第5层,以后每次浇筑3 m高度混凝土,形成钢筋绑扎、拆模、翻升立模、测量定位、接长泵送管道、浇筑混凝土、养生和标高复核的循环作业,直至达到设计高度。

2.2 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

2.3 设备机具配置

1)塔吊基础应按厂家的图纸进行施工,保证不出任何问题。2)塔吊高度超过25 m时,必须在塔吊中部设置附着加固,附着采用在墩身施工过程中预埋构件后,用附着杆与构件焊接或螺杆连接。3)脚手架搭设时采用扣件连接,立杆间距为100cm,步距为120cm,横杆间距为100cm,人行脚手架靠墩身侧必须与墩身附着固定,确保稳定。4)半山坡上的墩身在施工过程中应和河滩中内的墩身同步考虑预埋构件,保证索道满足施工。

2.4 模板设计与加工

模板的设计保证模板有足够的刚度,以保证一次浇筑3 m～4.5 m高混凝土。每节模板均设置工作平台(宽度1 m),利用角钢焊接在模板竖肋上,与模板形成整体,工作平台上铺2cm厚木板,外侧工作平台沿周边设立0.8 m高防护栏杆并挂800目安全网,供操作人员作业、行走,存放小型机具。

2.5 绑扎钢筋、立内外模板、拆模

在基顶面设计位置开始绑扎钢筋,钢筋绑扎完毕后,安装底座模板,并检查模板垂直度及模板边线是否与墩身设计位置吻合。

对已加工好的大块钢模进行试拼,检查模板加工精度、拼装精度是否达到设计要求。利用全站仪恢复承台纵、横中线,利用水准仪确定标高,根据承台中心放出墩身边线,确定立模位置。

拆模时,先拆除对拉拉杆,再拆除法兰螺栓(每块模板连接处保留 2个～3个不拆)。用塔吊(葫芦)吊住模板,依次拆除模板连接处螺栓,将模板吊(放)至地面修整,拆倒数第二块模板前,用葫芦将最后一块模板吊住,防止出现意外情况,检查最后一块模板的对拉杆确认安全可靠,进行下步工序。

2.6 混凝土浇筑

混凝土采用泵送。塔吊离墩身较近的(不超过5 m),泵管利用塔吊附着至工作面;混凝土对称四周均匀灌注,泵管头接软式管。混凝土每层浇筑厚度为30cm,混凝土振捣直接从顶口放入插入式振动棒振捣,观察混凝土振捣质量(夜间浇筑时墩身四周设置若干碘钨灯)。浇筑完毕后及时养生,待混凝土强度达到2.5 MPa后,人工清除浮浆,凿毛混凝土表面。

2.7 隔板及墩顶部位

当墩身施工到离隔板1 m时,在墩身预埋构件,当施工到隔板位置时,利用预埋构件拼装托架,作为隔板施工的支承架,然后在托架上进行隔板钢筋绑扎、模板安装。

墩身施工至距离墩顶实心段1 m时,同样在墩身内壁预埋构件,当施工到实心段位置时,利用预埋构件拼装托架,作为墩顶施工的支承架,然后在托架上进行墩顶钢筋绑扎、模板安装。内模采用木模或竹胶板,为保证墩顶部位质量,混凝土一次浇筑完成。

3 墩身质量控制

3.1 测量监控措施

1)在承台施工前,首先放出墩身十字线,做好型钢支架,将墩身预埋钢筋准确定位并确保在整个施工过程中墩身钢筋不移位、不偏斜。2)在第一次立墩身模板时,采用平面坐标法(与导线点联测)准确测放出模板4个控制点的平面位置,采用三角高程法测放出模板顶面高程,然后利用铅垂线测量模板的倾斜。3)以后每节段立模时均与第一次一样测量控制放样,而且还要对前一节段进行竣工检查。4)每次测量时间尽量固定在温度、阳光等气候因素影响较小的每天早上9:00以前或下午4:00以后进行。5)平面位置控制。将全站仪架于控制点,用极坐标法通过控制模板位置控制墩柱平面位置。6)高程控制。在承台上墩身两侧各布设两个水准点作为基准高程,基准高程采用三角高程测量的方法从控制点用检定钢尺沿墩柱向上传递。

3.2 外观质量控制

1)优化混凝土配合比,在保持原来配合比、坍落度的前提下,采用增加高效减水剂,混凝土浇筑过程中专人负责振捣,确保不漏振、过振。2)提高立模精度,采用玻璃胶或橡胶皮处理接缝,保证接缝严密,每节浇筑混凝土保持在同一个水平面,表面凿毛后将与模板接触部位清理干净,确保模板缝平直,无错台。3)夏季施工,由于气温较高尽可能安排在下午或夜晚温度较低时浇筑混凝土,减小混凝土的坍落度损失。4)混凝土浇筑完后,立即进行覆盖养护,拆模后用塑料薄膜包裹,进行湿润养护,同时避免上一节段墩身混凝土浇筑时污染已浇筑的下部墩身。5)拆模后及时修复表面缺陷,保证墩身颜色一致,棱角分明,并及时检查模板是否存在变形,以便及时校正;清理模板表面,均匀涂抹脱模剂备用。

4 安全措施

1)参加墩身施工的作业人员,事先必须检查身体,有精神病、高血压、心脏病患者、聋哑人、恐高症的人员不得参与施工作业。2)进行安全教育。建立健全各项规章制度,加强岗位责任制。严格施工纪律,严格按照操作规程作业。高空作业人员作业时必须佩戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳。3)工作面挂安全网,墩下便道应搭设防护棚。定期检查脚手架扣件、工作平台栏杆、人行走道板是否牢固,发现问题及时整改。4)遇到暴雨、雷电及6级以上大风时,应停止施工并切断电源,保护好各种设备。5)未经现场主管批准,任何人不得顶岗、跨岗作业。6)塔吊司机要经培训考核,持证上岗,作业时要有专人指挥,禁止超负荷起吊。定期检查塔吊钢丝绳、卡环、附着杆,如有损坏应及时更换。

5 结语

空心薄壁墩的施工方法很多,根据现场情况制定合适的施工方法非常重要,模板、提升设备是否适用,工艺、工序是否合理,直接决定了施工的进度、质量、安全和效益。

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]郭发忠.桥涵工程[M].第2版.北京:人民交通出版社,2009.

[3]王 丽.矩形薄壁空心墩翻模施工[J].山西建筑,2008,34(28):341-342.