摘要：本文基于筆者多年從事高速鐵路土建工程施工的工作經(jīng)驗(yàn)，以某特大橋橋墩施工為研究對象，結(jié)合某高速鐵路特大橋3＃墩31.5米、7＃墩39m薄壁高墩的施工，研究探討了空心薄壁高墩施工方案選定、模板設(shè)計(jì)、混凝土的施工、高墩控制測量、混凝土外觀質(zhì)量控制措施，全文是筆者基于工程背景實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：空心高墩 薄壁施工技術(shù)

中圖分類號：TB21文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X(2012)03(b)-0000-00

1 工程概況

某高速鐵路特大橋全長1084.70m，橋中心里程DK171+780.36位于，位于R＝8000m的圓曲線上；全橋均在+6‰坡道上。孔跨布置為：20-32m+1-24m+12-32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁。該橋3#墩墩高31.5米，采用鉆孔樁基礎(chǔ)；7#墩墩高39米，采用臺階式擴(kuò)大基礎(chǔ)；墩身為變截面空心墩，壁厚50cm。橋址區(qū)為剝蝕低山及山間谷地，山谷洼地主要為旱地及梯形水田，海拔在161～200m，相對高差40m左右；洼地兩側(cè)山體主要為杉樹林，植被發(fā)育較好；地表水主要由大氣降水補(bǔ)給;地下水主要為孔隙潛水，整體水位埋深較深，一般為3.5-13.2m，山谷稍淺，水量不大，地下水和地表水對鋼筋混凝土均無侵蝕性。

2 總體施工方案

由于橋址區(qū)屬剝蝕低山及山間谷地地貌，地面起伏相對不大，施工條件相對惡劣，這就要求施工方案必須解決垂直運(yùn)輸、水平運(yùn)輸、混凝土輸送、支架模板等問題。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及工期要求，對各種施工方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，采用移挖作填盡量根據(jù)現(xiàn)場地形順橋修建一條施工便道，即滿足各墩的施工需要，又解決了材料的運(yùn)輸問題，保證了工期。垂直運(yùn)輸方面，因全橋除2#墩高23米，3#墩高31.5米、4#墩高21.5米、6#墩高30.5米、7#墩高39米、8#墩高25.5米、9#墩高26米，其他墩高均在10米以內(nèi)，故采取在3#墩處及7#墩處設(shè)置塔式吊機(jī)各一臺，其他墩臺施工采用汽車吊施工。根據(jù)現(xiàn)場地形在28#墩及15#墩處設(shè)置混凝土攪拌站及鋼筋加工廠一處，混凝土的輸送采用HBT60C-1413DⅢ型拖式混凝土輸送泵，另外配合2輛6立方混凝土罐車。人員的施工作業(yè)通道：3＃、7＃墩利用塔式吊機(jī)內(nèi)鐵梯上下，其他墩身施工充分利用墩身內(nèi)檢查梯進(jìn)行上下，確保人員的施工安全。模板方面：在施工準(zhǔn)備期間，擬定了整體模板和翻模兩種施工方案。整體配套設(shè)備較多，模板投入大；施工機(jī)具投入大；自重大；混凝土外觀質(zhì)量差，施工糾偏困難；翻模配套設(shè)備較少，施工機(jī)具投入小；模板剛度要求低，自重小；混凝土外觀質(zhì)量容易控制，可以連續(xù)或間斷施工，考錄與其他特大橋橋墩截面一致，圓端模按照最高的墩進(jìn)行整體加工，施工糾偏容易，故在施工中選擇了翻模施工。

3 墩柱模板設(shè)計(jì)

根據(jù)該工程特點(diǎn)及施工要求，經(jīng)過策劃，在充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的后，采用翻模施工，墩身模板分圓端模、平板模、托盤及頂帽，圓端模又分為托盤底口調(diào)整節(jié)、墩柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和墩底非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等幾種形式，且相互間配套使用。采用纜索吊提升墩身模板進(jìn)行循環(huán)施工，外模板均設(shè)操作平臺（含扶手），操作平臺支撐于模板的橫肋上，操作平臺隨模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)一起提升，施工人員在操作平臺上進(jìn)行模板安拆、加固、鋼筋安裝、混凝土施工等。

通過計(jì)算，模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度為2.0米，非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)根據(jù)橋墩高度計(jì)算高度為1.5米、1.0米、0.5米3種。內(nèi)外模板的面板采用6mm鋼板，吊鉤采用直徑20mm圓鋼，上下邊框?yàn)?6mm鋼板、左右邊框?yàn)?2mm鋼板，豎向及豎向龍骨選用12#槽鋼，背楞用14#槽鋼連接（用直徑32mm對拉螺栓加固），模板與模板間用M18×60螺栓連接，模板間采用子母口連接，大小為凸5mm凹3mm。內(nèi)外模板通過直徑20mm對拉桿連接，在穩(wěn)定性方面主要通過拉桿的抗剪、混凝土與模板的粘結(jié)力、模板的整體受力及墩身收坡來保證整個模板的穩(wěn)定性。外模操作平臺采用50×505×5角鋼焊接成托架，通過牛腿處直徑20mm的圓鋼固定于外側(cè)模橫肋上（橫肋設(shè)預(yù)留孔），每個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外模安裝一套，在托架位置外連續(xù)鋪設(shè)，在墩身周圈形成貫通通道，并在外模與與塔式吊機(jī)間安裝人員通道。在托架頂面滿鋪5cm厚木板，供施工人員作業(yè)、存放小型機(jī)具。內(nèi)模板中間施工平臺采用Ф50鋼管搭設(shè)一施工平臺，滿鋪5cm厚木板，并與模板連接，同時采用鋼絲繩打保險(xiǎn)，確保平臺安全。墩身內(nèi)平臺利用纜索吊隨著模板的爬升一起上升。

4 混凝土施工

由于工程處在山區(qū)，混凝土水平輸送距離最遠(yuǎn)達(dá)到300米，垂直距離高達(dá)50米，這對混凝土的和易性要求較高，因此混凝土施工是本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)。工地附近河砂較為充足，能夠滿足施工需要，但是地方所產(chǎn)碎石質(zhì)量相對較差，主要是石粉含量比較大，石粉含量高，吸水量就會相應(yīng)增加，這就要求增加用水量，水灰比變大，混凝土的強(qiáng)度就會下降。

針對以上問題，在考慮技術(shù)可行及經(jīng)濟(jì)合理后，通過多次的混凝土配合比試驗(yàn)，采用了以下針對措施解決泵送混凝土問題：1、粗骨料采用連續(xù)級配，確?；炷良壟涞母雍侠?。2、加入Ⅰ級粉煤灰作為混凝土摻和料，降低泵送阻力，提高細(xì)骨料中細(xì)顆粒組分。同時減少水泥用量，降低混凝土水化熱，減少因水化熱過大產(chǎn)生混凝土裂縫，并降低混凝土成本。3、加入高效緩凝減水劑，降低水灰比，防止混凝土裂縫，保證強(qiáng)度，增加可泵性。水灰比控制在0.4～0.6之間。

在施工過程中，為了確?；炷临|(zhì)量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：(1)施工前對混凝土所需原材料進(jìn)行實(shí)地考察，嚴(yán)格按照配合比要求對原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢查，保證原材料合格；碎石采用硬質(zhì)巖石灰?guī)r打制的碎石，石粉含量較大的碎石進(jìn)行沖洗；外加劑選用上海格雷斯ADVA-152型，并經(jīng)檢驗(yàn)合格；墩身混凝土使用同一廠家、同品種、同強(qiáng)度等級水泥、同品種脫模劑，以保持混凝土外觀顏色一致。(2)嚴(yán)格按配合比施工，每次開盤前對現(xiàn)場砂石料進(jìn)行含水量測定，以對理論配合比調(diào)整，確定合理的施工配合比。水泥、砂、碎石、水、粉煤灰、減水劑計(jì)量采用自動計(jì)量設(shè)備，混凝土中水泥、粉煤灰每盤稱量偏差控制在±1％之內(nèi)，粗、細(xì)骨料控制在±2％之內(nèi)，外加劑與拌和用水控制在±1％之內(nèi)。 (3)嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時間，控制在180s分鐘左右(4)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)與入模的坍落度，坍落度控制在180mm～ 220mm之間，不滿足要求的混凝土嚴(yán)禁使用。(5)混凝土入模時對混凝土溫度與鄰接介質(zhì)溫度進(jìn)行測量，保證溫差不大于20℃。（6）對混凝土的含氣量進(jìn)行測定，含氣量控制在≥4.0％。

5 高墩控制測量

高墩的控制測量與施工監(jiān)測主要從墩中心定位、高程、垂直度測量三個方面加以考慮；施工監(jiān)測主要從墩的沉陷觀測、位移觀測、傾斜和扭轉(zhuǎn)觀測三方面考慮。因此必須提高測量放線的精度，同時施工前后及施工過程中復(fù)核好墩身軸線位置及標(biāo)高。標(biāo)高測量至每層模板的頂口，根據(jù)不同的標(biāo)高計(jì)算出所對應(yīng)的墩身截面尺寸，用以檢驗(yàn)和控制模板的截面尺寸及坡度。

測量措施：(1)組建精干的精測小組專門負(fù)責(zé)墩身的測量工作，配備先進(jìn)的測量儀器，確保墩身的線形控制。我們購置了價值十二萬的拓普康6002C型及拓普康701型全站儀。(2)為了防止儀器誤差導(dǎo)致墩身偏斜，每煩一模必須用全站儀測設(shè)中心點(diǎn)與鉛直儀校核一次，并對墩身截面尺寸進(jìn)行一次復(fù)測以確保墩身的幾何尺寸準(zhǔn)確。(3)堅(jiān)持墩身中線的復(fù)測和墩身截面尺寸的測量檢查制度。(4)實(shí)行測量換手復(fù)核，對同一部位測量堅(jiān)持兩個人兩臺儀器獨(dú)立測量復(fù)核。(5)對于測量內(nèi)業(yè)，我們嚴(yán)格執(zhí)行復(fù)核制度。測量資料復(fù)核無誤后，報(bào)監(jiān)理工程師審查認(rèn)可，方可用于施工。(6)每次測量時，對氣壓、溫度進(jìn)行測定并輸入儀器，減少誤差。

空心墩的測量、監(jiān)控過程：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，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。（5）每次測量時間固定在溫度、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。（6）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。（7）高程控制。在承臺上南北面各布設(shè)兩個水準(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。

6 混凝土外觀質(zhì)量控制

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）采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。（2）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。（3）混凝土應(yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆注，每層30cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動間距不超過振動器作用半徑的1．5倍；與側(cè)模應(yīng)保持5—10cm 的距離；插入下層混凝土5—10cm；操作嚴(yán)格遵守快插慢拔要求，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。

7 結(jié)語

在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。在技術(shù)上對方案進(jìn)行謹(jǐn)慎分析比較，高空、立體、平行、交叉作業(yè)才有可靠保證。特大橋采用提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工是一種新的，切實(shí)可行的施工工藝，它特別適用于跨度較大、地形條件比較復(fù)雜，大型機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)場施工的地方，它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安全等特點(diǎn)。實(shí)踐表明，提升托架翻轉(zhuǎn)模板在薄壁空心高墩施工中是切實(shí)可行的，可進(jìn)一步的推廣到其它橋梁高墩施工中。

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