畢志軍
(貴州城基暢通建設(shè)工程有限公司,貴陽550008)
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)快速發(fā)展,高速公路橋梁建設(shè)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇,同時也取得了一系列令世界矚目的卓越成就。如何在高速公路橋梁施工中有效運用高墩施工技術(shù)提高施工質(zhì)量,成為業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的課題之一。基于此,本文針對高墩施工技術(shù)特點及關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制要點,結(jié)合多個項目實踐經(jīng)驗,分別從鋼筋工程、混凝土工程、誤差控制及檢驗等多方面分析總結(jié),望有助于提高施工質(zhì)量。
當(dāng)前,社會機(jī)動車保有量逐年增加,交通運輸行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛,公路貨運量與客運量始終保持快速增長態(tài)勢,這對于高速公路橋梁的安全性與耐久性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和考驗,同時也推動著高速公路橋梁建設(shè)向著規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。近年來,山區(qū)高速公路的迅猛發(fā)展,使得高墩在工程實踐中得以廣泛應(yīng)用,取得了一系列建設(shè)成果,積累了大量豐富而寶貴的實踐經(jīng)驗【1】。高墩施工技術(shù)從誕生到現(xiàn)在,經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜的發(fā)展歷程,盡管部分情況下面臨著較高的施工難度,但目前該施工技術(shù)基礎(chǔ)理論框架基本成型,工程實踐進(jìn)入成熟階段。在當(dāng)前高速公路橋梁建設(shè)新形勢下,有效運用高墩施工技術(shù),不斷提高橋梁施工質(zhì)量,具有極為深刻的現(xiàn)實意義。
目前,規(guī)范中并沒有對高墩作出明確界定,公路工程中一般將墩高超過40m的墩柱定義為高墩,截面形式多為矩形。高墩混凝土方量較大,需分節(jié)澆筑,單節(jié)澆筑高度6m,理想工效1m/d,施工工期較長。此外,高墩施工受機(jī)械設(shè)備性能、周圍環(huán)境、施工人員素質(zhì)等因素影響,施工工期可能更長【2,3】。
隨著高速公路橋梁工程的大力發(fā)展,因施工質(zhì)量不滿足規(guī)范要求而拉斷墩柱的事故屢見不鮮。為此,近年來,國家相關(guān)部門高度重視高速公路橋梁建設(shè)質(zhì)量,相繼制定并實施了一系列重大方針政策及工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,為提高工程質(zhì)量提供了基本依據(jù)。高墩在高速公路橋梁工程中具有關(guān)鍵性作用,高墩質(zhì)量的好壞直接決定著橋梁整體安全性與耐久性,假如高墩結(jié)構(gòu)的某一細(xì)部節(jié)點存在潛在的安全與質(zhì)量問題,均會對整座橋梁構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,高墩施工有著很高的施工質(zhì)量要求,必須采取有效技術(shù)措施,嚴(yán)控高墩施工質(zhì)量。
高墩施工時間長,工序繁多,所需施工材料和機(jī)械設(shè)備較多,對施工人員素質(zhì)和工程建設(shè)質(zhì)量要求較高。另外,高墩施工長期處于高處作業(yè),需投入大量的臨時結(jié)構(gòu)及安全防護(hù)設(shè)施來確保施工安全,導(dǎo)致施工成本加大。施工單位應(yīng)制定完善的施工質(zhì)量控制措施,合理設(shè)計臨時結(jié)構(gòu),加強(qiáng)現(xiàn)場管控和臨時設(shè)施的保護(hù),爭取周轉(zhuǎn)材料的利用次數(shù),在合理降低施工成本的同時,提升高速公路橋梁高墩施工效果。
原材進(jìn)場應(yīng)嚴(yán)格抽檢,確保鋼筋各項力學(xué)性能滿足施工要求,并在儲存、運輸及安裝過程中加強(qiáng)保護(hù),避免銹蝕、彎曲等影響施工質(zhì)量。鋼筋應(yīng)在后場集中制作加工,采用數(shù)控設(shè)備提高制作精度,嚴(yán)格檢測機(jī)械連接絲頭質(zhì)量。安裝過程中盡量減少現(xiàn)場焊接,對于不可避免的現(xiàn)場焊接必須采取防潮、防風(fēng)等措施以提高焊接質(zhì)量。同時還應(yīng)注意保護(hù)層厚度的控制,避免因保護(hù)層厚度不足引起鋼筋銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷和病害。
高墩混凝土施工受墩高影響,常采用泵送工藝,混凝土方量較大,產(chǎn)生的水化熱亦較大,這對混凝土的和易性、坍落度等指標(biāo)有較高的要求。水泥用量過大會導(dǎo)致水化熱偏大而不利于溫控和養(yǎng)護(hù),粉煤灰摻量過大則會導(dǎo)致強(qiáng)度不足或強(qiáng)度上升慢,故優(yōu)化設(shè)計最合適的配合比是最關(guān)鍵的。澆筑過程中的振搗亦是關(guān)鍵環(huán)節(jié),振搗時間過短,氣泡不能完全排出,會導(dǎo)致蜂窩、麻面甚至強(qiáng)度不足。振搗時間過長會出現(xiàn)分層泌水現(xiàn)象,導(dǎo)致表面浮漿太厚而強(qiáng)度偏低、外觀質(zhì)量差?;炷翝仓瓿珊箅S著時間的推移將產(chǎn)生較高的水化熱溫升,溫升高峰時可達(dá)60℃,從而產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時,就會造成混凝土開裂。故采取必要的溫控措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要,通??稍诮Y(jié)構(gòu)內(nèi)部埋設(shè)冷卻管,通入循環(huán)水防止內(nèi)部溫度過高且維持結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)。
當(dāng)前,在我國高速公路橋梁高墩施工技術(shù)應(yīng)用中,主要采用懸臂模板和爬升模板工藝,這2種工藝技術(shù)在實際應(yīng)用中有著各自的優(yōu)勢,能夠滿足不同的施工要求。懸臂模板是近年來發(fā)展起來的一種新型模板,通常由18mm厚維薩板、20cm高工字木、槽鋼背枋及連接件組成,結(jié)構(gòu)輕便,其結(jié)構(gòu)自重和施工荷載完全由對拉螺桿、預(yù)埋爬錐及承重三腳架承擔(dān),無須另外搭設(shè)操作平臺,經(jīng)濟(jì)適用,在目前高墩施工中占有的比例很大。爬升模板由于模板能夠自爬,不再需要起重機(jī)械進(jìn)行豎向吊運,減少了施工中起重機(jī)械的吊運工作量。爬模作為一種成熟工藝,其安全性能較高,但頂升設(shè)備成本投入較大,常用在關(guān)鍵工程上。因此,對于懸臂模板和爬模的選擇必須從項目自身出發(fā),結(jié)合工程實際,綜合各方面因素來進(jìn)行最后比選,在保證施工質(zhì)量的前提下盡量減少成本投入。
高墩的誤差控制包括平面位置和高程控制,在施工前必須與相鄰合同段進(jìn)行控制網(wǎng)聯(lián)測并將復(fù)測數(shù)據(jù)報監(jiān)理工程師簽批后實施,確保控制點精確無誤。一般高墩底部均設(shè)計有承臺,首節(jié)墩柱鋼筋在承臺施工時進(jìn)行預(yù)埋預(yù)留,故在承臺施工過程中必須保證墩柱鋼筋預(yù)埋位置準(zhǔn)確。承臺施工完成后,利用全站儀在承臺上放出墩柱縱、橫向軸線和模板安裝控制線,并標(biāo)示在承臺上,以此進(jìn)行首節(jié)墩柱底部平面位置控制。澆筑混凝土之前,還需對模板平面位置和高程做最后一次復(fù)核,無誤后方可進(jìn)行混凝土澆筑。對于矩形截面墩柱的測量控制,宜在每條邊上設(shè)置2個測量控制點,4條邊共8個點,每個節(jié)段均對這8個點進(jìn)行測量監(jiān)控,既能確保墩柱垂直度滿足規(guī)范要求,還能防止墩柱出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。
綜上所述,受技術(shù)工藝、施工管理、工程運用等方面因素的影響,高墩施工技術(shù)在實際應(yīng)用中依舊存在著諸多方面的缺陷與不足,在一定程度上制約著高速公路橋梁施工質(zhì)量的提升。因此,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該從高速公路橋梁施工的客觀實際需求出發(fā),充分遵循高墩施工技術(shù)的基本規(guī)律,總結(jié)以往項目成功經(jīng)驗,吸取其他項目、行業(yè)的先進(jìn)技術(shù),制定工藝成熟可靠且操作性強(qiáng)的施工方案,針對施工質(zhì)量通病提出切實可行的解決措施,過程中嚴(yán)控關(guān)鍵環(huán)節(jié),為提高高速公路橋梁施工效果提供最為可靠的技術(shù)支撐,為保障經(jīng)濟(jì)社會健康穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。