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(石家莊市公路橋梁建設(shè)集團有限公司,河北 石家莊 050000)
橋梁主體結(jié)構(gòu)可大致分為上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu),其中墩臺是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分。倘若墩臺施工質(zhì)量不合格,將對之后上部結(jié)構(gòu)的施工造成很大影響。本文結(jié)合某高速公路橋梁工程的實際情況,對墩臺施工技術(shù)與方法進行探討。
某橋梁墩臺施工工藝流程為:承臺表面清理→現(xiàn)場測放→鋼筋制作與綁扎→模板制作與安裝→鋼筋模板檢查→混凝土拌和、運輸與澆筑,同時穿插混凝土試件制作→混凝土養(yǎng)護→模板拆除。
測量定位是墩臺施工的重要環(huán)節(jié),直接影響到墩臺施工質(zhì)量。為確保墩臺位置及尺寸達到設(shè)計要求,需在墩臺施工前對橋梁具體位置進行復(fù)測,確認無誤后,在現(xiàn)場對所有控制樁進行準確放線。然后根據(jù)放線,按照要求的精度測設(shè)墩臺中心位置,將其作為后續(xù)墩臺施工的參考[1]。
2.2.1 一般要求
所有鋼筋進場時都必須具備齊全的質(zhì)量合格證明及相關(guān)試驗結(jié)果。對不同類型的鋼筋要進行分類存放,同時掛好標識牌。對進場的鋼筋還需按照要求進行力學(xué)性能抽檢,驗證鋼筋的性能能否達到施工要求。在鋼筋加工之前,應(yīng)做好調(diào)直與除銹。完成調(diào)直與除銹后的鋼筋需達到以下要求:鋼筋表面潔凈,無任何銹跡與油漬;鋼筋整體保持平直,沒有明顯的彎折,對于成盤鋼筋與彎曲鋼筋,都要在使用前調(diào)直;當采用冷拉的方法對鋼筋進行調(diào)直時,對于Q235鋼筋,其冷拉率應(yīng)控制在2%以內(nèi),而對于HRB 335和HRB 400鋼筋則需將冷拉率控制在1%以內(nèi)[2]。
2.2.2 鋼筋制作與安裝
(1)對于主要受力鋼筋,其接頭以套筒連接形式為宜,套筒應(yīng)滿絲。
(2)對于支座墊石鋼筋,需在混凝土澆筑至與墩帽底部相距50cm的位置后進行安裝,以便為串筒設(shè)置預(yù)留足夠空間。另外,在混凝土澆筑開始前還應(yīng)采用自制綁扎胎具對支座墊石鋼筋進行綁扎。
(3)對墩身鋼筋進行綁扎與安裝時,為便于施工并保證鋼筋安裝位置準確無誤,需在墩內(nèi)進行臨時支架搭設(shè),同時設(shè)好架立鋼筋,對墩身沿順橋向設(shè)置的鋼筋網(wǎng)進行固定,其中架立鋼筋的兩端均需設(shè)置彎鉤,和鋼筋網(wǎng)片之間通過綁扎達到穩(wěn)固。
(4)在安裝墩身中的拉筋時,需要為串筒安裝預(yù)留足夠的空間,這部分拉筋應(yīng)伴隨串筒的不斷拆除進行安裝。串筒拆除應(yīng)按照1m的長度逐段進行[3]。
(5)在串筒一側(cè)留好人工孔,此部位拉筋需在串筒拆除完成后進行安裝。
(6)鋼筋網(wǎng)中鋼筋的具體數(shù)量要根據(jù)設(shè)計要求確定和控制。
(7)對于墩臺的受力鋼筋,其同一截面內(nèi)的接頭數(shù)、搭接長度、同一根鋼筋的接頭間隔距離與接頭質(zhì)量都必須滿足相關(guān)規(guī)范的要求。
2.2.3 鋼筋保護層
為了使保護層厚度達到要求,誤差不超過允許范圍,建議使用塑料材質(zhì)的墊塊,因為與傳統(tǒng)預(yù)制墊塊相比,塑料材質(zhì)的墊塊不僅厚度準確,而且更便于施工,不容易損壞。墊塊以50cm的橫縱向間隔距離按梅花形進行布置。
2.2.4 驗收標準
鋼筋加工完成后,需按照以下要求進行檢驗:受力鋼筋全長,采用尺量的方法檢查,要求偏差不超過±10mm;彎起鋼筋彎折角度,采用尺量的方法檢查,要求偏差不超過±20mm;箍筋內(nèi)凈尺寸,采用尺量的方法檢查,要求偏差不超過±5mm[4]。
(1)根據(jù)墩身尺寸,利用定型鋼模進行墩身模板組拼,相鄰兩塊模板之間利用螺栓相連,采用整體式桁架作為鋼模外楞,并在桁架端頭處增設(shè)拉桿。
(2)模板配置根據(jù)圖紙實施,配置完成后開始模板組合與整理,必要時對模板進行拋光,然后涂抹脫模劑。完成處理的模板,其邊角要保持潔凈、順直與平整[5]。
(3)對于模板安裝偏差,應(yīng)達到以下要求:表面平整度不超過3mm;側(cè)向彎曲不超過L/1500mm;模板內(nèi)側(cè)寬度偏差不超過+10mm和-5mm;相鄰兩塊模板之間的錯臺不超過1mm;模板之間的縫隙寬度不超過±1.5mm。將模板安裝后,需檢查拉桿和螺栓,確認是否緊固,模板拼縫與下口是否保持嚴密,經(jīng)自檢確認合格后,進行報驗。
(4)模板拆除要在澆筑與振搗完成后的混凝土達到足夠強度后進行,以防止混凝土因拆模操作受損,而對于大體積混凝土,需在養(yǎng)護完成后再進行拆模。拆模時要嚴格遵循“先搭設(shè)的后拆除,后搭設(shè)的先拆除”原則。將各部件拆下來后,應(yīng)做好整理與分類堆放。
(5)在模板施工中,應(yīng)重點考慮下列幾點:墊層必須保持平整,其平整度不能超出-10~5mm的范圍,如果平整度不滿足要求,則要在模板支設(shè)前使用砂漿將模板底腳找平;為避免模板拼縫部位產(chǎn)生漏漿,需使用水泥砂漿對模板的底腳進行封堵,并在拼縫處粘貼雙面膠,不可在無對拉螺栓處使用有孔洞的模板;安裝模板前要進行拋光處理,使模板表面光滑,以免混凝土澆筑后產(chǎn)生麻面;澆筑開始前,利用空氣壓縮機將模板中存在的灰塵吹凈,若黏有灰塵,應(yīng)使用棉布將其擦拭干凈;在模板加工時要做好精度控制和檢查,以保證基礎(chǔ)外形尺寸達到要求;模板的所有連接螺栓都應(yīng)上緊,同時設(shè)置必要的外部支撐,以免澆筑時模板發(fā)生失穩(wěn)。
2.4.1 混凝土運輸
混凝土運輸設(shè)備的運輸能力應(yīng)不低于澆筑速度,同時與混凝土凝結(jié)速度相適應(yīng),以確保澆筑施工的連續(xù)性。在運輸時,應(yīng)避免混凝土產(chǎn)生離析等現(xiàn)象?;炷吝\輸?shù)綀龊?,需對其坍落度進行檢查,若不滿足要求或發(fā)生離析,則不可在施工中使用。
2.4.2 混凝土澆筑
(1)在混凝土澆筑開始前,要對之前完成的各部件及澆筑機具設(shè)備進行全面檢查,確認無誤且做好所有準備工作后,方可開始澆筑。
(2)當從高處直接向模板中傾卸澆筑時,為避免離析現(xiàn)象的發(fā)生,需達到以下基本要求:從高處直接向下傾卸的過程中,需將傾落高度控制在2m以內(nèi),否則應(yīng)使用串筒和溜槽為混凝土下落提供緩沖;采用串筒澆筑時,應(yīng)將出料口和澆筑面之間的相對高度控制在1m以內(nèi)。
(3)澆筑需在橫向進行分段,并在縱向或斜向進行分層,同時還要保持連續(xù),按照從兩端到中間的順序進行,具體分層厚度一般不得超出40cm。在混凝土入模過程中,除了要盡可能地保持均勻,還要做好振搗,即下料和振搗交錯進行。
2.4.3 混凝土振搗
(1)對于混凝土的振搗持續(xù)時間,一般以混凝土表面沒有氣泡冒出且液面停止下沉為準控制。在振搗時應(yīng)安排專人進行指揮與檢查。采用插入式振搗方法時,務(wù)必做到快插慢拔,將振動棒實際移動距離控制在其有效作用半徑的150%以內(nèi),通常每個點位的振搗持續(xù)時間在20~30s范圍內(nèi)。振搗的同時應(yīng)對振搗棒進行適當?shù)纳舷鲁閯印ι蠈踊炷吝M行振搗時,需將振動棒插入到下層混凝土中至少5cm。
(2)振搗操作中,應(yīng)先對模板周圍的混凝土進行振搗,以防振搗時產(chǎn)生的氣泡在模板方向聚集,導(dǎo)致凝結(jié)后的混凝土表面產(chǎn)生麻面。另外,振搗棒和側(cè)模內(nèi)表面之間應(yīng)始終保持50~100mm的間距,以免給模板造成擾動,導(dǎo)致位移或變形。
(3)振搗結(jié)束的標志為混凝土液面不再發(fā)生變化和產(chǎn)生氣泡,同時表面開始泛漿。
2.4.4 混凝土養(yǎng)護
在墩頂?shù)幕炷良磳⑦_到初凝時,使用土工布進行覆蓋,其間注意防止對墩頂表面造成污染;兩塊土工布之間要有10cm寬的搭接。在覆蓋土工布的基礎(chǔ)上,還應(yīng)安排專人進行連續(xù)灑水,確保土工布始終保持濕潤,具體灑水頻率以避免混凝土表面干燥為準。在混凝土養(yǎng)護過程中還應(yīng)做好保溫,以免混凝土面層溫度因環(huán)境溫度驟變產(chǎn)生裂縫,尤其是大體積混凝土,要在開工前制訂合理可行的養(yǎng)護方案,以便對內(nèi)外部溫差予以有效控制,達到設(shè)計要求。另外,在養(yǎng)護期限內(nèi)還要選取代表性良好的結(jié)構(gòu)開展溫度監(jiān)控,定時對內(nèi)外溫度和環(huán)境溫濕度及風速等進行測定,然后根據(jù)測定結(jié)果適當調(diào)整養(yǎng)護方案,以確保混凝土內(nèi)外部溫度差始終處于允許范圍。
(1)開工前需將基礎(chǔ)表面存在的浮漿清理干凈,并對結(jié)構(gòu)鋼筋進行整修與必要調(diào)整,同時在基礎(chǔ)表面準確測出中線,標出墩臺底部的具體位置。
(2)墩臺模板與其支架強度和剛度必須滿足要求,且保持穩(wěn)定,相鄰兩個模板之間的接縫應(yīng)封堵嚴密,以免造成漏漿。
(3)當采用整體吊裝方法進行模板施工時,具體的吊裝高度要以現(xiàn)場具備的吊裝能力及墩臺施工的具體分段情況來確定,通常在2~4m范圍內(nèi)。
(4)墩臺鋼筋、模板及混凝土工程施工都必須滿足現(xiàn)行技術(shù)標準提出的各項規(guī)定。接地鋼筋設(shè)置要與設(shè)計要求完全相符。
(5)在混凝土澆筑施工中,要經(jīng)常對模板與鋼筋等部件的位置及其保護層厚度等進行檢查,同時采取必要的措施避免在施工中發(fā)生變形。
(6)墩臺澆筑應(yīng)保持連續(xù)且一次性完成,若需要分段澆筑,則施工接縫要滿足標準要求。
(7)在墩臺臺帽開工前和完工后都要對其跨度與支承墊石實際高程進行復(fù)測,確保施工時錨栓孔的具體位置準確無誤,且墊石表面保持平整。
(8)墩臺完工后做好貫通測量,準確標出錨栓孔所在位置、中心線及梁端邊線等。對于短時間內(nèi)不架的預(yù)留孔,應(yīng)在排水之后進行封堵。
(9)由于墩臺屬于大體積混凝土,所以要在澆筑開始前結(jié)合結(jié)構(gòu)截面尺寸采取有效的降溫措施,以防裂縫產(chǎn)生,常用措施包括設(shè)置循環(huán)冷卻水與搭設(shè)遮陽棚。
(10)按照從下到上的順序?qū)﹀F體護面進行施工,并按照要求分層設(shè)置反濾層。
(11)橋臺道碴槽面應(yīng)做好防水層、保護層與排水坡度,保持平順且沒有凹坑。
(1)承臺頂部鑿毛。采用觀察的方法檢驗,要求鑿除承臺頂部墩身之內(nèi)所有浮漿,直到露出新鮮的界面,并將其沖洗干凈。
(2)墩臺鋼筋安裝。采用觀察與尺量的方法檢驗,其質(zhì)量標準與要求為:①單面焊不小于10倍鋼筋直徑;②雙面焊不小于5倍鋼筋直徑;③焊縫厚度不小于0.3倍鋼筋直徑,同時應(yīng)大于或等于4mm;④焊縫寬度不小于0.7倍鋼筋直徑,同時應(yīng)大于等于8mm;⑤無殘留焊渣;⑥主筋間距誤差不得超過±10mm,長度誤差不得超過±10mm;⑦箍筋間距誤差不得超過±20mm,凈尺寸誤差不得超過±3mm;⑧施工后的鋼筋應(yīng)有規(guī)整且潔凈的觀感。
(3)保護層墊塊。采用觀察與尺量的方法檢驗,其質(zhì)量標準與要求為:采用和設(shè)計保護層厚度相同的砂漿墊塊,其強度不能低于墩臺所用混凝土,每平方米按梅花形布置4個。
(4)測量放樣。使用全站儀與水平儀測量,其質(zhì)量標準與要求為:準確測出墩臺的水平線與中線,準確標出墩臺底部所處位置,墩臺邊緣和設(shè)計中心線尺寸的誤差不能超過±20mm。
(5)模板工程。采用掛線、吊垂球與尺量的方法檢驗,其質(zhì)量標準為:模板邊緣和中心線尺寸的誤差不能超過±10mm,模板表面平整度不能超過3mm,相鄰兩塊模板之間的錯臺不能超過1mm,相鄰兩塊模板之間的接縫應(yīng)封堵嚴密,避免漏漿,模板與其支架要有良好的強度與剛度,且保持穩(wěn)定,脫模劑的涂抹應(yīng)均勻。
(6)混凝土工程。采用測量、觀察與坍落度筒進行檢驗,其質(zhì)量標準與要求為:將澆筑標高標在模板上,按試驗室確定的配合比進行混凝土拌制,墩臺澆筑應(yīng)一次性到達頂部,過程保持連續(xù),中間不允許間斷,當混凝土下落高度達2m以上時需采用串筒,并安排專人對澆筑時的鋼筋與模板狀態(tài)進行觀察。
(7)拆模。采用觀察的方法檢查,其質(zhì)量標準與要求為:澆筑結(jié)束且混凝土強度不低于2.5MPa時即可拆模,在拆模過程中注意不可使用撬棍或大錘猛砸,做好成品保護。
(8)養(yǎng)護。安排專人負責養(yǎng)護記錄檢查,其質(zhì)量標準與要求為:拆模完成后及時覆蓋一層塑料薄膜,并選擇合適的時機灑水養(yǎng)護,確保混凝土表面始終濕潤,一般要求養(yǎng)護時間達到28d以上。
(9)混凝土強度。通過標準養(yǎng)護試件抗壓試驗檢查,其質(zhì)量標準與要求為:56d抗壓強度達到設(shè)計要求。
綜上所述,墩臺作為橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其施工質(zhì)量關(guān)乎整個橋梁的安全性與穩(wěn)定性。目前,該高速公路橋梁工程的墩臺施工已順利完成,且經(jīng)檢測確認其施工質(zhì)量合格,說明以上施工技術(shù)及方法合理可行,值得類似橋梁工程參考。