李蔚

（中鐵二十局集團(tuán)有限公司，重慶 400000）

0 引言

近年來，公路橋梁工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對(duì)工程的安全性也提出更高的要求。高墩結(jié)構(gòu)是公路橋梁工程中的重要組成部分，其作用是保障公路橋梁的穩(wěn)定性?；诖?，本文針對(duì)高墩施工技術(shù)的具體應(yīng)用展開研究，以期掌握技術(shù)的特點(diǎn)和難點(diǎn)；并通過對(duì)施工模板方案進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到優(yōu)化整體設(shè)計(jì)的目的。進(jìn)而在先進(jìn)高墩模板施工技術(shù)的支持下，優(yōu)化以往施工技術(shù)存在的不足之處。由此可見，本文的研究對(duì)工程建設(shè)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

石會(huì)大橋位于重慶市黔江區(qū)石會(huì)鎮(zhèn)黎明村5 組、關(guān)后村3 組，大橋橫跨石會(huì)河，溝內(nèi)有常年溪流。橋梁兩側(cè)山體較為陡峭，交通條件較差。大橋設(shè)計(jì)速度為80km/h，全橋長(zhǎng)為764.38m（左）、764.9m（右）。全橋孔跨結(jié)構(gòu)為2×30m+4×（4×40m）+2×30m（左線）共8 聯(lián)、4×（4×40m）+3×40m（右線）共5 聯(lián)，最大墩高為88m，40m 高墩柱有29 根，其中空心薄壁墩墩高為7m，墩徑分別為3m、3.5m、4m、4.5m。

2 高墩施工技術(shù)特點(diǎn)

2.1 施工周期長(zhǎng)

高墩施工技術(shù)具有施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。墩身實(shí)際高度可達(dá)50～100m，所以在施工時(shí)需要使用大量混凝土進(jìn)行澆筑。從前期設(shè)計(jì)到具體施工所耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，需要投入大量的成本；而且在施工過程中也會(huì)受到施工機(jī)械、施工材料以及施工人員等因素的影響，導(dǎo)致工期延長(zhǎng)[1]。

2.2 質(zhì)量要求高

高墩施工對(duì)公路橋梁建設(shè)有著十分重要的基礎(chǔ)作用，為此對(duì)其施工質(zhì)量提出更高的要求。高墩立柱除了承受壓力外，還會(huì)受到彎曲扭矩的影響，因此既要求墩身具備一定的韌性，也要求墩身具備一定的強(qiáng)度，該要求比較嚴(yán)格，需要做好施工控制工作，以確保工程質(zhì)量。此外，對(duì)于施工接縫問題也有著較高的要求，一旦處理不好，將會(huì)影響高墩的質(zhì)量和橋梁的使用壽命。

2.3 施工難度大

高墩施工技術(shù)具有一定的難度。因其截面面積小、墩身高度大，所以重心也高，在施工過程中很難把握精度，導(dǎo)致施工定位控制難度比較大。從而在施工過程中對(duì)施工人員提出較高的要求，使他們面臨一定的壓力，需要嚴(yán)格遵守施工工序進(jìn)行操作。

3 高墩施工模板方案比選與設(shè)計(jì)

3.1 模板方案比選

高墩施工方法有很多，主要包括滑模、爬模、翻模、懸臂模施工等，具體采用哪種方法還需根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行選擇。對(duì)于石會(huì)大橋的空心薄壁墩，結(jié)合施工環(huán)境、工期、安全、經(jīng)濟(jì)等要求，其模板施工方案比選如表1 所示。

表1 模板施工方案比選

綜合考慮施工條件、施工進(jìn)度安排、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素，該項(xiàng)目決定采用懸臂模施工方案。懸臂模是一種節(jié)段施工模板系統(tǒng)，其根據(jù)墩身形狀設(shè)計(jì)成若干單元，單元模板利用爬錐埋件、對(duì)拉螺桿、主梁三腳架等受力結(jié)構(gòu)，固定在已澆筑完成節(jié)段的混凝土側(cè)面上，該節(jié)段混凝土施工完成后，利用塔吊逐單元提升、組裝成型，再繼續(xù)上面節(jié)段施工。采用分節(jié)段定制懸臂模施工，模板按照模數(shù)化、通用性進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、制作，可以確保上下層之間接縫嚴(yán)密平整、裝拆方便。該方案對(duì)于施工條件較差、無法搭設(shè)支架的橋梁尤為適用，且具備以下優(yōu)點(diǎn)：一是模板和內(nèi)外作業(yè)平臺(tái)可同時(shí)安裝；二是適宜采用多種混凝土運(yùn)輸方式；三是在施工中能夠隨時(shí)糾正墩身施工誤差；四是能使混凝土表面順滑平整[2]。

3.2 懸臂模模板設(shè)計(jì)

該工程的模板方案需對(duì)混凝土澆筑過程中木工字梁、面板、拉筋以及槽鋼背楞的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。

3.2.1 模板結(jié)構(gòu)組成

模板結(jié)構(gòu)（見圖1）主要由以下部件組成：模板（高度為4.65m）、上平臺(tái)、主背楞桁架、斜撐、后移裝置、受力三腳架、主平臺(tái)、吊平臺(tái)、埋件系統(tǒng)。

圖1 懸臂模結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合工程要求，各部位的參數(shù)應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定，以保障施工質(zhì)量，確保墩身的穩(wěn)定性，及有效控制成本。

空心薄壁墩墩身采用內(nèi)外兩套模板，外模采用組合鋼模板，內(nèi)模采用定型鋼模板。墩身外模模板標(biāo)準(zhǔn)段單塊高度為2250mm，內(nèi)模模板標(biāo)準(zhǔn)段單塊高度為1125mm，另配備若干調(diào)整節(jié)段以滿足結(jié)構(gòu)高度及寬度的調(diào)節(jié)需求。

外模主要用料：主板采用5mm 鋼板，豎筋采用[80槽鋼，橫筋采用5mm 鋼板，邊框采用L80 角鋼，外模背楞采用[14 槽鋼雙拼，連接孔采用20×30 條孔。

內(nèi)模主要用料：主板采用5mm 鋼板，豎筋、橫筋采用5mm 鋼板，邊框采用L63 角鋼。

4 懸臂模施工工藝及要點(diǎn)

4.1 墩柱模板安裝及混凝土澆筑

墩柱模板安裝前需要開展測(cè)量工作并搭建支架，為施工人員提供通行平臺(tái)，也為模板安裝奠定良好基礎(chǔ)。首先，使用全站儀進(jìn)行測(cè)量放樣，確保墩柱垂直度和中心線符合設(shè)計(jì)要求。其次，進(jìn)行鋼筋捆扎施工，并采用直徑為22mm 的精軋螺紋鋼筋將模板對(duì)拉固定。再次，做好模板安裝控制工作，例如在模板上涂抹脫模劑、拆模時(shí)及時(shí)清除模板上的雜物等。最后，進(jìn)行混凝土澆筑施工，要求加強(qiáng)質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏移問題并予以校正，以保障墩身澆筑質(zhì)量，避免出現(xiàn)變形情況。

4.2 模板的提升

第一次混凝土澆筑完成后，首先拆除模板并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙完成爬架的安裝；其次采取可調(diào)斜撐的方式，加強(qiáng)對(duì)模板垂直度的控制；最后為了確保模板的下邊沿和前一段完成的混凝土接觸位置不會(huì)出現(xiàn)漏漿錯(cuò)臺(tái)等情況，還需要使用后移裝置確保接觸面頂緊。

4.3 模板質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.3.1 施工監(jiān)測(cè)

受到墩身高度的影響，需要采取多次分段澆筑的方式才能保障澆筑質(zhì)量。分段澆筑工作中要做好測(cè)量工作，避免影響墩柱的垂直度。測(cè)量工作需要在墩頂搭設(shè)平臺(tái)，采用十字線法進(jìn)行控制，但當(dāng)墩柱超過20m 以后，該平臺(tái)的穩(wěn)定性較差，會(huì)影響施工測(cè)量工作。通過不斷試驗(yàn)總結(jié)，確定使用四點(diǎn)定位垂球法進(jìn)行控制，即采用坐標(biāo)法，利用全站儀在已施工完畢的墩身表面確定前后左右四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在模板安裝施工過程中，根據(jù)此四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)不斷校正模板偏移情況。

在測(cè)量工作中，若發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)偏移情況，則要及時(shí)糾正，并采取恰當(dāng)措施保障安裝質(zhì)量。為此在具體施工中，每段混凝土澆筑結(jié)束后，均需要采用該方法進(jìn)行測(cè)量，以加強(qiáng)對(duì)澆筑工作的有效控制，確保墩柱的各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求[3]。

4.3.2 細(xì)節(jié)控制

模板接縫采用雙面膠帶進(jìn)行處理，以防漏漿；及時(shí)整修校核，確保墩身的幾何尺寸及外觀質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

4.3.3 實(shí)測(cè)項(xiàng)目

模板安裝允許偏差如表2 所示。

表2 模板安裝允許偏差

4.4 墩身施工測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)

第一，墩身施工測(cè)量的控制基準(zhǔn)點(diǎn)要經(jīng)常復(fù)測(cè)，防止點(diǎn)位移動(dòng)。第二，高墩施工過程中會(huì)受到溫度、日照、風(fēng)速等因素的影響，使得測(cè)量放樣出現(xiàn)誤差，影響最終的施工效果。為此在測(cè)量放樣時(shí)，要充分考慮以上影響因素，選擇溫度、日照、風(fēng)速等相對(duì)適宜的時(shí)間段進(jìn)行。第三，墩身澆筑過程中，也存在混凝土收縮徐變和環(huán)境溫度等諸多影響因素。由于每次澆筑都會(huì)產(chǎn)生一定誤差，經(jīng)多次累計(jì)后將影響整體的施工質(zhì)量。為此在施工中，需要注重把握各項(xiàng)參數(shù)，加強(qiáng)對(duì)墩身各關(guān)鍵位置和變化點(diǎn)的測(cè)量放樣控制工作，將誤差控制在合理的范圍內(nèi)[4]。

4.5 墩身混凝土施工

4.5.1 混凝土澆筑

混凝土自吊斗口下落的自由傾落高度不得超過2m，若超過2m，則必須借助串筒進(jìn)行澆筑，以免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象；針對(duì)墩身高度大、混凝土坍落度大等特點(diǎn)，為防止砂漿與骨料分離，澆筑混凝土?xí)r宜采用多點(diǎn)布料的辦法，即空心墩橫橋向每側(cè)設(shè)1 點(diǎn)，順橋向每側(cè)設(shè)1 點(diǎn)，共設(shè)4 個(gè)布料點(diǎn)。

在澆筑混凝土?xí)r，要分層環(huán)繞連續(xù)進(jìn)行，且混凝土堆積高度不得超過1m；澆筑層高度根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、鋼筋疏密度決定，分層厚度控制在30cm 以內(nèi)；施工過程中嚴(yán)格控制混凝土坍落度，在滿足泵送要求的前提下，坍落度宜控制在規(guī)定的最小數(shù)值，確保在振搗過程中不出現(xiàn)泌水現(xiàn)象；分層澆筑時(shí)，應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土[5]。

4.5.2 混凝土振搗

混凝土澆筑時(shí)，需要控制好分層的厚度，以保障操作質(zhì)量。一般而言，厚度不大于振搗棒作用長(zhǎng)度的1.25 倍，對(duì)于泵送混凝土則宜將厚度控制在20～30cm 之間；使用插入式振搗棒時(shí)應(yīng)快插慢拔，水平移動(dòng)間距以不超過50cm 為宜，并與側(cè)模保持5～10cm的距離；插入式振搗棒的振動(dòng)深度，一般不應(yīng)超過振搗棒長(zhǎng)的2/3～3/4，振搗上一層時(shí)，應(yīng)插入下層5cm，以消除兩層間的接縫。每一處振動(dòng)部位，振搗持續(xù)時(shí)間宜為20～30s。密實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)以混凝土表面不再沉落且無氣泡上冒為準(zhǔn)，嚴(yán)防出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象。

4.5.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，需要監(jiān)控其內(nèi)外溫差，并采用“一布一膜”的方式進(jìn)行包裹養(yǎng)護(hù)。具體而言，即在拆模之后，需派專人對(duì)墩身混凝土開展養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)覆蓋土工布或塑料薄膜，阻止水分蒸發(fā)，并定期灑水，防止混凝土開裂，持續(xù)至少一周時(shí)間[6]。

5 公路橋梁施工中高墩施工技術(shù)改進(jìn)措施

第一，施工過程中，支架、模板及施工荷載全部由預(yù)埋件承擔(dān)，而預(yù)埋件的牢固性受所在混凝土的強(qiáng)度影響較大。建議在承重系統(tǒng)上加以改進(jìn)，增加預(yù)埋件的數(shù)量，減少單個(gè)爬錐上所承受的重量。第二，建議預(yù)埋件采用不銹鋼材料制作，雖然會(huì)增加施工成本，但可避免預(yù)埋件銹蝕而導(dǎo)致的工作性能降低。第三，對(duì)各級(jí)施工平臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，合理使用平臺(tái)空間，以免整個(gè)架體受偏心荷載的影響，造成較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。第四，加強(qiáng)混凝土原材料及生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，保證高墩的施工質(zhì)量。第五，綜合考慮懸臂模施工平臺(tái)和塔吊的相對(duì)位置，避免塔吊與爬架架體發(fā)生沖突，降低安全風(fēng)險(xiǎn)[7]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在石會(huì)大橋施工中，通過不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、加強(qiáng)質(zhì)量控制，最終實(shí)現(xiàn)了預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。本文基于石會(huì)大橋空心薄壁墩的施工實(shí)踐，充分明確了高墩施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。研究表明，懸臂模施工工藝在高墩施工中具備安全可靠、施工方便、工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，值得同類項(xiàng)目參考。