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)模不斷擴大，人們對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)的特點和難點；并通過對施工模板方案進(jìn)行對比，達(dá)到優(yōu)化整體設(shè)計的目的。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，本文的研究對工程建設(shè)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

石會大橋位于重慶市黔江區(qū)石會鎮(zhèn)黎明村5 組、關(guān)后村3 組，大橋橫跨石會河，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)計速度為80km/h，全橋長為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

2.1 施工周期長

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

2.2 質(zhì)量要求高

高墩施工對公路橋梁建設(shè)有著十分重要的基礎(chǔ)作用，為此對其施工質(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，對于施工接縫問題也有著較高的要求，一旦處理不好，將會影響高墩的質(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

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。對于石會大橋的空心薄壁墩，結(jié)合施工環(huán)境、工期、安全、經(jīng)濟等要求，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)濟指標(biāo)等因素，該項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)計成若干單元，單元模板利用爬錐埋件、對拉螺桿、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、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：一是模板和內(nèi)外作業(yè)平臺可同時安裝；二是適宜采用多種混凝土運輸方式；三是在施工中能夠隨時糾正墩身施工誤差；四是能使混凝土表面順滑平整[2]。

3.2 懸臂模模板設(shè)計

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

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、主背楞桁架、斜撐、后移裝置、受力三腳架、主平臺、吊平臺、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

模板結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合工程要求，各部位的參數(shù)應(yīng)符合國家相關(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

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量工作并搭建支架，為施工人員提供通行平臺，也為模板安裝奠定良好基礎(chǔ)。首先，使用全站儀進(jìn)行測量放樣，確保墩柱垂直度和中心線符合設(shè)計要求。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、拆模時及時清除模板上的雜物等。最后，進(jìn)行混凝土澆筑施工，要求加強質(zhì)量控制，及時發(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)計圖紙完成爬架的安裝；其次采取可調(diào)斜撐的方式，加強對模板垂直度的控制；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出現(xiàn)漏漿錯臺等情況，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

4.3.1 施工監(jiān)測

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量工作，避免影響墩柱的垂直度。測量工作需要在墩頂搭設(shè)平臺，采用十字線法進(jìn)行控制，但當(dāng)墩柱超過20m 以后，該平臺的穩(wěn)定性較差，會影響施工測量工作。通過不斷試驗總結(jié)，確定使用四點定位垂球法進(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基準(zhǔn)點，在模板安裝施工過程中，根據(jù)此四個基準(zhǔn)點不斷校正模板偏移情況。

在測量工作中，若發(fā)現(xiàn)模板出現(xiàn)偏移情況，則要及時糾正，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)行測量，以加強對澆筑工作的有效控制，確保墩柱的各項參數(shù)符合設(shè)計要求[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；及時整修校核，確保墩身的幾何尺寸及外觀質(zhì)量符合設(shè)計要求。

4.3.3 實測項目

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 墩身施工測量技術(shù)要點

第一，墩身施工測量的控制基準(zhǔn)點要經(jīng)常復(fù)測，防止點位移動。第二，高墩施工過程中會受到溫度、日照、風(fēng)速等因素的影響，使得測量放樣出現(xiàn)誤差，影響最終的施工效果。為此在測量放樣時，要充分考慮以上影響因素，選擇溫度、日照、風(fēng)速等相對適宜的時間段進(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。由于每次澆筑都會產(chǎn)生一定誤差，經(jīng)多次累計后將影響整體的施工質(zhì)量。為此在施工中，需要注重把握各項參數(shù)，加強對墩身各關(guān)鍵位置和變化點的測量放樣控制工作，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；針對墩身高度大、混凝土坍落度大等特點，為防止砂漿與骨料分離，澆筑混凝土?xí)r宜采用多點布料的辦法，即空心墩橫橋向每側(cè)設(shè)1 點，順橋向每側(cè)設(shè)1 點，共設(shè)4 個布料點。

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、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，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，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度的1.25 倍，對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應(yīng)快插慢拔，水平移動間距以不超過50cm 為宜，并與側(cè)模保持5～10cm的距離；插入式振搗棒的振動深度，一般不應(yīng)超過振搗棒長的2/3～3/4，振搗上一層時，應(yīng)插入下層5cm，以消除兩層間的接縫。每一處振動部位，振搗持續(xù)時間宜為20～30s。密實的標(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，需派專人對墩身混凝土開展養(yǎng)護(hù)工作，及時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，對各級施工平臺進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，合理使用平臺空間，以免整個架體受偏心荷載的影響，造成較大的安全風(fēng)險。第四，加強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和塔吊的相對位置，避免塔吊與爬架架體發(fā)生沖突，降低安全風(fēng)險[7]。

6 結(jié)語

綜上所述，在石會大橋施工中，通過不斷優(yōu)化設(shè)計方案、加強質(zhì)量控制，最終實現(xiàn)了預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。本文基于石會大橋空心薄壁墩的施工實踐，充分明確了高墩施工技術(shù)的應(yīng)用要點和注意事項。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，值得同類項目參考。