高速公路橋梁高墩施工質量控制

藺爭艷

（山西省交通建設工程監理總公司，山西 太原 030012）

近年來隨著高速公路建設的發展，公路建設逐漸向丘陵、山區進行，所以穿越深溝、跨越高梁成為普遍的地形地貌，橋梁設計建設也逐漸向大跨徑、高墩身的方向靠攏，如何在施工中保證設計技術指標的實現，是需要有良好的施工工藝、較高的管理措施和完善的技術裝備作為保障的。

高墩身是作為整個橋梁建設施工中的一項主要的關鍵點來實施的，依據《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50—2011），墩身的各項控制指標都必須有相應的保證措施來得以實現。

1 施工準備階段控制

1.1 選擇適宜的施工方法

霍永高速公路東段汾河特大橋為全線重點控制性工程，設計孔跨為 11×40+（66.98+7×120+66.98）+25×40，全長2 421.96 m，其施工任務分為兩個施工標段。筆者所在標段汾河特大橋孔跨為11×40+66.98+7×120+66.98，全長 1 417.96 m，其上部結構為預應力混凝土箱型連續梁，其余為先簡支后連續預應力混凝土T梁，下部結構橋臺采用柱式臺，引橋采用實心矩形墩，過渡墩采用空心墩，主橋采用雙薄壁空心墩，鉆孔灌注樁基礎。墩身除1號墩高10.2 m為低墩外，其余均為高度大于30 m高墩，最高墩身為13號墩高達75 m。從施工質量、施工工期、工程造價等方面進行方案比選，高墩施工采取翻模施工。

翻模施工系統由提升機構（塔吊）、模板系統、操作平臺和安全設施組成。在每個施工墩位處設置塔吊1臺作為提升機構，塔吊中心位于路線中心線上，與墩身中心成等腰三角形布置，施工電梯與塔吊并排布置于墩身中間，負責橋墩模板和小型機具的提升等。在整個高墩施工中不斷對施工方法進行實踐驗證，并做出最適合的微調，確保成熟的施工工藝與地方環境和條件相匹配。以12號墩為例，施工示意圖見圖1。

圖1 施工示意圖

1.2 采用有效的組織管理體系

建立完善的項目經理部，組成高效運作的施工項目自檢體系；監理單位成立人員充裕的專業質量控制小組，分工負責、合作控制；成立由施工、監理、業主共同組成的全面質量管理小組和創優工程管理委員會。

制定完善的組織崗位和相應的控制流程；確定實施對策措施和崗位質量責任制；制定獎懲制度并認真落實執行；預留預算總額的1.5‰作為質量控制創優的經濟措施，實行優質優價。

1.3 選用完備的施工設備

主跨12～19號墩身各配備塔吊1臺、施工電梯1臺、翻模模板2套，共計塔吊8臺、施工電梯8臺、模板28套；邊跨11號、20號墩身配備塔吊1臺、施工電梯1臺、模板2套；引橋高墩施工配備塔吊3臺、施工電梯3臺、翻模模板6套。根據現場實際情況合理安排施工。

1.3.1 翻模模板構成

完整的翻模構架由模板、圍帶、拉桿、操作平臺組成。

a）為防止混凝土的側向壓力使模板變形而影響了混凝土的外觀質量和墩身豎直度，墩身模板采用厚度為6 mm剛度較大的拉桿式組合鋼模板。

為使模板更加牢固，各拼裝的模板之間用M21×30螺栓連成整體，正面模板與側面模板用φ20拉桿按間距1.5 m、成45°布置，邊模橫背杠采用[16槽鋼按間距為90 cm布置，端模橫背杠采用[20a槽鋼，邊模豎背杠采用[10槽鋼。

b）圍帶及拉桿設置模板在高度方向用[10槽鋼按間距80.0 cm設置5道圍帶，圍帶直接焊接在模板背肋上，每道圍帶上用φ20鋼筋按1.5 m布置拉桿，拉桿用PVC管包裹，用螺帽和墊片固定在兩道槽鋼中間，在拆卸模板時同時拔出拉桿以便下次使用。模板拼裝示意圖見圖2。

圖2 模板拼裝示意圖

1.3.2 操作平臺

模板操作平臺和鋼筋操作平臺是高墩施工必不可少的附屬設施。

在翻模外側設置模板操作平臺，為保證其有足夠的承重能力，確保高空施工的安全性，采用φ48鋼管制成可拆卸骨架及欄桿，上部搭設木板，為施工人員工作和放置小型機具提供場地。每節模板均設操作平臺，用螺栓與模板加固連接，隨模板一起向上翻升，為模板組裝、拆模提供作業空間。模板操作平臺見圖3。

鋼筋操作平臺要承受操作工人和墩身施工段所需鋼筋的總重量，考慮到其所需要的承重能力比模板操作平臺的還要大，因此采用φ89鋼管及角鋼制作，高度為3 m。每次安裝鋼筋前由塔吊提升到已澆筑段頂面，并由螺栓將四腳固定在模板上，鋼筋安裝完成后吊至地面，以備下次使用。

圖3 模板操作平臺圖

2 施工實施階段控制

由設計意圖轉變為工程實體的關鍵環節就是工程實施階段，在其間出現的責任缺陷往往難以補救或是根本無法補救的，所以嚴格按照施工準備階段設計好的施工工藝施工，充分發揮有效的組織管理體系是工程成敗的關鍵。施工工藝見圖4。

圖4 高墩翻模施工工藝圖

2.1 墩身主筋施工控制

考慮到墩身較高，若采用普通的鋼筋焊接工藝，工人具體操作時所需時間較長而且高空作業危險系數較大；另一方面，由于地方干擾較大，根據施工總工期計劃，爭取壓縮墩身施工時間為后續施工的現澆連續梁留有充足的施工時間，確保不延誤總工期，因此墩身主筋采用鋼筋直螺紋機械連接每9 m一段接高，其余鋼筋采用綁扎連接。鋼筋直螺紋連接是通過對鋼筋端頭進行直螺紋絲頭加工和連接套筒咬合形成整體的一種連接方式。連接套筒從生產廠家預訂，用45號優質碳素結構鋼制作，進場的連接套筒按《鋼筋機械連接技術規程》JGJ-107—2010Ⅱ級接頭性能的有關規定驗收合格后方可使用。直螺紋連接標準型鋼筋接頭見圖5。

圖5 直螺紋連接標準型

2.1.1 采用鋼筋直螺紋連接技術的優點

a）連接速度快 連接方便，操作簡單、快捷。連接時將套筒套在已加工好絲頭的鋼筋上用普通扳手擰緊即可，大大降低勞動強度，節約時間。鋼筋絲頭可提前加工預制，套筒為工廠化生產，不占工期，加工效率高。

b）應用范圍廣 適用鋼筋任何位置與方向的連接，在狹小地帶鋼筋排列密集處也均能靈活操作。

c）適用性強 接頭質量可靠，現場施工時，風、雨、停電狀態，水下、超高環境均適用。

d）節材、節能、經濟 在同等級的鋼筋連接中，比傳統焊接工藝節省連接所用鋼材的60%左右。

e）適應環保要求 施工連接時不用電、不用氣、無明火作業、無漏油無污染，在易燃、易爆等施工條件下尤為安全可靠，可全天候施工。

f）安全系數高 減少了工人在高空作業的時間，降低了高空施工的危險性。

2.1.2 鋼筋接頭施工注意事項

a）剝肋滾軋直螺紋現場質量控制的核心是絲頭加工質量的控制，因此絲頭加工的檢驗至關重要。特別注意要經常檢查絲頭加工機的磨損程度，避免因過度磨損導致加工的鋼筋絲頭其長度和凹凸度不滿足要求，不能與套筒有效咬合。

b）為確保鋼筋有效連接并保證其力學性能滿足要求，鋼筋絲頭加工總長度應比套筒長度大，但每端絲頭外露不超過1個絲扣。

c）鋼筋機械套筒連接件加工初期要加大檢查頻率，用扭力扳手檢查套筒連接的力矩值是否滿足要求，鋼筋直徑25 mm時最小擰緊扭矩值為260 N·m，直徑28 mm時最小擰緊扭矩值為320 N·m，整個加工過程中加強對操作工人的監督力度，避免由于工人偷懶用力不夠，使鋼筋套筒連接件受到外力作用時從套筒處直接脫開。

d）被連接的兩鋼筋端面應處于套筒中心位置，用扳手擰緊，使兩鋼筋端面頂緊，同時要保證鋼筋的軸線在同一直線上，使其受力變形均勻一致。

2.2 模板的控制

2.2.1 模板高度選定

依據現場的施工條件和施工工藝的要求，為方便施工操作同時考慮減少混凝土的施工接縫，墩身窄方向模板用3節尺寸為2.5 m×2.25 m（寬×高）的鋼模板拼裝而成，寬方向模板用3節尺寸為6.5 m×2.25 m（寬×高）的鋼模板拼裝而成，即每節高2.25 m，總高度為6.75 m。墩身施工時，第1次澆筑混凝土高度4.5 m，每次翻升2節模板，以后模板循環翻升，每次澆注混凝土高度為4.5 m。

2.2.2 模板翻升方法

在混凝土澆筑完后，待混凝土強度達到設計強度的40%時，將下兩節模板用導鏈掛在頂上一節模板背肋上，然后松開拉桿，拆去模板連接螺絲，使模板處于松動狀態，再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一節模板，把最下面兩層模板拆開并移出，利用塔吊將模板吊起，并放置于上層模板相應位置上，進行模板組裝并將本節模板與下層模板聯接。施工時第1節段模板支立于承臺頂上，根據測量中點放出墩柱的幾何尺寸，然后沿著墩柱邊框線，用M30砂漿做一圈10 cm寬、5 cm左右厚的砂漿帶，以便于調平和以后對第1節模板的拆除。第2節段模板支立于第1節段模板上，為保證混凝土表面美觀，模板間的接縫均夾塞橡膠條，防止漏漿造成混凝土蜂窩麻面，測量定位后一次性澆筑混凝土。混凝土達到拆模強度后拆除第1節段模板同時拆除第2節模板的最下層拉桿，此時荷載由已硬化的墩身混凝土傳至墩底。待第1節段模板作調整和打磨后利用塔吊、手拉葫蘆將其翻升至第3層，依此循環向上形成拆模、翻升立模、模板組拼、鋼筋安裝、接長泵送管道、灌注混凝土、養生和測量定位、標高測量的不間斷作業，直至達到墩身設計高度。

2.2.3 模板定位

施工過程中墩身標高用水準儀控制，軸線用全站儀控制，垂直度用激光鉛直儀控制。

首先在承臺上通過導線控制網用全站儀準確放出墩身中心點位坐標，確保墩身的初始位置準確。在整個墩身施工過程中，都以此點位作為全部施工過程的中心控制點。垂直度控制為高墩施工的重點、難點控制項目，由于汾河特大橋墩身較高須分節段施工，其豎直度控制比普通墩柱更為重要。

本項目墩身施工采用激光鉛垂儀控制模板的鉛垂誤差。使用時將激光鉛垂儀安置在地面控制點上，進行嚴格對中、整平，接通激光電源，打開激光器，即向上發射出豎直激光基準線，在模板底面上放置繪有坐標網的接收靶，激光光斑所指示的位置即為地面控制點的豎直投影位置，根據激光鉛直儀所測的結果進行模板豎直度的調整，如果模板豎直度超過偏差范圍要求，就用手搖千斤頂進行調整。例如：左側端頭往右側偏了2 cm，就用千斤頂在右側端頭模下口往上頂，直至符合要求為準。

2.3 混凝土質量控制

2.3.1 混凝土澆筑

經現場監理驗收“鋼筋加工及安裝”和“模板安裝”工序合格，確認可以進行混凝土澆筑時，現場技術員及時提交“混凝土澆筑申請單”，由試驗人員根據實際情況及時檢測砂、碎石含水率，調整好混凝土施工配合比并提交混凝土攪拌站。在混凝土澆筑過程中，試驗人員要隨時檢測混凝土的坍落度、目測混凝土的和易性，確保滿足施工現場要求。在整個供料過程中施工現場與后場攪拌站要一直保持聯系，保證混凝土供料既及時、合格又不至于出料過快而現場澆筑速度慢造成混凝土坍落度損失嚴重，不能順利澆筑。

澆筑前，先在地面及塔架上安裝輸送泵管至平臺頂，并牢牢固定在塔架上。混凝土澆筑時要嚴格按規范操作，應對稱分層進行澆筑，每層30 cm，采用插入式振搗，在振搗過程中要注意快插慢提，以便于混凝土內的氣泡排除，同時也要注意過振，保證振搗無死角。混凝土澆筑過程中安排專人進行模板觀測，對模板出現的任何位移都必需及時掌握，分析原因并對后續發展有清晰的認識，在能保證各項控制指標合格的條件下繼續施工，在混凝土澆筑時隨時注意觀察所設置的預埋件及預留孔的位置是否移動，若發現位移及時校正。待混凝土終凝后，及時對其表面拉毛處理，以便上下兩層混凝土連接緊密。

2.3.2 混凝土養護

澆筑完畢后，對混凝土進行養護，待混凝土強度20 MPa時，拆除模板，并及時用塑料薄膜圍護覆蓋養護。施工前，在承臺上放置50 L塑料水桶，在墩身外側模板上掛設帶孔均勻的養護用水管，與桶內水泵相接。混凝土澆筑完后，用塑料薄膜將水管與墩身一起包裹，安排專人根據實際情況啟動水泵，通過水管對混凝土進行噴淋養護，并及時向塑料水桶中加水，確保養護用水，隨著墩身施工的進行及時加長養護水管。

3 組織管理、檢查評定

3.1 組織管理階段

3.1.1 思想保障措施

對每位職工宣傳優質建成該公路的重要意義，樹立榮譽感、責任感和使命感。把創優工作列入各級工程會、總結會的重要議題。在評先、評模、勞動競賽評比中把質量創優作為重要內容，安全生產實行一票否決制。

3.1.2 質量檢查程序的制定

按照“跟蹤檢查”、“復檢”、“抽檢”實施檢測，配置人員做到責、權、利相符。嚴格內部“自檢、互檢、交接檢”的執行，認真接受質量QC管理組的檢查和問詢，及時向監理單位和業主的相關部門進行報驗，具體檢查程序為：班組自檢、互檢、交接檢→項目部專職質檢工程師檢查→監理工程師抽檢→業主巡查。

4 安全與環保

高墩施工安全措施必須到位，我們成立了以項目經理為組長的安全領導小組，以各施工隊長為組長的安全生產小組，并設專職安全員，建立健全了安全崗位制度，逐級簽訂了安全承包合同，明確了各級的安全目標，制定了各自的安全規劃，達到了全員參加、全面管理的目的。監理單位設置了安全工程師對標段的安全工作進行監督管理。

在施工過程中，我們對臨時便道及臨時用地使用后及時進行了恢復，沒有對汾河河流造成污染。

5 總結

通過近一年的組織施工，墩身實體的各項控制指標都得到了保證，整個工程的外觀都通過一致的認可。總結整個施工過程，施工的軟環境尤為重要，有效的組織管理體系是整個施工環節的中流砥柱，充足的設施設備和合理的施工工藝是質量和進度控制的充分條件。