京新高速SG1 標(biāo)西家屯1 號大橋空心薄壁墩施工與質(zhì)量控制

王強(qiáng)

（中交第四公路工程局有限公司，北京100025）

1 工程概況

京新高速膠泥灣至西洋河（冀晉界）公路SG1 標(biāo)分部起訖點樁號為K1+000～K41+000，全長40km。項目地理位置在張家口市懷安縣處，路線連接京新高速（二期）起，在懷安縣城西側(cè)與京新高速三期SG-2 標(biāo)相接為終點。工程造價26 億元，共34 個月。該項目控制性工程西家屯1 號橋的2 號、3 號、4 號橋墩施工（全線完工節(jié)點工程），橋位所在地屬于（2 座高山低處）深V 形地帶，地形起伏大，高差達(dá)45~55m。平面位于圓曲線上，起點樁號為K8+126.112，終點為K8+261.139，半徑2800m，緩和曲線（起點樁號為K8+167.331，終點樁號為K8+436.25，參數(shù)A：788.036，左偏）上，縱斷面位于R=23 000m 的豎曲線上[1]。

西家屯橋主墩2 號、3 號、4 號設(shè)計采用薄壁空心墩，尺寸為2.3m×4.6m，3 組高墩高度為44.5m、46m 和45m，在接近蓋梁處有實體段（2m），其中3 號橋墩處于溝底最深處位置，高差最大，同時，在實心橋墩和空心橋墩連接處設(shè)置有倒角，施工方案中采用現(xiàn)場加工鋼模板連接的方式來處理，所有墩柱均位于岸上，一般構(gòu)造圖如圖1 所示。

圖1 薄壁空心墩構(gòu)造圖

2 高墩施工特點

施工主要特點和難點是：（1）施工便道高差大，采取Z 型便道，并對溝底進(jìn)行局部回填，減少高差；（2）高橋墩的上下垂直運(yùn)輸，經(jīng)專家討論，在2 號橋墩左墩右側(cè)、3 號橋墩右墩左側(cè)、3 號橋墩左墩右側(cè)3 個位置，共配置3 臺吊塔。并在每個高墩墩身配備1 臺施工電梯，作為施工人員作業(yè)上下通道，混凝土輸送采用汽車泵送，并輔以輸送泵，如圖2 所示。

圖2 2 號、3 號、4 號高壁墩平面示意圖

2.1 施工周期長

考慮到模板的利用率和鋼筋混凝土等材料的供應(yīng)情況以及工藝養(yǎng)護(hù)時間，包括便道修整、地形整理和塔吊安裝等時間，設(shè)計每次澆筑節(jié)段的高度為4.5m，需要12 個澆筑次，經(jīng)計算6 個高橋墩施工工期為5.5~6 個月時間，對總體工期影響較大。

2.2 高空作業(yè)難度大

高空作業(yè)難度大表現(xiàn)在以下方面：（1）山體坡面上混凝土的運(yùn)輸和澆筑，采用地泵泵送，有條件情況下，用汽車泵或是塔吊配合使用；（2）大風(fēng)天氣中高處鋼筋連接和鋼模板、施工平臺翻運(yùn)等施工，對施工人員組織安排和技術(shù)要求有了更高要求。

2.3 質(zhì)量控制難

該高橋墩的質(zhì)量控制主要是在模板的多次拼裝、高空鋼筋焊接技術(shù)（或是套筒連接技術(shù)）、大體積混凝土澆筑的溫差控制和高橋墩外觀質(zhì)量的控制。

3 施工技術(shù)準(zhǔn)備

3.1 墩身施工方法選擇

根據(jù)西家屯1 號大橋橋墩的具體情況，該項目對橋墩施工方法進(jìn)行了比選，淘汰了爬模法施工費(fèi)用成本比較高和施工外觀難于控制，滑模法施工成本高，混凝土供應(yīng)不及時和橋墩變截面無法調(diào)整模板的問題，所以項目選擇了翻模法。施工速度滿足要求、成本低、工人操作成熟，工藝簡單可控等特點。

3.2 橋墩垂直運(yùn)輸及高空作業(yè)安全防護(hù)措施

西家屯1 號大橋墩柱采用塔吊作為高墩施工物料提升的主要工具，并輔以汽車吊予以配合。施工人員上下利用施工電梯，輔以安全爬梯，確保備用安全。橋梁空心墩內(nèi)搭設(shè)井字型扣件式腳手架以及不斷提升的施工作業(yè)平臺。并且在模板外側(cè)按安全要求和標(biāo)準(zhǔn)化手冊要求搭設(shè)施工臨時平臺，平臺采用懸掛式，主要材料用角鋼加工成活動的安全托架，在安全托架上搭接施工平臺，并按期中交四公局安全標(biāo)準(zhǔn)化要求做好施工平臺的防護(hù)措施，防護(hù)高度最低為1.2m（鋼管搭接制作）。

3.3 高墩模板的配置方案

模板配置方案邀請業(yè)主指定的模板廠家技術(shù)人員按圖紙進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計資料經(jīng)過項目總工審核后，由廠家組織加工生產(chǎn)的鋼模板，面板為6mm 厚鋼板（唐鋼），槽鋼和角鋼及鋼肋做骨架。間距每80cm，設(shè)置橫向雙16#橫肋，采用槽鋼；間距每30cm 設(shè)置豎向8#背肋，橫肋上設(shè)計拉桿，間距為1m，采用螺紋鋼制作。邊角處采用斜向拉桿。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模板澆筑的高度為4.5m，模板尺寸按設(shè)計橋墩進(jìn)行加工，都是在制定加工廠加工，采取組合鋼模板，進(jìn)場前進(jìn)行模板安裝和試拼，確保結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確，4.5m 高度模板分為一個2.25m 節(jié)和一個2.25m 節(jié)組成，計算受力活載，項目組織專家論證，保證安全可靠。

3.4 組合模板安裝和試拼

本橋空心高墩帶圓角方形，制作模板時要在注意圓角模板的加工質(zhì)量，要按照施工圖紙進(jìn)行加工，確保模板的整體性和順直度，采用螺栓進(jìn)行有效連接，內(nèi)膜與外模預(yù)留對拉孔洞，用于對拉桿的連接，達(dá)到澆筑尺寸不因連接出現(xiàn)問題，對拉采用25mm 的螺紋鋼筋，模板加工注重拼接縫的連接，每次模板拼裝時，安排現(xiàn)場技術(shù)人員檢查驗收。

3.5 高墩翻模模板工藝

在橋梁承臺施工完后開始安裝第一節(jié)墩身模板，模板立好后，內(nèi)外模板與承臺連接的縫隙范圍內(nèi)用高強(qiáng)砂漿進(jìn)行找平施工，找平層寬度約8~10cm，待強(qiáng)度達(dá)到要求后，按設(shè)計綁扎第一節(jié)的4m 鋼筋，鋼筋預(yù)埋長度160cm，且同一斷面鋼筋錯開達(dá)到50%，然后澆筑混凝土，控制振搗，反正空洞和外觀病害出現(xiàn)，養(yǎng)護(hù)后達(dá)到拆模強(qiáng)度，再安裝第二節(jié)鋼筋，注重鋼筋的焊接質(zhì)量，拆遷第一節(jié)模板安裝到下一節(jié)基膜上，保留上面0.5m 的模板，再安裝一節(jié)0.5m 節(jié)段模板，再澆筑第二節(jié)，依次不斷向上循環(huán)，逐節(jié)依次澆筑，直至達(dá)到設(shè)計墩頂標(biāo)高。

3.6 模板整體的安裝與檢查

模板在施工現(xiàn)場要進(jìn)行安裝和試拼，確保不變形，沒有外觀質(zhì)量問題，平整且接縫良好，與設(shè)計圖紙尺寸一致，安裝好后，技術(shù)人員進(jìn)行測量驗收，驗收合格后在進(jìn)行最終加固，防止模板錯位、對接不佳等問題。

每個墩配1 套（4 節(jié)2.25m）模板，左右幅周轉(zhuǎn)使用。模板每節(jié)高度2.25m。在正常節(jié)段，澆筑順序為，先澆筑一節(jié)高度為4.5m，在翻膜一次，翻模為2.25m，再澆筑2.25m，強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后,再翻模2 節(jié)2.25m 節(jié)點，再澆筑2 節(jié)2.25m（澆筑高度是4.5m）。這樣可以提高模板的利用率,減少每節(jié)段的時間，如此循環(huán)，直到墩身完成。用塔吊提升物料和模板。

3.7 起重設(shè)備配置

根據(jù)現(xiàn)場地形情況，采用3 臺塔吊作業(yè)。分別在2 號橋墩左墩右側(cè)、3 號橋墩右墩左側(cè)、3 號橋墩左墩右側(cè)3 個位置。本橋選擇臂長45m 的Q7263 型塔吊。因為3 排橋墩的承臺頂高程位置不一樣，不會存在塔吊交叉施工的影響。同時，為了避免整體完工時間，采取優(yōu)先施工3 號橋墩措施。另外，控制塔吊的不同轉(zhuǎn)向方位和起吊作業(yè)時的高差，專人指揮，聯(lián)動作業(yè)。

4 高墩翻模施工工藝

4.1 首段（初始節(jié)）高墩墩身施工要求

首節(jié)施工要求包括：（1）控制初始節(jié)段的平面位置（立模）的準(zhǔn)確性，做好檢查；（2）模板的連接質(zhì)量，包括模板與承臺有效對接，低面平整度及時處理，并要做好承臺混凝的鑿毛工作，加強(qiáng)混凝土黏結(jié)力；（3）鋼筋綁扎和對接，建議使用套筒連接方式，按照標(biāo)準(zhǔn)化要求，做好首件工程施工，為后續(xù)工作提供標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。

4.2 第二、第三節(jié)段高墩墩身施工

澆筑首節(jié)橋墩混凝土之后，暫時不對模板進(jìn)行拆除，在第一節(jié)模板頂面上繼續(xù)安裝第二、第三節(jié)高墩的鋼筋和模板，可以利用塔吊進(jìn)行吊裝，工人在作業(yè)平臺上進(jìn)行組拼，確保每一節(jié)模板的拼裝質(zhì)量，內(nèi)外模板用對拉桿加固固定，按要求澆筑這2 節(jié)混凝土，做好試塊，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

4.3 其他剩余節(jié)段墩身的作業(yè)施工

第三節(jié)混凝澆筑強(qiáng)度達(dá)到10MPa 時，（混凝土已經(jīng)滿足模板支撐活載）可以組織拆除第三節(jié)段外的其他模板，拆除時注意包括混凝土的外觀質(zhì)量，不要缺邊調(diào)角和影響下道工序的施工，對第一、第二節(jié)模板進(jìn)行打磨，修正，刷脫模劑后，用塔吊吊送到第四節(jié)和第五節(jié)處進(jìn)行拼裝，依次類似循環(huán)作業(yè)，一直到設(shè)計標(biāo)高為止。同時，要注意傾斜度的每節(jié)段控制。

4.4 墩頂封閉

當(dāng)施工澆筑至墩頂實心段位置，做好內(nèi)支撐平臺，采用大對拉桿（預(yù)埋工字鋼14 號）作為受力支撐，用木板做好一次性底模板，考慮受力問題，同時，減少澆筑節(jié)段的厚度，每次澆筑不超過1m，全面施工結(jié)束后開始拆除模板。按照從低向上的順序，先底節(jié)，在中節(jié)，后頂節(jié)，并且由專人指揮拆除工作。

5 質(zhì)量控制

5.1 模板拼裝和連接

模板拼裝過程的質(zhì)量控制措施包括：（1）模板進(jìn)場后進(jìn)行尺寸驗收，并進(jìn)行組合模板和試拼試驗，確定尺寸和接縫滿足要求后，才能投入施工，不然則返廠加工修復(fù)；（2）模板安裝可以用雙面膠進(jìn)行局部封堵，防止漏漿，如果模板錯臺嚴(yán)重，要及時同時廠家按期技術(shù)人員予以修整和完善，要保證模板滿足業(yè)主規(guī)定的內(nèi)實外美的整體要求；（3）模板安裝好后，應(yīng)進(jìn)一步檢查模板的螺栓連接質(zhì)量和拉桿連接質(zhì)量是否良好，采用直徑為5mm 螺紋鋼作為對拉桿使用，外加PVC 的套筒，間距按模板設(shè)計時拉桿孔間距全部布置；（4）模板拆除和吊裝要嚴(yán)格按照施工方案執(zhí)行，要確保模板拆除過程中的安全，塔吊要及時修整和檢查，拆除吊裝要專人指揮。

5.2 測量控制措施

5.2.1 高墩平面位置控制措施

首先，在西家屯1 號大橋橋區(qū)建立測量控制網(wǎng)，用全站儀在承臺頂面進(jìn)行模板位置放樣，每施工4.5m 位置處，測量隊進(jìn)行平面檢查和調(diào)整，保證順直度滿足規(guī)范要求，防止出現(xiàn)誤差，再進(jìn)行下一節(jié)模板的拼裝，同時，還要檢查高墩施工中的垂直度檢查，每節(jié)段依次類推，嚴(yán)格控制坐標(biāo)位置，提高測量的精度控制。

5.2.2 高墩高程測量控制措施

首先，在橋區(qū)建立水平控制網(wǎng)，采取水平儀加鋼尺結(jié)合方式進(jìn)行測量，再用全站儀三角高程法進(jìn)行復(fù)核，在水準(zhǔn)儀無法滿足現(xiàn)場地形測量要求時，用全站儀進(jìn)行高程測量，同時，根據(jù)橋墩施工尺寸量測進(jìn)行復(fù)核，確保高程測量控制滿足設(shè)計精度要求。

5.3 高墩混凝土澆筑質(zhì)量控制措施

高墩高空澆筑混凝土主要在于標(biāo)準(zhǔn)化施工，因為影響因素多，質(zhì)量不好把控和檢查，重點控制措施如下：（1）加強(qiáng)班組管理，建立標(biāo)準(zhǔn)化施工流程，保證原材料控制，按論證的方案組織施工，項目委派橋梁工程師配合監(jiān)理單位和第三方監(jiān)控管理，建立西家屯大橋質(zhì)量獎罰措施；（2）高墩墩身的外觀控制措施，要打磨模板，涂專用脫模劑，振搗到位，不能漏振，確保混凝土密實，強(qiáng)度不達(dá)到要求，不能提前拆模，控制地材的含泥量；（3）每節(jié)澆筑后及時養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)采用一布一膜包裹，人工滴水蒸養(yǎng)的方法，保證要有足夠的養(yǎng)護(hù)濕度，防止因內(nèi)外溫差太大造成的溫度裂縫，在最后節(jié)段頂面用土工布灑水養(yǎng)護(hù)。

6 結(jié)語

通過組織施工西家屯1 號大橋的高橋墩作業(yè)，在施工中不斷發(fā)現(xiàn)和處理質(zhì)量通病，積累了先進(jìn)經(jīng)驗，達(dá)到了業(yè)主提出的內(nèi)實外美要求，也培養(yǎng)了類似工程施工的先進(jìn)團(tuán)隊，也為以后可能出現(xiàn)的高橋墩問題指明了突破方向。