高墩翻模施工工藝及質(zhì)量控制

蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215000

1 工程概況

三淅高速廟溝特大橋位于河南省盧氏縣橫澗鄉(xiāng)境內(nèi)，該橋按上、下行分離式兩幅橋設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)采用30m、40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)根據(jù)橋梁跨徑及墩高分為雙圓柱墩和薄壁墩。廟溝特大橋全橋共93個墩臺，其中墩高在35m以上的有25個，為薄壁墩，最高的薄壁墩為55m，墩身水平斷面尺寸為6.5m×2.4m。考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性，該橋薄壁墩采用翻模法施工。

2 工藝原理

翻模法是一種自下而上將模板逐層上翻循環(huán)施工的方法。施工設(shè)備是由模板系統(tǒng)、作業(yè)平臺、提升系統(tǒng)、安全爬梯、養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)組合而成。模板系統(tǒng)由三層模板組成一個單元，當(dāng)澆筑完下面兩層模板的混凝土?xí)r，將下面兩層模板拆除翻升至第三層模板進(jìn)行施工，依次循環(huán)向上，直至墩身施工完畢。提升系統(tǒng)為QZT50塔式起重機(jī)和手拉葫蘆相互配合使用，完成鋼筋吊裝、模板翻升和施工機(jī)具材料提升等垂直運(yùn)輸作業(yè)。同時，鋼筋工程、模板工程、混凝土工程、測量定位、高程控制等工作不間斷作業(yè)，直至施工達(dá)到設(shè)計(jì)高度。

3 墩身模板設(shè)計(jì)與制作

墩身模板采用整體式鋼模板，模板制作加工時，特殊端角與其四邊的模板要連接拼裝為整體。模板厚6mm，橫肋采用[16槽鋼，豎肋采用[8槽鋼，橫肋間距為40cm，豎肋間距為32cm。每塊模板通過φ20mm圓鋼連接拉桿，每塊模板設(shè)置兩排，順橋向每排布置4根，橫橋向每排布置2根，端角四周采用φ30mm圓鋼拉桿并用雙螺帽固定。作業(yè)平臺采用∠75mm×75mm×5mm的角鋼焊接成三角托架并焊接在模板橫肋上，上鋪5cm厚木板作為施工行走平臺并安裝高度為1m的φ16mm護(hù)欄，護(hù)欄周圍設(shè)置安全網(wǎng)。

因墩身高度較高，在綜合考慮施工時間、施工機(jī)具材料和施工縫數(shù)量的基礎(chǔ)上來選定模板高度，最終確定模板分為3節(jié)，每節(jié)高度為2m，由4塊整體式大塊鋼模板拼裝而成。施工時每次使用混凝土澆筑2節(jié)模板的高度，即每次翻2節(jié)模板，澆筑4m高的混凝土。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

施工時，首先做好準(zhǔn)備工作并對承臺進(jìn)行鑿毛，在精準(zhǔn)測量放樣的基礎(chǔ)上綁扎第一節(jié)鋼筋并安裝模板、澆筑混凝土（混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，拆除第一節(jié)模板并作為第三節(jié)模板循環(huán)使用）。然后綁扎第二節(jié)鋼筋，安裝第三節(jié)模板并澆筑第二節(jié)混凝土，澆筑完畢后進(jìn)行墩身翻模施工，如此循環(huán)施工并及時對澆筑混凝土進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)。

高墩第一、二節(jié)混凝土“起步節(jié)”是比較關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)。“起步節(jié)”平面位置的精度、垂直度、模板頂部的水平度等直接影響其他節(jié)的精度、施工進(jìn)度及整個墩身的垂直度控制。后續(xù)各項(xiàng)工作循環(huán)進(jìn)行直至墩頂，其間穿插拆模、翻模、混凝土養(yǎng)護(hù)等工作，故文章以第一、二節(jié)施工為重點(diǎn)說明施工過程的工藝特點(diǎn)及注意事項(xiàng)。

4.2 主要工藝

（1）鋼筋綁扎。墩身鋼筋采用直螺紋套筒連接。在施工承臺預(yù)埋墩身鋼筋時，必須測量精確放樣嚴(yán)格控制鋼筋位置，并采用型鋼定位確保承臺澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋筋位置不發(fā)生偏移。

為方便現(xiàn)場施工作業(yè)，考慮作業(yè)人員身高和原材料長度，提前確定鋼筋下料長度為4.5m。根據(jù)規(guī)范要求同一連接區(qū)段鋼筋接頭不超過50%，在預(yù)埋墩身鋼筋時將相鄰接頭錯開1.2m，以后節(jié)鋼筋均按照4.5m下料。

（2）模板安裝。初次設(shè)立墩身模板進(jìn)行測量定位時，采用平面坐標(biāo)法（與導(dǎo)線聯(lián)測）準(zhǔn)確測量出墩身四角的平面位置，確定模板邊線，運(yùn)用三角高程法測量出承臺頂面高程。為了方便底節(jié)模板在混凝土澆筑完成后能順利拆除，底節(jié)模板安裝前應(yīng)在模板底部邊線外部砌筑一層厚約10cm的砂漿平臺。

施工前應(yīng)對模板進(jìn)行打磨除銹、清洗處理，并涂刷脫模劑。模板安裝作業(yè)采用塔式起重機(jī)和人工配合的方式，安裝全程由專人指揮，確保施工安全。模板的固定和調(diào)整通過拉桿和兩層模板之間的連接螺栓實(shí)現(xiàn)。模板安裝完成后采用垂球復(fù)核垂直度，模板拼縫處用密封條封堵，如有錯臺則及時調(diào)整。

（3）混凝土澆筑。混凝土用泵送入模，塔式起重機(jī)提吊斗做備用方案。澆筑前應(yīng)對混凝土接觸面做鑿毛處理。通過測設(shè)墩身中心線和臨時水準(zhǔn)點(diǎn)確定墩底標(biāo)高，并采用高強(qiáng)砂漿對模板周邊進(jìn)行找平、塞縫處理。

混凝土采用商品混凝土并嚴(yán)格控制配合比，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送至墩位，泵送混凝土入模，局部找平采用塔式起重機(jī)吊送料斗旋轉(zhuǎn)至施工部位卸料。

墩身混凝土澆筑應(yīng)提前制訂施工方案并認(rèn)真交底，采用分層澆筑、分層振搗，每層厚度為30cm，并應(yīng)確保混凝土連續(xù)澆筑、混凝土澆搗質(zhì)量和外觀效果。在澆筑墩身混凝土?xí)r，應(yīng)從四邊均衡下料，以防止施工荷載出現(xiàn)過大偏壓，造成模板系統(tǒng)偏斜。

（4）模板拆除。如何安全、順利地拆除模板是模板拆除作業(yè)的重中之重。施工操作人員應(yīng)配好安全帶并站立于作業(yè)平臺上，利用手拉葫蘆將底部要拆除的模板連接在上面一節(jié)模板橫肋處并拉緊，解除各對拉螺栓和部分上下節(jié)模板連接螺栓（保留3～5顆螺栓并擰松），采用繩索或小型倒鏈套在螺栓孔內(nèi)往外輕拉模板。當(dāng)模板下面稍有松動時，施工操作人員返回上節(jié)模板作業(yè)平臺內(nèi)，將要拆除的模板連接在塔式起重機(jī)吊裝鋼絲繩上，在塔式起重機(jī)和和手拉葫蘆的配合下，拆除保留的上下節(jié)模板連接螺栓，使下節(jié)模板完全脫離混凝土墩身，在塔式起重機(jī)收緊鋼絲繩后，解除手拉葫蘆，由塔式起重機(jī)吊至指定位置。

（5）模板翻升。翻模時，保留已澆筑完成節(jié)最上面一節(jié)模板作為持力部分，然后將下層模板逐一拆除。利用起重吊裝機(jī)械將除銹打磨、涂刷完畢的模板吊裝放置于頂層模板相應(yīng)的平面位置，將模板與周圍模板對拉或用螺栓連接。

（6）混凝土養(yǎng)護(hù)。為了在保證墩身實(shí)體質(zhì)量的同時，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)、適用、簡便的原則，應(yīng)采用高墩翻模混凝土噴淋養(yǎng)生的施工工藝。該工藝采用自動噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，由高揚(yáng)程水泵、手拉葫蘆、噴淋水管、鋼筋骨架、土工布及塑料布組成。

山區(qū)風(fēng)沙較大，普通養(yǎng)護(hù)方法不能使土工布與墩身緊密貼合，保水效果不理想，而且易造成土工布破損，影響循環(huán)使用。為保證養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面濕潤，采用土工布包裹墩身且配合噴淋養(yǎng)生，將土工布、塑料布和噴淋養(yǎng)生水管固定在鋼筋骨架上等優(yōu)化措施，使之形成整體式養(yǎng)生裝置，模板拆模以后利用手拉葫蘆隨墩身升高，使混凝土始終處于保水養(yǎng)生狀態(tài)。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 墩身線形控制

在高墩施工中，墩身線形控制極為關(guān)鍵。每段墩身施工采用施工前后復(fù)核和過程中控制調(diào)整相結(jié)合的措施，從而確保墩身整體垂直度。施工前后復(fù)核是指利用高精度全站儀立模前放樣、立模后復(fù)核；過程中控制調(diào)整是指利用垂球在立模過程中隨時校核、及時調(diào)整。

5.2 風(fēng)力、機(jī)械振動和施工偏載

隨著施工高度的增加，風(fēng)荷載、機(jī)械振動和施工偏載會對墩身軸線造成影響。針對此特點(diǎn)，應(yīng)增加模板剛度，以提高模板系統(tǒng)受力強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性；在澆筑墩身混凝土?xí)r，混凝土應(yīng)對稱均衡布料澆筑，防止施工荷載失衡，對模板支撐系統(tǒng)造成偏壓失穩(wěn)，進(jìn)而造成模板系統(tǒng)傾斜。

5.3 分節(jié)施工接縫處理

翻模施工模板拼裝次數(shù)多、分層多、施工接縫明顯且模板自身稍有誤差，都容易導(dǎo)致錯臺、漏漿等現(xiàn)象。針對以上問題，要求日常施工時注意模板保護(hù)工作，嚴(yán)禁碰撞致其變形；模板拼接時用雙面膠等粘貼封堵縫隙，每層混凝土澆筑至與模板平齊，做到施工縫與模板縫重合；同時應(yīng)對已完成施工的混凝土表面進(jìn)行鑿毛，加強(qiáng)上下兩層混凝土面的緊密結(jié)合。

5.4 混凝土外觀質(zhì)量控制

蜂窩、麻面、氣孔、泛砂、混凝土色澤不一致等是較易出現(xiàn)的混凝土外觀質(zhì)量問題，質(zhì)量保證措施如下：

（1）選取合適的混凝土配合比，從含砂率、水灰比、骨料級配等多方面考慮；

（2）拌制混凝土的原材料、外加劑和摻和料應(yīng)為同一廠家生產(chǎn)，確保澆筑觀感質(zhì)量；

（3）模板必須打磨清洗干凈，應(yīng)均勻涂刷脫模劑；

（4）應(yīng)連續(xù)澆筑，嚴(yán)格控制混凝土坍落度和含氣量；

（5）按照規(guī)范要求振搗，既不能過振造成泛砂現(xiàn)象，也不能漏振造成蜂窩、麻面現(xiàn)象；

（6）應(yīng)避免高溫時段澆筑混凝土，如因施工需要必須在高溫時段澆筑混凝土，應(yīng)對模板及混凝土原材料采取降溫措施。

6 結(jié)束語

高墩施工應(yīng)選用一臺塔式起重機(jī)配合2～3個墩身的施工，交叉作業(yè)，合理組織人員和機(jī)械。在工程實(shí)際施工中采用翻模技術(shù)并配合塔式起重機(jī)作業(yè)，對于加快施工速度、確保施工質(zhì)量、控制工程成本具有顯著效果。墩身的線形控制、實(shí)體質(zhì)量控制均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，混凝土澆筑質(zhì)量達(dá)到了“內(nèi)實(shí)外美”的工程效果。