高速公路薄壁空心墩施工工藝及質量控制

陳 鍵

（中鐵十九局集團第三工程有限公司，遼寧沈陽 110121）

1 工程概況

福宜高速公路第五合同段里程為K42+240—K53+936.16，線路長11.696 km，標段內主要構造物及工程量包括隧道2 座、主線橋梁2 座、涵洞5 座，其中陽宗隧道及徐家莊隧道總長9.711 km，主線橋梁全長0.658 km，涵洞186.84 橫延米，標段路基全長0.2 km，土石方共計4.5 m3，互通1 處。高速公路橋梁墩柱采用薄壁空心墩，選擇翻模施工技術。

2 施工方案

根據本高速公路項目需要，橋梁墩柱采用薄壁空心墩，選擇翻模施工技術。在橋梁施工過程中，安裝墩身第一個4.5 m 段模板時，可通過安裝兩節2.25 m 高的模板形成4.5 m 的澆筑高度。待混凝土澆筑作業完畢且強度達到設計要求后，施工人員根據施工規范將第一節模板拆下，借助模板固定架、吊車、手動葫蘆等設備完成翻模作業，將第一節模板翻至第3 節段，以此類推，在每次翻模過程中翻升兩節，留一節作為支撐。翻模施工的重點在于向上形成拆模、翻升立模、搭設工作平臺、焊接綁扎鋼筋、接長泵送管道、灌注混凝土和養生循環作業，最后使橋梁墩柱高度達到設計要求。

3 施工技術

3.1 模板施工

為了控制成本造價和提升施工效率，本項目所選擇的模板為三節2.25 m 等高模，面板為6 mm 鋼板，型鋼骨架加強，板面接縫高度差＜1 mm 并保證接縫平整，可用磨床對接縫處進行打磨處理，將其平整度控制在2 mm 范圍內，在采用Φ20 mm 高強螺栓板的基礎上增設拉桿形固定和支撐模板，以此保證模板質量，避免模板在周轉過程中出現錯位和變形等問題。橋梁墩柱墩身模板選擇型鋼作為縱橫背枋，發揮固定和支撐模板的作用，提升模板的穩定性與安全性。

（1）翻模支撐（圖1）。針對預埋的U 形鋼筋應遵循“反搭設”的搭設原則[1]，用鋼管支架支撐內膜，并在三節模板的外面施作鋼箍支撐，并且繼續在每節模板的外面增設鋼箍支撐，使最頂端鋼箍的各個方向都有一條繩索來確保軸線足夠垂直。選擇Φ25螺栓對內外模板進行對拉。在澆筑混凝土的過程中，施工人員要在澆筑面的上方位置增設隔板支撐（①≥50 m，以20 m 為單位設置一道橫隔板；②＜50 m，以15 m 為單位設置一道橫隔板），施工方式選擇托架施工。為了避免墩徑變形，要嚴格控制混凝土澆筑質量，保證澆筑混凝土時模板不會出現內縮和漲模問題。選擇直徑超過30 mm 的鋼絲繩作為拉索，直徑超過20 mm 的圓鋼作為鋼箍，應用拉緊器拉緊鋼箍，再通過模板將其拉緊，保證模板具有足夠的支撐強度。

圖1 翻模支撐結構示意

（2）模板拆除。混凝土強度達到1.2 MPa 時即可拆除模板。先綁扎鋼筋，再將掛籃提吊節段的上一節支架上后開始拆除，先拆卸側模板，將拆除的模板循環應用到上一節模板施工。注意拆除時應避免損壞混凝土棱角和表面，并保證模板的穩定性[2]。

3.2 鋼筋綁扎

按照相關規范，要保證鋼筋綁扎、模板安裝以及混凝土澆筑作業協調展開。空心墩應選擇分段綁扎、焊接的方式，應預先綁扎好柱式墩鋼筋籠，再用吊車吊裝提升至恰當位置，綁扎過程中密切關注鋼筋的長度和主筋的位置，避免鋼筋骨架出現傾斜。為保證連接的兩根鋼筋處于同一水平線上，對鋼筋進行預變，在同一截面上焊接接頭的長度應同時滿足≥鋼筋直徑的30 倍和具體長度≥30 cm，并保證鋼筋接頭≤1/2 鋼筋直徑。此外，應在模板與鋼筋之間安裝異形砂漿墊塊，并緊密綁扎在鋼筋上，提高鋼筋保護層的厚度。

3.3 混凝土施工

本高速公路項目空心墩墩身施工選擇的混凝土有C20 和C25兩種。混凝土的配比需要綜合考慮多種因素，由項目部實驗室進行配比試驗，保證坍落度達到設計要求[3]。本高速公路的梁柱為薄壁空心墩，墩壁最薄位置的厚度為60 cm，因而對混凝土施工的要求較高，對混凝土的和易性及水灰比要求也較為嚴格。安排2 臺JS500 式強制式攪拌機和1 臺PLW1200 三倉配料機，項目部試驗室最后確定混凝土的塌落度14～16 cm，拌和時間1.0～1.5 min。

3.3.1 施工準備

正式開始橋梁墩柱施工前，管理人員應先對水泥類型、標號及質量進行全面檢驗，保證入場原材料符合相關標準，對砂石的含水率進行配比換算，保證混合料配比的科學性。其次是檢查拌和設備的運轉情況，校和配料機的稱量系統，以此保證下料精準[4]。最后檢查鋼筋、模板的位置、高程及垂直度，做好施工前的準備工作。

3.3.2 混凝土的拌制

混凝土按計算好的配比進行下料攪拌，最后得到混合均勻、和易性及坍落度都符合設計要求的混凝土材料。其中，應遵循“石→水泥→砂”的下料順序，拌制時間控制在1～3 min。

3.3.3 混凝土的運輸與澆筑

常用的混凝土運輸設備有機動翻斗車、吊車及塔式起重機等，根據施工的實際情況靈活應用運輸設備。在正式開展混凝土澆筑作業前，施工人員要做好準備工作，參考日常工程量和澆筑速度確定澆筑厚度，在澆筑過程中遵循“分層、對稱、勻速”的澆筑原則，并將混凝土澆筑至模板位置，保證施工縫與模板縫處在同一水平位置，通常澆筑厚度要達到30 cm 且略低于模板1 mm。當混凝土自由傾落度＞2 m 時，密切關注混凝土情況，采用串筒，提高混凝土的穩定性。

3.4 混凝土的振搗

混凝土振搗作業要嚴格按照施工規范進行，防止出現漏振、過振及撞擊模板的問題。本項目工程橋梁基礎選擇70 型插入式振搗棒，而橋梁墩身選擇50 型插入式振搗棒，交錯振搗、深入插入下層混凝土，每一混凝土振搗點的厚度是振搗棒長度的1.25倍，保證振搗下插深度達到5～10 cm，時長達到20～30 s。

3.5 墩頂封閉及脫模養生

當橋梁墩身施工達到設計標高后即可進行墩頂封閉施工，將墩身內側的模板改裝成為封閉段的木質模板，待混凝土強度達到設計要求（2.15 MPa）后可直接進行脫模養生。其中，制作模板時選擇厚度5 cm 的刨光木板，涂抹脫模劑，完成綁扎鋼筋及施作支架等一系列工作后進行混凝土澆筑。根據本項目橋梁墩柱的施工實際情況，將墩身的養護分為前期水泵抽水灑水養生和后期自然養生兩部分。

4 施工質量控制

4.1 墩身線型控制

為了保證墩身線型的流暢性和完整性，遵循“從兩側均勻澆筑”的澆筑原則，靈活運用多種儀器輔助混凝土澆筑作業，選擇全站儀完成墩身高程的測量和軸線的控制，確定并對四角的坐標進行監控。將墩身測量工作安排在上午6：30—8：00 最為適宜，可以消除因為溫差而產生的誤差。

4.2 墩身質量保證措施

（1）嚴格按照相關標準和規范綁扎和焊接鋼筋，做好鋼筋的質量檢驗工作，要求生產廠家提供質量證明證書和試驗檢驗報告，質量不達標的鋼筋不得進入施工現場。分類架離放置鋼筋，鋼筋出現鐵銹必須進行除銹[5]。

（2）嚴格按照項目部試驗室給出的配比配置混凝土，控制混凝土的含砂率和水灰比，保證拌和時間，防止墩身出現氣泡、蜂窩孔等不良問題；在混凝土灌注過程中，按照技術規程做到持續灌注，防止脫模后混凝土的表面發生“千層餅”等不良病害；持續進行混凝土的振搗作業，消除混凝土氣泡和提升密實度；重視混凝土澆注質量，實施分層澆筑，必須保證前一層的混凝土澆筑凝固強度達到設計要求后再進行下一層澆筑，混凝土坍落度＞2 m 時，必須選擇串筒或滑槽施工技術以保證混凝土達到坍落度要求。

5 結束語

綜上所述，翻模施工法應用價值高，需要投入的資金較少，且施工效率高。本文基于高速公路項目實際需要，分析薄壁空心墩施工技術，最終保證了工程質量，希望所提內容能為類似工程施工提供參考。