濱海互通墩柱施工關鍵技術

喬繼保 QIAO Ji-bao

（中鐵十五局集團第二工程有限公司，上海 201714）

0 引言

在海洋環境下，橋梁墩柱因其所處的特殊環境，其施工工藝與常規工藝有所不同[1-4]。杭甬高速公路復線寧波段一期濱海互通工程橋墩眾多，墩柱施工需要針對海洋特殊環境采用相應的應對措施。本文以該工程為實例，分析研究濱海互通區墩柱施工中的技術問題，為后續類似項目施工提供了參考。

1 工程概況

杭甬高速公路復線寧波段一期濱海互通占用海域面積613.03 畝，是亞洲最大海上樞紐互通工程。杭甬復線寧波一期工程S3 合同段主要工程內容為濱海互通立交、濱海高架橋，橋梁單線長度21.078 公里/16 座。

圖1 杭甬高速公路復線濱海互通平面布置圖

橋梁墩柱結構形式有直墩、花瓶墩、圓柱墩、圓柱花瓶墩等結構形式，主線和匝道墩柱總量810 個，其中濱海互通區631 個。

表1 S3 標墩柱結構形式統計

2 墩身施工難點及對策

2.1 難點

受各類外界環境的不利影響，墩身施工面臨著眾多難點，統計如下：①海洋環境的不利施工影響（海風大、腐蝕環境等）。②對墩身模板剛度、強度、穩定性要求高。③工期緊張，互通區下部結構施工需多條匝道同步進行，棧橋占用率高，施工組織難度大。④鄰近既有金塘大橋，對吊具、模板強度、施工組織的要求較高。⑤墩柱屬于大體積海工砼，對防腐蝕性能、鋼筋安裝精度、保護層控制等要求高。

2.2 對策

針對以上難點，本文提出以下對策：①制定針對性的安全防護措施，嚴查施工安全隱患，做好應急預案。②對墩身模板根據不同的類型專門設計，并加強檢查。③建立完善的網格化機制，利用智慧管理平臺，完善棧橋交通動態化管理，做好互通區內各交叉施工的協調。④與金塘大橋權屬單位保持聯系，制定安全管理措施。

3 墩身施工方案

濱海高架橋墩身主要有兩種類型：其一：花瓶墩。墩高在11.75m 以下的，采用“一次立模，一次澆筑”成型；高度大于11.75m 的墩身，原則上采用“兩次立模，兩次澆筑，一次拆模”的方式。其二：圓柱墩。集中在匝道橋，圓柱墩以柱系梁為界，依次分節澆筑。

3.1 工藝流程圖（圖2）

圖2 工藝流程圖

3.2 墩身模板設計方案

3.2.1 圓柱墩身模板設計

①圓柱墩身采用分次澆筑。標準節段模板長3m，每個墩身根據墩身高度配置相應數量的標準節模板。②墩身模板采用整體鋼模板，每次立模前認真清洗模板面。③墩身鋼筋在鋼筋加工廠整體預制成形，現場整體吊裝。④在承臺間安裝落地支架用于鋼筋、模板的安裝。⑤對分節施工的墩身，在首節墩身施工時要加強測量工作，保證首節墩身澆筑的平面位置及垂直度。⑥墩身施工時，需根據設計圖和上部結構施工方案，準確預埋各種預埋件。

圓柱墩身模板按照墩身截面形式分成1/2 圓、高度分節設計，總體結構形式為加勁面板背檁，模板直徑有160cm，高度有標準3m 段。（圖3）

圖3 圓柱墩模板構造

3.2.2 花瓶墩身模板設計

①濱海互通花瓶墩墩身最大高度20.75m，標準節段模板長3m，每個墩身根據墩身高度配置相應數量的調節模板。②墩身模板采用整體鋼模板，每次立模前認真清理模板面，墩身標高≤7.6m 內貼透水模板布。③花瓶墩模板按墩身截面形式分塊，總體結構形式為加勁面板背桁架。④模板不設穿過墩身混凝土的對拉拉桿，上下層模板之間定位銷連接，正面模板與側面模板上背的桁架內弦桿兩端用Φ32mm 的對角拉桿拉緊。⑤花瓶墩模板面板采用6mm厚普通鋼板；豎肋采用[12 的槽鋼，間距30cm；橫肋為[25槽鋼，間距100cm。（圖4）

圖4 花瓶墩模板構造圖

3.3 鋼筋安裝要點

3.3.1 鋼筋骨架安裝

3.3.1.1 預埋鋼筋安裝 ①矩形墩及花瓶墩預埋鋼筋安裝。在承臺鋼筋綁扎完成后，精確放出墩身軸線及輪廓線，根據設計圖紙綁扎墩身預埋鋼筋。預埋鋼筋與承臺鋼筋點焊固定。②圓柱墩預埋鋼筋安裝。對于單樁獨柱的圓柱墩，預埋鋼筋需通過接樁預埋。樁基質量檢測合格后，鑿除樁頭至設計樁頂標高下1.6m。清除混凝土碎渣，調直樁基鋼筋并綁扎樁基箍筋。精確放出墩身中心點及軸線位置，預埋鋼筋骨架起吊至樁基上方，邊下放邊調整鋼筋籠水平位置，保證墩身鋼筋骨架軸線與放樣軸線對準。

3.3.1.2 墩身鋼筋安裝 鋼筋骨架采用四點吊裝，吊點位置交叉鋼筋進行電焊。套筒接頭檢驗合格后，方可綁扎搭接段的箍筋等鋼筋和混凝土墊塊。混凝土墊塊采用與墩身混凝土等強度的圓形保護層墊塊，墊塊應相互錯開、分散布置。每平米不少于4 個，可根據實際需要適當加密。

3.3.2 環氧鋼筋布置 鋼筋安裝時，為保證墩身的耐久性，墩身標高小于等于7.6m 處的鋼筋采用環氧鋼筋。墩身預埋的環氧鋼筋與承臺鋼筋采用點焊固定，對于損傷的環氧涂層均應在2 小時內及時修補。

3.3.3 鋼筋防銹措施 對于預埋的鋼筋或者加工完成的鋼筋要進行防銹。為縮短墩身的施工周期，每道施工工序應合理安排，防止鋼筋外露時間過長。

3.4 模板施工要點

3.4.1 模板布施工 ①模板清理：在粘貼模板布之前，將模板表面除銹打磨并用干布清除表面灰塵和油跡；②模板布修整：按照模板尺寸大小修整模板布，并在邊緣位置留置約5cm，屆時與模板背肋粘結，加強模板布的粘結性；③噴涂：將噴膠均勻的噴在模板表及四周；④粘貼模板布：粘貼模板布時，應將模板布氈面與模板密貼，先固定好模板布位置，由中心向四周展開壓實；⑤模板布拼接：模板布如需搭接使用，先將兩塊模板布重疊5cm，再沿重疊中間位置切開。

3.4.2 模板定位 鋼筋安裝完成后，即可逐塊安裝第一節模板。采用全站儀放樣，并在承臺上標記出墩身輪廓，模板安裝時，將模板內邊線與墩身輪廓重合；模板底部周邊用水泥砂漿做調平層，調平層頂面高差控制在2mm 以內，水泥砂漿調平層留一至二處缺口，待砼澆筑時再次進行沖洗，將水排出之后再封住缺口，澆筑砼。

3.4.3 模板安裝、加固、拆除 ①第一層模板精確就位，相鄰模板間每一道斜拉對角螺桿緊固完畢，再安裝上層模板；②模板吊裝采用鋼絲繩加卡環，指揮員打手勢起吊，起吊時設信號員指揮，指揮吊機用口哨配合手勢，并且吊車和指揮人員能通視；③底層模板安裝時，操作人員扶正模板，徐徐就位。第一塊模板就位后用方木支撐，防止其倒下；然后吊裝第二塊模板，插定位銷，方木支撐，直到該層模板安裝完畢；④上層模板起吊在待安裝位置上方緩緩下放，人工推模就位；⑤按照同樣的方法完成各層模板的定位、加固，同時緊固好相鄰模板間的豎向連接縫螺栓；⑥墩身模板拆除。由于模板布的使用，模板與混凝土之間的粘結力或摩擦力非常小。因此，在拆除模板前必須把要拆除的模板用鋼繩在履帶吊的吊鉤上掛好，扣好保險器，同時在上層模板上掛好安全繩，在側邊相鄰模板上設防蕩繩，經檢查無誤后，方可分別拆除模板。

3.5 混凝土施工要點

3.5.1 混凝土澆筑 混凝土經串筒輸送到底部，控制混凝土自由落體高度不大于2m。混凝土澆筑采用分層澆筑，每層厚度不大于30cm。混凝土振搗采用插入式振搗棒，振搗棒移動距離在30～35cm 范圍內，與模板保持5～10cm 距離，振搗時間控制在20s 左右。振搗當前層時，應將振搗棒插入至前一層5～10cm。在澆筑的過程中要控制好混凝土的澆筑速度，待混凝土強度達到2.5MPa 后方可人工電動鑿毛。

3.5.2 硅烷浸漬 墩身標高+7.6m 以下采用硅烷涂裝，下雨或有強風或強烈陽光直射時不得涂噴硅烷。

3.5.3 墩身混凝土養護 墩身混凝土澆筑完畢，立即用木抹子將混凝土頂面抹平，并覆蓋一層塑料薄膜，以防止混凝土表面被風吹失水過快而發生干縮裂縫。在混凝土初凝前進行二次抹面，能有效的預防干縮裂縫。混凝土終凝后，掀開塑料薄膜在混凝土表面上鋪設土工布并在其上灑淡水使其完全吸水飽和，再將塑料薄膜恢復到覆蓋狀態，以減緩土工布和混凝土表面水分的蒸發。墩身保濕養護不少于7 天，浪濺區范圍內的墩身帶模養護10 天。

3.6 高墩施工控制工藝

濱海互通主線橋115-124 墩位，墩身高度均大于20m，該段墩身定義為高墩。①高墩鋼筋骨架采用分兩次安裝工藝，整體預埋工藝較難保證鋼筋籠整體剛度、穩定性；擬在承臺澆筑時，預埋墩身下部鋼筋，墩身上部分鋼筋在模板安裝時再安裝。②高大墩身模板逐層安裝，逐層檢測；混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑位置控制在鋼筋骨架的連接處下方1m 左右。③混凝土分次澆筑接茬口位置應鑿毛處理，間隔時間不大于14 天。④鋼筋、模板、混凝土施工控制與“一次澆注成型工藝”一致，不再贅述。

3.6.1 纜風繩設置 設置纜風繩的目的是防止鋼筋骨架、模板受颶風影響，發生傾倒；防止模板受突風影響，發生晃動，造成作業人員失穩。纜風繩地錨端設置在承臺吊箱的側壁板上，另一端設置在墩身直線段及花瓶段的交點處。

3.6.2 輔助措施 ①若施工處于臺風期，可根據實際情況，調整工藝為“兩次立模，兩次澆筑”。②臺風登陸時，應提前2 天將已完成安裝的模板拆卸下來。③采用工字鋼支架加固鋼筋，增加模板自重及抗傾覆能力。

4 問題及優化

現場仍存在如外觀褶皺、水波紋、施工冷縫及墩身爛根等問題，影響了墩身的外觀，現將問題及初步解決思路總結如下：①水波紋，混凝土在兩次澆筑過程第二次澆筑振搗過程中混凝土漿沿著第一次澆筑模板下滲，造成水波紋。原因有模板螺絲緊固不牢、上下兩層混凝土的澆筑間隔時間太長，模板在外力作用下向外側活動。提高模板布張貼高度，混凝土要連續澆筑，在底層混凝土初凝前澆筑上層混凝土，同時模板的剛度和整體穩定性要滿足施工要求。②施工冷縫，兩次澆筑混凝土兩次成型且高墩身分段不合理導致，墩身存在較長的施工冷縫。合理安排橋墩澆筑分段、澆筑時機等，澆筑混凝土時設置串桶，或泵送砼接串桶至分層部位。③墩身爛根現象，高墩混凝土在澆筑過程中模板底口與承臺上表面不平整導致分析過大。原因是承臺頂面與墩柱模板接觸部位未進行鑿毛或鑿毛不徹底；模板產生變形，拼裝不嚴密等。墩身模板底部與承臺頂部銜接的部分粘貼雙面膠或2cm 厚海綿條，澆筑混凝土前先配制一定比例的水泥砂漿，然后將水泥砂漿堵在墩身模板底部的內外側，使其密封，之后再進行混凝土澆注。

5 結論與展望

濱海互通墩柱施工環境復雜，海風大、海洋腐蝕性強、對保護層厚度要求高，本文在常規墩柱施工方案的基礎上，針對濱海互通區墩柱的施工特點和要求，從模板設計、鋼筋施工、模板施工和混凝土施工等方面進行了工藝的優化，同時圍繞項目現場遇到的實際難題歸納總結，并提出了相應的解決方案，為后期類似工程的設計和施工提供了參考。針對濱海互通環境下墩柱施工的特殊要求，除了施工工藝的優化，后續還將對海洋環境中橋墩用混凝土的腐蝕劣化過程、環氧鋼筋與普通鋼筋抗拉拔性能對比等方面進行探索，將理論與實際相結合，以更科學的方式指導現場施工。