橋梁工程薄壁空心墩施工技術(shù)

張峰

（江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212016）

0 引言

在橋梁工程中，墩基施工是重要環(huán)節(jié)，但常規(guī)的墩基施工往往涉及大量的模板搭設(shè)、混凝土澆筑等復(fù)雜工序，工程周期長、成本高，且容易受到施工條件限制。而薄壁空心墩施工技術(shù)以其輕巧、高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)成為橋梁工程中的重要選擇，能夠?yàn)榻鉀Q常規(guī)施工方法存在的難題提供新思路，在橋梁工程中的應(yīng)用有重要意義。

1 工程概況

某公路橋梁項(xiàng)目，采用群樁基礎(chǔ)，大體積承臺(tái)結(jié)構(gòu)，墩身采用薄壁空心墩結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)人員和建設(shè)單位經(jīng)過綜合分析，以及對(duì)設(shè)計(jì)方案的審核，最終將施工方案調(diào)整為預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁（45m+80m+45m）+預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁（5m×30m）。

2 橋梁工程薄壁空心墩施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

在薄壁空心墩施工之前，需要進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，以確保施工順利進(jìn)行。

第一，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇適合的施工材料，對(duì)材料的強(qiáng)度、耐久性、穩(wěn)定性等進(jìn)行檢測(cè)，以確保材料符合施工要求。

第二，在橋梁工程中，操作平臺(tái)、提升系統(tǒng)、拌和站、起重機(jī)等都是關(guān)鍵設(shè)備，因此需要加強(qiáng)對(duì)這些設(shè)備的準(zhǔn)備和管理，確保設(shè)備在施工過程中穩(wěn)定運(yùn)行，避免因設(shè)備故障而延誤施工進(jìn)度。

第三，使用風(fēng)鎬等工具將施工作業(yè)面表面徹底清理干凈，去除松散的混凝土和其他雜物，確保施工效果不受影響[1]。

2.2 墩身實(shí)心段施工

2.2.1 測(cè)量放線

第一，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工要求，確定墩身的幾何形狀和尺寸，以及墩身的位置、高程控制點(diǎn)。

第二，在控制點(diǎn)位上設(shè)置臨時(shí)標(biāo)桿，使用水平儀或全站儀進(jìn)行測(cè)量，確定墩身的水平線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將水平線沿墩身表面進(jìn)行標(biāo)記，作為后續(xù)施工的參考。

第三，上述工序完成后，進(jìn)行垂直放線。在該環(huán)節(jié)，需要在控制點(diǎn)位上設(shè)置臨時(shí)標(biāo)桿，使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，沿墩身表面進(jìn)行垂直線沿標(biāo)記，用作后續(xù)施工的參考。

第四，使用測(cè)距儀對(duì)墩身的各個(gè)尺寸進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)記，確保墩身的尺寸準(zhǔn)確無誤。

第五，完成測(cè)量放線后，需要對(duì)放線結(jié)果進(jìn)行檢查和確認(rèn)，確保墩身的幾何形狀、位置和尺寸與設(shè)計(jì)要求一致。如果發(fā)現(xiàn)偏差或誤差，需及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修正。

2.2.2 鋼筋施工

在墩身實(shí)心段施工中，鋼筋安裝是關(guān)鍵的一步。鋼筋安裝施工主要包括以下幾個(gè)方面。

第一，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和墩身的荷載情況，確定每個(gè)截面的鋼筋類型、直徑、間距等參數(shù)，確保鋼筋的布置符合設(shè)計(jì)要求，能夠滿足墩身的受力要求。

第二，根據(jù)鋼筋布置方案，對(duì)鋼筋進(jìn)行切割、彎曲和焊接等加工。具體操作階段，需要確保鋼筋的長度和形狀符合設(shè)計(jì)要求，能夠滿足施工需要，預(yù)制好的鋼筋應(yīng)按照截面的順序進(jìn)行分類和標(biāo)識(shí)，方便后續(xù)施工安裝。

第三，在鋼筋施工環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和墩身的截面形狀，將預(yù)制好的鋼筋按照布置方案進(jìn)行安裝，要求確保鋼筋的位置準(zhǔn)確、與墩身的內(nèi)部空間相匹配。完成鋼筋安裝后，安排施工人員檢查鋼筋的位置、間距、彎曲角度等，確保其符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)驗(yàn)收合格的鋼筋可用于后續(xù)的混凝土澆筑施工[2]。

2.2.3 模板施工

鋼筋結(jié)構(gòu)施工完成后，需要對(duì)底節(jié)模板進(jìn)行鋪設(shè)施工。

第一，結(jié)合墩身的幾何形狀和尺寸，算出所需的模板數(shù)量，確保模板的尺寸與墩身要求相匹配，能夠滿足施工需要。

第二，按照模板設(shè)計(jì)要求，對(duì)模板材料進(jìn)行切割、拼接和加工，確保模板尺寸精準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。將預(yù)制好的模板進(jìn)行分類存放并做好標(biāo)識(shí)，方便后續(xù)施工安裝。

第三，模板安裝和固定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和墩身的幾何形狀，采用螺栓、鋼絲繩、支撐桿等方式將預(yù)制好的模板按照要求進(jìn)行安裝。在安裝過程中，需要確保模板的位置準(zhǔn)確，與墩身的形狀和尺寸相匹配，同時(shí)進(jìn)行調(diào)整和校正，使模板達(dá)到水平、垂直和所需的曲率等要求。

第四，完成模板安裝后檢查模板的平整度、連接處的緊密度、支撐點(diǎn)的穩(wěn)定性等，保證模板安裝質(zhì)量合格。同時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)模板進(jìn)行防腐和防黏處理，以延長其使用壽命并保證墩身的表面質(zhì)量[3]。

2.2.4 混凝土澆筑與振搗施工

進(jìn)行混凝土澆筑前，必須確保上一層結(jié)構(gòu)的表面平整、清潔，并進(jìn)行必要的潤濕處理，以提供良好的黏結(jié)條件，確保新澆筑的混凝土與上一層結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。連續(xù)澆筑時(shí)，需要控制混凝土的澆筑速度和厚度，以免澆筑不均勻或出現(xiàn)空洞。混凝土應(yīng)均勻地倒入模板內(nèi)，可以使用揚(yáng)水機(jī)、輸送泵等設(shè)備實(shí)現(xiàn)均勻澆筑。操作人員應(yīng)密切監(jiān)控澆筑過程，根據(jù)混凝土的流動(dòng)性和模板尺寸，適時(shí)調(diào)整澆筑速度和厚度，保證澆筑質(zhì)量和均勻性。

澆筑完成后，必須進(jìn)行充分的振搗。在振搗過程中，振搗棒應(yīng)直接插入上一層結(jié)構(gòu)5cm 以上的位置，確保混凝土與上一層結(jié)構(gòu)連接牢固。振搗棒應(yīng)垂直插入，且避免在同一位置重復(fù)振搗，以防過度振搗損壞墩身結(jié)構(gòu)。

2.3 墩身標(biāo)準(zhǔn)段施工

2.3.1 提升架體

第一，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爬升作業(yè)之前，必須牢固固定卡環(huán)，確保千斤頂?shù)奶嵘叨确显O(shè)計(jì)要求。在頂升過程中，需要調(diào)整調(diào)節(jié)帽，以確保升高高度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。使用控制臺(tái)操作千斤頂進(jìn)行提升，并使用支撐桿進(jìn)行加固處理。啟動(dòng)控制臺(tái)之前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理作業(yè)，確保達(dá)到清潔標(biāo)準(zhǔn)，并按照設(shè)計(jì)要求施加荷載。

第二，在提升施工過程中，千斤頂提升至4cm 高度時(shí)，使用井字架進(jìn)行固定，以確保結(jié)構(gòu)的承載能力符合要求。在千斤頂提升過程中，要確保結(jié)構(gòu)性能合格，支撐效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以免結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不合格影響施工安全性。平臺(tái)提升至2.65m 高度后，進(jìn)行下部混凝土結(jié)構(gòu)澆筑，高度為40cm，以確保現(xiàn)場(chǎng)有足夠的施工空間。在平臺(tái)移動(dòng)過程中，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，確保每個(gè)部分都符合現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，以免操作不當(dāng)影響施工效果。

第三，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)量和控制。在平臺(tái)提升過程中，要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行測(cè)量，以免在吊裝過程中出現(xiàn)嚴(yán)重偏移，影響施工質(zhì)量。通過測(cè)量和控制，確保平臺(tái)的位置和水平度符合要求，以保證施工的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)過程應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正所有偏差，以保證施工安全和質(zhì)量[4]。

2.3.2 模板施工

在墩身標(biāo)準(zhǔn)段施工中，模板安裝施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)墩身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起重要作用。

首先，在模板選材和加工過程中，要確保材料具有較高的耐用性和穩(wěn)定性，避免因模板材料不合格而影響施工質(zhì)量。同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和墩身的幾何尺寸，選擇合適的模板材料，并進(jìn)行準(zhǔn)確的尺寸測(cè)量和切割，以確保模板與墩身結(jié)構(gòu)的匹配性。其次，進(jìn)行模板安裝前，需要對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行清理，確保墩身表面干凈平整，無雜物和污垢。再次，在安裝過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工方案的要求進(jìn)行拼裝和固定，保證模板的穩(wěn)固性和準(zhǔn)確性。最后，模板安裝完成后，需要進(jìn)行檢查和調(diào)整，確保模板的水平度和垂直度符合要求。

2.3.3 混凝土澆筑

混凝土輸送作業(yè)開始前，要加強(qiáng)水灰比檢測(cè)和控制，砂漿性能檢測(cè)達(dá)到要求后再采用泵送的方式施工。根據(jù)施工需求和實(shí)際情況，確定混凝土泵送的起點(diǎn)和終點(diǎn)。通常情況下，起點(diǎn)為攪拌站或混凝土儲(chǔ)罐，終點(diǎn)為需要澆筑的具體位置。開始混凝土泵送施工前，需要準(zhǔn)備好泵送設(shè)備，并對(duì)其進(jìn)行必要的檢查和維護(hù)，進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)行，調(diào)整好泵送的流量和壓力確保泵送設(shè)備的工作狀態(tài)正常，滿足施工要求。

在施工環(huán)節(jié)，將混凝土從起點(diǎn)注入泵送管線，通過泵送設(shè)備將混凝土順利輸送到終點(diǎn)位置。在泵送過程中，需要確保混凝土連續(xù)、穩(wěn)定和均勻輸送。此外，在泵送施工過程中，需要持續(xù)對(duì)泵送管線進(jìn)行維護(hù)和監(jiān)控，確保管線暢通，避免堵塞和泄漏等問題的發(fā)生。

同時(shí)，監(jiān)控混凝土的流速和流量，調(diào)整泵送設(shè)備的工作狀態(tài)，以保證施工質(zhì)量和效率。完成混凝土泵送施工后，需及時(shí)關(guān)閉泵送設(shè)備，并對(duì)泵送管線進(jìn)行清理和檢查，清除管線內(nèi)的殘留混凝土，并對(duì)管線進(jìn)行必要的保養(yǎng)和維護(hù)，以保證下次施工順利進(jìn)行[5]。

3 薄壁空心墩質(zhì)量通病防治

薄壁空心墩在施工過程中常常出現(xiàn)蜂窩、麻面、氣泡、泛砂等質(zhì)量問題，為了防治這些通病，需要采取以下措施。

3.1 蜂窩控制

進(jìn)行混凝土澆筑前，需確保模板表面干凈，并對(duì)其進(jìn)行必要的潤濕處理。清潔模板表面可以防止雜質(zhì)、灰塵和油脂等污染物附著，避免對(duì)混凝土表面質(zhì)量產(chǎn)生影響；潤濕處理可以增強(qiáng)混凝土與模板的黏結(jié)性，降低混凝土的吸水性，避免混凝土過早吸水和流失水分，影響澆筑質(zhì)量。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)根據(jù)混凝土的流動(dòng)性和溫度等因素，選擇適當(dāng)?shù)臐仓俣群图夹g(shù)。過快的澆筑速度可能導(dǎo)致混凝土不均勻沉浮和空隙的產(chǎn)生，過慢則可能導(dǎo)致混凝土過早凝固，影響澆筑的連續(xù)性和一致性。在振搗過程中，要確保振搗棒充分貼合模板表面，將混凝土內(nèi)的空氣排出，避免空氣被困留在混凝土中形成蜂窩狀缺陷，從而保證混凝土的密實(shí)性和質(zhì)量[6-7]。

3.2 麻面控制

為解決混凝土施工過程中可能出現(xiàn)的麻面問題，需要從配合比設(shè)計(jì)、混凝土攪拌和澆筑過程等多個(gè)方面進(jìn)行控制和調(diào)整。

第一，在配合比設(shè)計(jì)階段應(yīng)根據(jù)工程要求和材料特性，明確砂石顆粒粒徑和骨料比例。過多的細(xì)砂或粉狀材料容易導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性差，從而形成麻面，因此要避免過多使用細(xì)砂或粉狀材料，以提高混凝土的流動(dòng)性，降低麻面產(chǎn)生的可能性。

第二，在混凝土攪拌過程中，攪拌時(shí)間和速度的控制也是關(guān)鍵。過度攪拌會(huì)導(dǎo)致砂粒磨損，產(chǎn)生麻面，過快的施工速度會(huì)導(dǎo)致混凝土過早干燥，影響其流動(dòng)性，增加麻面產(chǎn)生的可能性。因此，要合理控制攪拌時(shí)間和速度，從而保持混凝土中骨料的完整性，避免麻面生成。

第三，在混凝土澆筑過程中，要控制施工速度，保證混凝土能夠充分流動(dòng)，并保持均勻澆筑，避免產(chǎn)生孔洞和麻面。

第四，混凝土澆筑后，可以采用覆蓋物或噴水等方法，確保混凝土表面濕潤度適宜，防止水分過早蒸發(fā)，使其能夠正常硬化，避免產(chǎn)生麻面。

3.3 氣泡控制

在混凝土攪拌過程中，應(yīng)避免攪拌水過量和攪拌時(shí)間過長，以減少混凝土中的氣泡含量。過量的攪拌水會(huì)導(dǎo)致混凝土中的水灰比增大，容易引入過多的氣泡，影響混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和材料特性，控制攪拌水的用量，確保混凝土的均勻性和流動(dòng)性。同時(shí)，過長的攪拌時(shí)間會(huì)導(dǎo)致混凝土中的氣泡含量增加，因此要合理控制攪拌時(shí)間。在澆筑過程中，要采取適當(dāng)?shù)恼駬v措施，提高混凝土的密實(shí)性，使氣泡在混凝土中浮動(dòng)并逐漸排出，提高混凝土的質(zhì)量[8]。

3.4 泛砂控制

過度砂漿化會(huì)導(dǎo)致混凝土中的砂漿和骨料分離，進(jìn)而形成泛砂現(xiàn)象，影響混凝土的結(jié)構(gòu)性能。因此，在攪拌過程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和材料特性，合理控制攪拌時(shí)間和速度，保證混凝土的均勻性和一致性。在澆筑過程中，要注意振搗的均勻性和密實(shí)度，避免混凝土中的砂粒分離和堆積。

4 結(jié)語

薄壁空心墩施工技術(shù)是目前比較常用的橋梁工程施工技術(shù)之一，技術(shù)水平與操作規(guī)范性對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的施工效果和質(zhì)量有直接影響，所以需要加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究與優(yōu)化，同時(shí)在施工過程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取科學(xué)合理的管控措施，保證施工質(zhì)量。