公路橋梁高墩柱的施工難點和控制要點研究

歐廣州，謝培娟，歐露威

（中建二局土木工程集團有限公司，廣東佛山 528010）

1 引言

高墩柱為高度超過30 m 的橋墩，具有結構高度大、高空作業量大、施工難度大等特點，在施工過程中存在較多不安全因素，易引發風險。既往研究主要對高墩柱施工技術展開分析，本文重點探討高墩柱施工實踐，以提升公路工程高墩柱橋梁建設水平。

2 項目概況

某高速公路項目長15.5 km，沿途建設3 座橋梁。按照工程設計要求，橋梁工程主要采用高墩柱結構，墩臺使用樁基礎。其中，主橋梁長550 m，高達119 m，最高橋墩高87 m，墩基礎為群樁承臺，上部采用先簡支后連續T 梁結構，下部橋墩采用圓柱式墩和薄壁空心墩，分別達132 根和28 根，高度分別為5～53 m 和33～87 m。考慮到單個拱肋橋跨最長達到30.8 m，墩柱高度大，需開展大量高空作業，因此，需加強施工難點分析，編制專項施工方案，明確工程控制要點。

3 高墩柱施工難點

3.1 條件復雜

結合工程水文地質條件可知，施工區域包含粉質黏土、卵石、層碎石、風化砂巖等多個土層，水下巖石相對松散，孔隙水多，且含有基巖裂隙水，檢測確認帶有微腐蝕性，需加強鋼筋等材料保護。周圍地形環境復雜，地區氣候四季分明，夏季高溫多雨，冬季天氣寒冷。在墩柱建設周期較長的情況下，易受雨雪等惡劣天氣影響。例如，墩柱模板自成體系，一次澆筑高度為4～6 m，60 m 以上高墩柱需澆筑10 次以上，受氣候、人員安排等因素影響，施工工期多達6 個月以上。實際模板、鋼筋施工復雜，利用專業塔式起重機等大型機械開展高空作業易受環境影響，將導致高墩柱施工面臨較大安全威脅。

3.2 施工要求高

高墩柱施工對精度要求較高，受橋墩截面大、重心高、墩身柔度大等因素影響，軸線定位將面臨一定困難。作為支撐橋跨的結構，高墩柱還需發揮荷載傳導作用，將恒定荷載和動荷載傳遞至地基基礎結構，有效卸載橋面壓力[1]。在施工實踐中，受荷載和各種因素作用，墩柱容易發生彎曲，給軸線測量和控制帶來了較大難度，要求高空作業人員達到較高操作要求，一旦施工出現偏差將給整體質量造成影響。如施工縫處理不到將使墩身成為薄弱環節，給工程遺留隱患。

3.3 成本投入多

工程工期緊張，針對單根高墩柱施工周期長的情況，各墩柱需采取平行作業施工，為每根墩柱配置相應高度的模板體系，使用的模板數量較多，成本投入較大。與此同時，墩柱模板、鋼筋施工需配備大量機械設備，如升降電梯、吊車等，方便人員上下，進一步增加了施工成本。

4 高墩柱施工控制分析

4.1 施工方案

結合工程施工難點，將高墩柱劃分為4 個階段的施工內容，由各自作業班組分別進行各區域的立柱施工。由于墩柱較高，在預埋主筋時難以一次性安裝到位，需分段安裝，節段間采用搭接焊方式連接，通過吊車配合人工將搭接的鋼筋固定住，然后在高支架平臺上完成立面焊施工[2]。工程使用塔式起重機起吊模板、鋼筋和施工設備，利用PJ-200 懸臂機械爬升模板，同時現場配備攪拌機、泵車等設備。為確保設備順利進駐施工現場，將場地挖平后利用壓路機整平，確保全部機械操作穩固。搭建人行爬梯和工作臺，采用“之”字形連接方式。結合墩柱結構形式，圓柱墩采用大面積整體鋼模施工，通過吊運混凝土攪拌車完成混凝土澆筑。薄壁空心墩施工復雜性較高，工藝流程如圖1 所示，采用定制模板施工，開展翻模澆筑作業。在鋼筋綁扎前，確認首節立柱控制點和中心點，確保預設檢查線位置正確。待模板安裝合格后，將鋼筋籠運至指定位置，在對應位置設置保護層。在地面完成模板拼接后，使用吊車起吊，利用纜風繩固定。完成模板垂直度調整后，將模板放至指定位置，從下方與鋼筋連接。在模型內澆筑成型，凝結后拆模。確認中系梁和立柱驗收合格后，繼續開展后續作業。

4.2 控制要點

4.2.1 測量控制

在高墩柱施工過程中，測量作業為關鍵環節，需加強墩柱中線和高程測量，做好垂直度和標高控制。在中心測量上利用全站儀測量立模，搭配使用吊錘球輔助測量工作。在墩底施工結束后，利用纏繞鋼絲繩的滑輪架從高處下放10 g 吊錘球，確認滑輪架位于工作平臺中心。與此同時，在墩底中心預先設置鐵板，使吊錘球對準墩底中心，確認測量誤差不超5 m。高程測量時，使模板水平，并按5 m 間隔使用全站儀和水準儀逐一測量。使用全站儀布設導線點，利用水準儀加密測量，在墩柱附近設置水準點，可加強高程監控。如在墩柱接縫定位方面應確認橫截面不動，然后完成重心定位。采用預埋件定位方式按照圖紙固定預埋件，利用膠帶將PVC 管密封嚴實，防止澆筑過程中發生位移。施工時遇到預埋件或孔洞，應隨時測量高程，確認誤差在允許范圍內。沿縱、橫方向，確認護樁交匯位置，確定墩身重心。

4.2.2 模板施工

在模板施工階段，圓柱墩施工應選用高質量整體鋼模板，確認各部分結構精度合格，外觀、尺寸和表面光潔度達到要求，且垂直度、同心度偏差符合標準。根據墩柱截面組合拼裝模板，應完成斷面校準，按照要求放線。安裝前，在模板表面涂刷脫模劑，吊運至規定位置后利用纜風繩調節位置，達到要求后使用螺栓牢固連接，并做好雜物、松散物清理[3]。為保證模板施工安全，設立首層模板應做好尺寸檢查，確保中心對齊，連接牢靠。反復使用模板前，檢查模板的剛度、強度、完整度和穩定度是否符合要求，通過鑿毛作業清理模板，然后均勻涂抹脫模劑。拼接模板應先吊運小模板，使用定位銷固定，在恰當位置安裝水平螺旋扣固定內模。確認內部混凝土強度達到要求，可分步拆模，避免硬撬給混凝土帶來損傷。

薄壁空心墩采用定制鋼模，沿中心線設置左右模板拼縫，確認與中心線平行。采用翻模施工工藝，將墩身當作整體支承形式，按照1 次2 層的方式安裝模板，單層高度達4.5 m。安裝模板應設置支撐和對拉螺桿，防止模板變形。結合實際情況調整節段數量和高度，完成各節段安裝后澆筑混凝土，直至下部凝固后才能拆除下部模板，使用起吊機完成模板提升。通過反復施工，直至達到設計高度，期間應做好各處接縫處理，保證墩身完整性。在施工實踐中，利用三維坐標法準確標注墩柱各點位置，提前拼接模板和檢查拼縫精準度，確認達到標準。墩身模板焊接于施工平臺上，接縫處模板增設拉桿，確認混凝土澆筑分層在接縫位置。拆模時，確認接縫位置混凝土強度達到設計要求，上、下連接強度控制在10～15 MPa，發現墩身帶有水泥漿需及時清理。

4.2.3 鋼筋施工

現場設置加工棚制作鋼筋，在鋼筋進場后檢查尺寸、規格等，并確認剛度等性能指標符合要求。完成材料除銹、調直后，按照設計下料長切割。使用砂輪機加工鋼筋，確認切面和鋼筋軸線垂直，禁止出現馬蹄形或翹曲。在鋼筋表面涂刷防銹劑，可運輸至指定位置綁扎鋼筋，先接長豎向鋼筋，后綁扎水平環筋，最后進行內、外拉筋，形成完整的鋼筋網。按照梅花形布置交叉點，確認箍筋垂直于主筋，間距偏差不超過10 mm，主筋間距偏差不超過6 mm。系梁和墩柱鋼筋焊接施工時，應采用整條鋼筋，減少接頭。在墩柱輪廓線區域，需做好頂面混凝土鑿毛處理，校正主筋狀態。使用壓力沖水裝置清理表面，設置勁性骨架和定位框輔助鋼筋拼接，使主筋精準就位于墩壁中央，整體滿足較好剛度和強度。鋼筋上部設置預支塊滾輪，并確保鋼筋保護層厚達到要求，使墩柱和樁基混凝土形成穩定結構?？招亩招鑼摻罱壴鸀殇摻罨\，加強整體形狀控制，防止結構位移或鋼筋彎折。制作鋼筋籠應采用垂直方式安裝波紋管，控制各方向偏差。將主筋埋在最佳位置，確認垂直后按照順序安裝箍筋和調整間距，確認各層平直。采取幫條焊方式連接鋼筋，分段制作鋼筋籠，確認各節段連接性能合格。

4.2.4 混凝土施工

在混凝土施工過程中，應提前做好水泥、碎石等原材料質量檢查，并嚴格按照配比進行材料拌和，確認混凝土坍落度、和易性等性能符合標準。高墩柱需多次澆筑，提前檢查輸送泵、拌和站等設備狀態良好，且模板內外干凈，人員、振搗器具到位，實現連續施工。在混凝土澆筑前，提前均勻鋪設1～2 cm厚同等級砂漿，確保承臺頂部濕潤。為防止泵管給腳手架帶來較大沖擊，需裝設灌注支架，保證人員作業安全。采取分層澆筑方式，確認混凝土1 次入模厚度不超30 cm。采用串筒作業方式，使混凝土下落至底部，與底面間距不超1.5 m，防止出現離析問題。沿順時針方向布料，插入振搗棒振搗，首次振搗時間為45～60 s，第二次振搗為20～30 s，振搗點不變，然后關閉振搗器緩慢拔出，確認各部位達到密實度標準。收漿后開展灑水養護，使用塑料膜包裹表面，確認強度達2.5 MPa 后拆模。

5 結語

在公路高墩柱施工實踐中，面對施工條件復雜、精度要求高等難點，應通過科學編制施工方案和把握關鍵點，保證工程建設質量和安全。在工程施工中，從高墩柱施工普遍存在的問題出發展開深入思考，應做好中線和高程測量，在精準定位的基礎上，結合圓柱墩和空心墩等不同結構形式，采取適合模板安裝施工方法，并做好鋼筋加工和連接，嚴格按照相關技術規范完成混凝土澆筑、振搗等作業，在強度達標后拆模。通過全方位把握高墩柱施工控制要點，能消除工程安全隱患，保證公路橋梁工程的建設質量，為工程帶來可觀效益的同時，推動工程可持續發展。