高速公路圓柱墩施工技術探究

摘要 圓柱墩作為高速公路建設的基礎，其施工質量直接影響到高速公路的正常使用和后期維護頻率。文章旨在探討高速公路圓柱墩施工過程中的鋼筋加工、系梁施工、模板安裝、混凝土澆筑等重點施工技術及工藝流程，通過案例分析圓柱墩在實際施工中的應用情況，以期為同類高速公路圓柱墩工程的施工提供理論和實踐指導。

關鍵詞 高速公路；圓柱墩；施工技術

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）18-0073-03

0 引言

在高速公路的建設中，圓柱墩是支撐橋梁和道路結構的核心構件，該施工項目由于需要的人員配置復雜、技術要求嚴格，因此在施工過程中，施工技術難點的出現是難以避免的。

文章通過實例在其施工步驟及施工方法方面做了具體分析，其流程與施工參數可為相似工程作為參考依據。

1 工程概述

鎮巴（川陜界）至廣安高速公路（以下簡稱鎮廣高速）是《四川省高速公路網布局規劃（2019—2035年）》中9條縱線之一鎮巴經廣安至重慶高速公路的重要組成部分。全線橋梁共29座，其中主線橋梁9座，樞紐互通橋梁20座；其中主線大橋3 054 m/9座，橋梁長度占路線長度的27.76%；樞紐大橋4 730.183 m/19座，中橋58 m/1座；隧道6 838 m/3座（均為微瓦斯隧道），特長隧道3 577 m/1座，長隧道2 572 m/1座，中隧道689 m/1座，隧道長度占路線長度的62.16%；樞紐互通1處；落地互通1處；橋隧比89.92%；全線圓柱墩共765根，高度<40 m圓墩柱723根，高度范圍在3～40 m之間，高度≥40 m圓柱墩根數42根，高度范圍在40.13～47.326 m。

2 施工方法

施工工藝流程如圖1所示；

2.1 鋼筋籠制作及安裝

2.1.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠加工主要采用滾焊機進行滾動焊接成型，兩節及兩節以上加工成型的鋼筋籠，若需分拆再組裝的，分拆作業時，須預先在對應的主筋上做好記號，防止對拉作業錯位導致鋼筋籠對接不到位，同時加強鋼筋籠兩端加強筋與主筋的焊接質量檢查。

2.1.2 鋼筋籠安裝

（1）鋼筋籠每隔2 m設置1道加強箍筋，在加強筋上對于圖紙有架立筋進行補焊加固，無架立鋼筋的鋼筋籠做十字交叉鋼筋來提升加強箍筋的剛度，提高變形能力，主吊點設在第一道加強箍筋處，采用主吊鉤起吊；副吊點設在另一側籠體端頭內側三分之一位置處，使用副吊鉤起吊，鋼筋籠采用吊車整節吊裝（因鋼筋籠兩端有錯頭，實際長度大約為9～10 m），采取雙點吊裝豎轉；當涉及中系梁施工時，鋼筋籠吊裝長度需根據中系梁位置進行調整，在地面接長鋼筋籠后，采用吊車雙點吊裝豎轉，鋼筋籠起吊前，應在鋼筋籠主吊點側第一道加強箍筋截面均勻布設3根（或4根）纜風繩，以便鋼筋籠安裝完成后及時對鋼筋籠進行穩固，同時在鋼筋籠主吊點第一道加強箍筋位置設置防墜器，將防墜器掛鉤拉出并掛于鋼筋籠底部；若鋼筋籠的整體高度大于12 m，必須在鋼筋籠上預先設置雙層纜風繩，上層纜風繩設置于鋼筋籠主吊點第一道加強箍筋位置，下層纜風繩設置于鋼筋籠中部位置（上下層的間距不得小于6 m）。

（2）豎轉作業時，主、副吊點須同時起吊，然后提升主吊點豎轉鋼筋籠，直至鋼筋籠豎直，豎轉過程中，主吊點與副吊點起升須緊密配合，嚴防副吊點端鋼筋頭觸碰到承載面或其他障礙物，造成鋼筋籠體旋轉、擺動或鋼筋頭彎曲變形。

（3）鋼筋豎轉到鋼筋籠底截面與地面齊平后，繼續提升主吊鉤吊點，直至高于安裝平面約20 cm位置時，吊裝設備將鋼筋籠緩慢旋轉至對接主筋上方。

2.1.3 鋼筋籠連接

鋼筋籠安裝時，根據放樣的基樁中心，來保證鋼筋籠的下口平面位置正確，空中接高鋼筋籠時，擬安裝的鋼筋籠應在初步對接基本就位、籠體不發生旋轉、擺動的情況下，方可調整主筋對位連接。

鋼筋籠連接完成后，及時將預先系掛在鋼筋籠上的纜風繩拉固在地錨上，可采用C20混凝土預制塊制作地錨，預埋25圓鋼，拉設的纜風繩與地面呈45°夾角，通過緊線器或手拉葫蘆將抗風繩收緊受力[1]。采用吊垂球上下對中的方法控制鋼筋骨架的垂直度和中心位置，與高程基準點比較，保證鋼筋籠的高程正確。

2.2 模板安裝

（1）模板一次性安裝的高度須大于鋼筋籠長度的1/2，但不得超過9 m，模板起吊前，需預先將防墜器掛設在吊點端模板上端頭，然后拉出防墜器保險鋼繩固定在模板下端頭，在模板底端設置纜風繩，便于地面作業人員操作纜風繩調整定位模板。模板起吊豎直后，須將半圓形模板提升到距支承面高約20 cm的位置，緩慢旋轉吊臂，直至接觸到墩柱鋼筋籠，然后緩慢下放到支承面，通過操作纜風繩配合使模板就位，模板下端頭應立即采取固定措施，在取下吊點前，模板上端頭須用掛鉤或鐵絲將模板與墩柱鋼筋籠主筋連接固定。

（2）第二塊半弧形模板就位程序同于第一塊，就位后，須立即對接豎孔，然后逐孔滿栓8.8級高強螺栓，并擰緊（40～65 N·m），豎孔螺栓連接禁止跳孔設置。豎向螺栓栓戴結束后，將穩固鋼筋籠的纜風繩移至對應位置模板上端頭進行固定，然后拉緊，作為穩定模板和調整模板端頭平面與豎直度的纜風繩使用，分兩次安裝的超高模板，在下層模板轉換的纜風繩未拉緊，穩固前，上層纜風繩不得拆除。

（3）第二層模板的纜風繩轉換設置同于第一層，模板的垂直度采用正交法（或吊垂球法）進行控制，即兩個方向用全站儀控制模板的垂直度。用緊線器或手拉葫蘆調整模板頂部平面位置前，吊第二塊半弧形就位的吊點不得卸力，調整到位后，須立即用鋼板或其他剛度物件將模板下端頭不平整的部位進行剛性支墊，然后用砂漿將縫隙堵嚴密，防止漏漿。

（4）取第二塊半弧形模板吊點前，須對拉設的纜風繩逐根進行檢查，必須保證其均處于受力狀態。吊點卸力前，模板上不得攀附有作業人員。卸力過程中，須密切關注地錨有無移位現象，若存在，吊點不得繼續卸力，須立即起升將模板扶正，增加地錨配重直至地錨穩定，然后收緊纜風繩，指揮汽車吊卸力拆除吊點鋼繩。

（5）拆除吊點后，須及時將混凝土澆筑操作平臺吊至圓柱墩模板上端頭就位，采用螺栓連接或焊接連接的方式與模板固定。混凝土澆筑操作平臺的位置設置須根據模板頂端以上墩柱鋼筋高度進行調整，確保模板端頭以上的墩柱鋼筋頂面距操作平臺底板平面垂直高度不大于1.2 m，調節方式為增加調節模板，模板尺寸檢測如表1所示：

2.3 安裝梯籠

操作平臺安裝就位后，立即安裝安全梯籠，登高梯籠安裝前，須根據梯籠平面尺寸（4 m×2 m）澆筑一塊4.5 m×2.5 m的矩形C20混凝土基礎，混凝土基礎靠近墩柱的內沿平面尺寸應與操作平臺平行，且不得超過蓋（系）梁操作平臺護欄的垂直投影邊沿。

混凝土基礎在達到設計強度后，將拼裝好的底座梯籠標節安裝在已硬化好的水平地面上，然后調整水平，并用M16×100的膨脹螺栓進行固定、限位。安裝的標節均在地面組裝成型，采取整節起吊安裝，各連接部位用M20×130高強螺栓連接，梯籠籠體垂直度須控制在千分之一以內，每6 m設置一道附著，保證梯籠穩定，附著需使用梯籠專用附著連接構件，嚴禁在梯籠受力構件上隨意動焊。

2.4 墩身澆筑

混凝土吊放入模，澆筑高度大于2 m時采用串筒送至澆筑面，分層下料（厚度不應該超過30 cm），分層振搗密實。每層下料完畢后，用插入式振搗棒搗固密實，振搗時應伸入下層混凝土10 cm左右，以使上、下層接合嚴密、不分層，脫模劑配合比計量準確，攪拌均勻，不構成對混凝土工程表面污染。

2.4.1 混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑吊裝入模，入模的混凝土嚴禁采取直接傾卸的方式，必須設置串筒，且串筒底距落體接觸面高度應控制在1 m范圍內。

（2）振動時由外側向中間布點，下層混凝土未振實，禁止上層混凝土入模。

（3）30 cm一層打一次振動棒，每一處振動完畢后應邊振動邊緩慢提出振動棒，振搗每一部位必須振搗密實，使混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿。

（4）混凝土振搗時間不宜過短，也不宜過長，一般每點振搗時間控制在20～30 s為宜。

（5）墩柱在澆筑混凝土前，須先對接觸面進行灑水濕潤。

（6）采用穿心棒法施工蓋（系）梁時，澆筑至距蓋（系）梁底約100 cm處時（具體位置如下圖），在柱內縱橋向水平預埋1根φ120 mmPVC（φ140 mmPVC）管（兩端作臨時封堵）用作蓋（系）梁托架支撐，澆筑后的混凝土頂面高出系（蓋）梁底3～5 cm，預留孔位置見圖3所示：

2.5 施工測量控制

2.5.1 測量標識測設

主要是軸線、標高的標識應精心測設，首先是在保證測設精度、控制方便的前提下，盡可能在隱蔽部位或在能被下道工序覆蓋部位設置標識，其次設置的標識不但要準確、牢固，而且要清潔，不污染其他部位。

2.5.2 結構平面尺寸控制

建立工程總體控制網，確定平面上各構件軸線，并測設出豎向結構的輪廓線。混凝土絕不允許出現露筋情況，因此在每個工序施工時應確保放線的準確性。

2.5.3 標高控制

按照常規操作布置，但必須注意的是要求精心操作，對于墩柱標高的控制，采用纏有色膠帶作控制點。

2.6 墩柱拆模及養生保護

2.6.1 墩柱拆模

墩柱模板在墩身混凝土強度達到2.5 MPa以上后，即可拆除墩身模板。模板拆除時采用人工輔助吊車，模板拆除后在墩柱頂外露鋼筋刷一層水泥漿，以防止其暴露在空氣中時間較長而銹蝕。

拆模前，須松脫地錨端纜風繩，利用汽車拴掛待拆模板上端吊點，提升起吊鋼繩受力后立即停止，隨后用掛鉤或鐵絲將另一半圓模板上端頭拉固在主筋上，防止模板在拆除上、下端頭的限位螺栓時模板發生傾翻，設置的拉固點不得少于2個。然后松、拆豎向連接螺栓，豎向螺栓嚴禁一次性全部拆除，必須在上下端頭預留2～3顆不拆除，但須先擰松，對模板進行限位，嚴防模板在拆除豎向螺栓過程發生傾翻；然后用錘輕輕敲擊或用千斤頂伸模板端頭，使之與混凝土脫離；然后拆除預留在模板上、下端頭限位的螺栓，再指揮汽車吊提升吊點將模板吊到指定位置平放，另一模板拆除方法類似。

2.6.2 墩身養護

（1）墩身覆膜

墩柱頂表面收漿后，應及時灑水養護，墩柱拆模后先用清水將墩身表面灑水澆濕，然后用成卷的塑料薄膜對柱身進行纏繞覆蓋，纏繞時應從墩帽開始，自上而下進行纏繞，每圈塑料薄膜搭接不少于30 cm，纏繞時用力均勻、松緊適度，保證不下滑即可，在墩柱底端封頭處采用膠帶進行粘貼，杜絕膠帶直接粘貼在混凝土表面。

（2）墩身養護

墩身灑水養護可采用滴灌養護，在墩頂設置水桶，水桶底端接一根長度不小于墩寬的PVC管，管子上打孔，管子用鐵絲附著于橋墩頂部，墩頂周圍緊貼一圈海綿條，水桶里的水通過管子上的小孔流出，從墩頂經過海綿條滲流至墩身，對墩身混凝土進行養護，水桶里的水根據養護情況及時進行補水，墩身滴灌養護墩身養護時間不得小于7 d。

2.7 墩柱施工縫處理措施

（1）橋墩施工前，應對其施工范圍內基礎頂面的混凝土進行鑿毛處理，并應將表面的松散層、石屑等清理干凈，對分節段施工的橋墩，其接縫亦應作相同的鑿毛和清潔處理。

（2）應盡量縮短首節橋墩墩身與承臺之間澆筑混凝土的間隔時間，間歇期宜不大于10 d，當不能滿足間歇期要求時，應采取防止墩、臺身混凝土開裂的有效措施，墩身平面尺寸較大時，首節墩身可與承臺同步施工。

（3）橋墩高度小于或等于10 m時可整體澆筑施工，高度超過10 m時，可分節段施工，節段的高度宜根據施工環境條件和鋼筋定尺長度等因素確定。上一階段施工時，已澆節段的混凝土強度應不低于2.5 MPa，各節段之間澆筑混凝土的間歇期宜控制在7 d以內。

3 結論

圓柱墩施工技術的選擇和應用必須充分考慮工程所在地的地質條件、氣候條件、交通流量等多方面因素。在實際工程中，應根據具體情況選擇最適合的施工技術方案，模板的應用、振搗工藝、混凝土養護技術等，都為提高圓柱墩施工質量提供了有力保障，通過嚴格把控施工質量、加強施工技術、實施定期檢測和維護等措施，可以有效確保圓柱墩施工的質量和安全。

參考文獻

[1]楊玲輝.某高速公路橋梁圓柱墩的施工技術研究[J].江西建材，2021（6）：195-196.