空心高墩施工技术总结

空心高墩施工技术总结【摘要】文章结合通灌铁路XX特大桥的施工实践，介绍了进行薄壁空心高墩施工的施工工艺、机具配合及质量控制。1工程概况：XX东部铁路新建XX至XX段是国家一级铁路项目，XX特大桥，跨越XX，桥梁中心里程为DK17+722，全长867.65m，桥梁上部结构为26-32m简支T梁。本桥3～8、19～25号墩及XX台基础采用明挖基础，XX台及1、2号墩采用钻孔桩基础，9～18墩采用挖井基础。桥台均为T型桥台；1～5号桥墩采用直线矩形实体桥墩，6～21号桥墩采用直线圆端形空心墩，22～25号桥墩采用曲线矩形实体桥墩，最大墩高57.4m。下面结合XX特大桥工程施工特点，探讨一下薄壁空心高墩施工技术。2薄壁空心高墩施工方案设计：2.1垂直运输机械选择XX5号大桥主桥高墩施工的难点是垂直运输和高空作业防护，垂直运输的机械选择关系到施工进度快慢，而作业平台的选择、设计，则关系高墩作业人员的安全，不可轻视。由于墩身高度较大，所以为便于施工和缩短施工周期，墩身施工中实际采用塔吊和内部检查梯作为物料提升和人员上下的工具。2.2确定施工方案该桥大部分桥墩为单线圆端型空心桥墩，墩身底部为实体，墩帽为3米的实体，中间部分为空心，在空心的两端各设计1米的导角，墩身外壁坡度42:1和50:1，内壁坡度65:1和100:1，见图（一）墩身大样.由于墩身本身的特性，传统的翻模，爬模及滑模均不适合本桥墩的施工。因此施工工艺的选择显得尤其关键。1)采用小模板满堂脚手架翻模法施工，优点是①小模板易提升，不需要大型起吊设备。②安满堂脚手架可以全封闭防护，不易出现危险。缺点是①施工程序多，施工缝多，模板不易拆除，利用率低，施工周期长，浪费时间，工期不允许。②满堂脚手架每个墩需要45t钢管，2500多个扣件，不能达到多个墩全部施工，周转用量太大。③满堂支架施工对人员的需求量大，重复劳动浪费大量的人力，周转性材料投入过多，成本增加，不满足经济实用施工要求。2)采用大模板模板支架翻模法施工(每次施工高度根据实际情况机动调整)。优点是①成功地解决了工期紧张的问题，平均每个周期为5d左右，提高了工效。②大模板混凝土施工接缝少，而且施工缝采用凿毛处理，满足业主精品工程的要求。③模板所用的支架采用70×70×8角钢，整套模板只用3t多的角钢，比满堂脚手架节约近42t的钢材及所有的扣件，节省近百万的材料费用，且支架为一次性作业不需要拆除，人工约满堂支架人工总量的1%。缺点是①采用吊车起吊模板，装载机转运模板，需要大量的设备投入施工才能进行。②由于采用模板支架法，安全问题成为第一重点，需在模板支架外加设防护网及安全护栏保护措施。综合分析后采取变截面空心墩薄壁墩模板支架法，即采用整套模板结合墩身的内部结构分段施工，多桥墩同时滚动作业。根据确定的方案结合桥墩的高度设计大面积模板。模板的高度自顶向下计算，外模整体分为6块，圆周部分4块，直线部分4块，每块高1米。现以24米高的桥墩为例简述模板的使用流程，见模板流程图。第一次的模板安装如（一），报检后浇注混凝土，在第二次混凝土浇注两天后就可以拆除18～24米的模板，第二次混凝土浇注的高度可以根据实际情况进行调整，下面18～24米的模板可以进入下一个墩的周转。第一个蹲的第三次混凝土浇注完两天就可以拆除14～18米的模板，这样14～21米的模板的机动空间就比较大，可以根据实际情况第二个墩的施工。第二个墩第三次混凝土施工后，其实体部分的模板就可以进入第三个蹲的循环。至此就形成了滚动作业的模式。为了便于施工第二次和第四次的施工高度可根据桥墩高度作适当的调整。特殊的墩身结构以及特殊的施工工艺，致使墩帽施工的难度加大，如何选用经济实用的施工方案成为关键。在此工序中我们采取了预埋件悬梁吊模法。见图（四），预埋件悬梁吊模法就是在上导角的混凝土中按设计的间距预埋Φ20的带螺丝口的拉杆，用拉杆悬吊四根钢桁梁呈纵向分布，在桁梁上铺4道5×10的木方呈横向分布，跟桁梁成“十字”形布置，在木方上铺设2.5cm厚的竹脚板作为底模，然后在木板上制作墩帽，此工艺主要耗材只是几根预埋的拉杆钢筋，即省去了满堂支架的大量钢材也缩短了施工的周期，还便于底模的拆除。3薄壁空心高墩施工技术措施：3.1模板制作和安装1）墩身模板工艺模板设计必须保证模板具有足够的强度、刚度和稳定性，能够可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构各部位形状及尺寸准确，同时要保证结构砼面的平整度满足规范要求。为达到模板设计要求，确保墩身外观质量，墩身模板拟采用型钢和钢板定型分块制作拼装。模板采用5mm厚钢板作面板，钢板背面用角钢加劲，角钢外背主柱，主柱外加横向龙骨，立柱和龙骨均为槽钢。按模板跨度的1/400控制模板的刚度，且钢板变形小于1.5mm。角钢、立柱及龙骨变形小于3mm，模板之间的接缝宽度不大于1mm，成型模板的平整度小于1mm。模板加工严格按设计图纸进行。加工场地平整硬化，模板在利用钢板加工而成的工作平台上焊接，防止板面翘曲，以保证模板尺寸的准确和板面的平整度符合规范要求。模板的板面钢板与角钢加劲肋，以及角钢与龙骨、立柱之间的焊接都必须牢固，但焊点不能过份集中，焊接时电焊机电流要调节适当，以免钢板穿孔或过度受热翘曲变形。螺栓孔采用机械钻孔，其孔距的偏差不得大于0.5mm，模板的板面拼接处和模板边缘必须用磨光机把焊缝和钢板切口打平并磨光，保证钢板平整度、接缝吻合度都能满足设计和施工要求。加工成型后的模板必须试拼，经验收合格后方可转运使用。另外，在使用前必须对板面进行除锈处理，以确保砼表面色泽一致、美观。因为对内模外观质量要求不高，为保证结构设计尺寸，采用建筑行业通用的2.0m

x1.5m组合钢模现场接合而成。内模每个墩柱制作1套，节高6米，不设接口模。2）模板组合安装施工本桥空心高墩水平断面为方形，四个角有倒角，制作模板时要加工特殊倒角模板与其四边的模板连接拼装为整体，确保墩身四角的倒角符合设计要求。墩身外模与空心内模箱室模板架立安装要用Ф20圆钢筋对拉拉杆，用螺帽锚牢固，每块模板布置两排，边长6.5m的每排布置4根，间距为：（160+3×110+160）cm；排距为80cm。边长5m的每排布置3根，间距为：（150+2×100+150）cm；排距为80cm。采用标准塑料垫块作为砼的保护层厚度。3）模板安装检查模板在运输和安装吊运过程中，严格按照吊装操作规程进行吊装转运，要保障模板不变形、散架。要求按设计图尺寸组合安装模板。安装模板设置拉杆端头部分配戴双螺母，以固定模板的准确位置。模板安装就位后，必须在测量人员指导下调整校核模板位置。严格控制结构尺寸大小和标高及其轴线的位置，各种偏差控制在施工规范规定的范围内。经监理检验合格后才可进行下一道工序施工。模板安装质量标准如下：①在墩身施工前对施工人员进行技术交底，使施工人员熟悉和掌握钢模板的施工与操作技术。

②钢模板的布置与施工操作程序均应按照模板的施工设计及技术措施的规定进行。

③在浇注空心段时，组合钢模应尽量避免开孔，如必须开孔时，应用机具钻孔，不得使用电气焊熔烧开孔。

④拆模后应及时对模板进行检修。

⑤模板安装前应涂脱模剂，并涂刷均匀，稠度适中。

⑥模板安装好后，对其轴线位置、水平标高，各部分尺寸、垂直度进行检校，直到符合设计及规范要求。

3.2钢筋绑扎施工本工程薄壁墩墩身共有153根竖向主筋，为减少节头数量，采用9m通长钢筋进行绑扎，竖向主筋接头采用等强直螺纹连接，避免了以往采用钢套筒挤压连接过程中出现爆管、漏油给钢筋带来污染而影响钢筋握裹力的不良质量后果，既经济、又省力、达到较好的施工效果和经济效益。另外，箍筋与主筋之间采用纤丝绑扎固定。钢筋加工时箍筋在钢筋作业棚内批量弯制而成后运至现场使用，主筋加工在开阔场地上进行，先进行钢筋头镦粗，然后碾剥丝头，最后套上塑料保护套即可，使用时成批运至现场，然后数根绑扎成捆，用兜篮兜好，用塔吊吊上墩项，最后人工逐根进行对接。3.3砼施工要点：根据工艺的要求，混凝土的配合比分两组，一组的塌落度设计为7—11cm，用于塔吊提升吊斗下料的方法；一组的塌落度设计为14—18cm，用于输送泵泵送下料的方法。由于夏季施工气温较高，要求混凝土的初凝时间达8小时以上。在砼浇筑完成后，待砼收浆后再覆盖、洒水养生。砼养护用水与砼拌和用水相同（不带有害成分的水）。砼养护洒水时间一般为7天。但是要根据气温、温度、水泥品种和掺入外加剂等情况酌情延长或缩短时间。砼的配制时通过调整砂率（砂率应从35%增加到43%～45%），增加缓凝高效减水剂和掺入粉煤灰（用量为5%～10%），在不增加不增加用水量条件下砼流动性的塌落度符合泵送的要求。3.4墩身混凝土外观的控制技术措施高墩施工由于多次立模，多次浇注，容易引起外观质量下降。为了提高外观质量，经多次探索，施工中采取了以下措施：1）针对混凝土泵送难，和易性差，颜色灰白的问题，施工中优化了混凝土配合比，在保持原来配合比、坍落度的前提下，采用“双掺”技术，增加适量粉煤灰和减水剂，这使得混凝土的颜色更均匀，和易性更好。2）提高立模精度，采用玻璃胶或橡胶皮处理接缝，保证接缝严密。3）夏季施工，由于气温较高尽可能安排在下午或夜晚温度较低时浇注混凝土，减小混凝土的坍落度损失。4）模板安装全过程测量必须全方位跟踪，为消除温差对测量的影响，对白天温度超过28℃的天气，墩身中线放样时间必须在上午八时或下午4点之后进行，同时尽量在同一温度范围内进行。采用天顶仪和水准尺作为模板微调准确定位的仪器工具。5）每次模板安装前表面必须清除一切杂物并涂上脱模剂，禁止涂用废弃机油。模板接缝用5毫米海绵条或黄面胶填实，混凝土浇筑后由于收缩造成砼与模板间有微小缝隙，当在下节模板上安装上节模板前用玻璃胶填塞，避免漏浆造成下节墩身污染和蜂窝。6）钢筋保护层采用标准的塑料垫块，钢筋定位前必须通过测量进行复测，确认位置准确后才可进入下道工序工作。7）混凝土下料必须通过串筒，且严格控制好分层的标高线，各层标高线事先在钢筋骨架上做好记号。每节混凝土浇注完毕对混凝土顶面必须进行修面调平，确保混凝土面接缝处于同一水平面。8）同一层混凝土的施工必须尽量均匀对称的进行。使用插入式振捣器时移动间距不超过振捣器作用半径的1.5倍。与侧模应保持5cm～10cm的距离，插入下层砼5cm～10cm；每一处振捣完应边振捣边提出振动棒，振动棒不能碰撞模板、钢筋及其它预埋件。振捣器振动砼时，必须振动到该处砼密实，密实的砼不下沉、不再冒出气泡，表面呈现平坦泛浆。9）在旧混凝土面上浇注混凝土之前必须进行清除浮渣并湿润旧混凝土表面。10）严格控制好混凝土的塌落度、入模温度，高温天气的骨料必须采用降温措施，泵管和运输车辆必须覆盖降温。11）针对墩身预埋件多的情况，对不同的预埋件采用不同的处理措施，如塔吊、电梯的预埋件采用预埋螺母的形式，拆除后用砼锥块加环氧树脂粘结剂封填；临时固定模板的对拉杆采用塑料管保护，拆模时一并把拉杆拔出，外露的塑料管切齐混凝土面。3.5施工测量与控制1）空心高墩中心定位测量根据该桥位的复杂地形，山高谷深，首先使用全站议在桥位内或就近布置平面控制网，并定期进行复测，复测结果均要报监理工程师审批。当日气温高于28℃时，墩身中心点的测设必须在早上八时之前完成，以避免温差的影响。在每节模板安装过程中随时检测空心高墩中心点以及墩身四周角点的位置，凡发生偏差必须即刻纠正。在每一节整体式提升支架按测定的位置牢固，墩身钢筋也必须按测设的位置绑扎（含电焊）安装。架立安装模板就位也必须测量模板的位置正确，经监理检验合格后才能浇筑砼，轴线偏位为10mm，发生偏位及时纠正。墩身垂直度的控制，主要是通过调整每次安装模板的准确位置，用天顶仪和带水准泡的水准尺控制调整高墩四个侧面的模板平面位置，并结合垂线来控制垂直度。2）空心高墩高程测量用三角网点进行墩台高程测量，依据设计单位测设的水准基准点，结合现场地形布设高程网，并定期进行复测，复测结果均要报监理工程师审批。每个墩基础完成后，按测量规范的要求，在基础顶面测设临时水准点，做为墩身沉降观测的控制点。特别是墩身顶的高程要严格控制，其精度要达到施工规范规定的标准。墩身顶面高程为+10mm。3.6预埋件的设置该桥空心高墩施工，墩身上预埋较多，包括爬梯、塔吊、泵管、整体式提升支架、整体式支架和墩身连接固定等都必须根据施工需要按照设计部位，在绑扎钢筋时和浇筑砼之前设置预埋件。4薄壁空心高墩施工安全措施高空施工期间风力较大,安全问题较为突出.在滑模工作平台周围设置钢筋围栏和安全网,高空作业人员必须系安全带,在进入洞内外人员进出范围的上方搭设安全棚,以防高空落物砸伤人员,并在墩身周围10米范围设置钢管围栏,防止行人进入.在上下人员爬梯外围设置钢筋围栏,上下爬梯时一律系安全绳,尤其是在墩顶施工期间,在墩外设置围栏,并系上安全带,上班首先检查安全情况,不符合安全要求的一律不准上墩作业.既要进行岗前安全教育,又要采取经济手段,严禁违章作业,所有电器必须安装漏电保护器,工