薄壁空心墩施工浅析

2011-08-15李九超

科学之友 2011年9期

关键词：墩身脚手架空心

李九超

（中交第三公路工程局第四分公司，重庆 401120）

受地形复杂等限制，高墩在施工领域中越来越多的出现，由于薄壁空心墩具有良好的强度、刚度及稳定性，并且能够减少砼用量、节约材料，因此在施工中得到广泛应用。

1 工程概况

某特大桥（预应力混凝土梁桥）桥墩身平均高26 m，最高墩32.5 m，最低墩3 m。桥墩采用圆端形实体墩、圆端形空心墩等，桥台采用T形桥台。墩高小于30 m采用实体墩，墩身高度大于30 m时采用空心墩。本文重点阐述空心墩的施工方法。

2 墩身施工方案

2.1 总体方案

分段搭设施工脚手架，铺设脚手板，用做操作平台及固定墩身钢筋。空心墩第一次浇筑实心段3 m，空心段每次浇筑高度不超过6 m，最后浇筑墩顶实心段3.5 m。墩身施工工艺流程：施工准备→绑扎钢筋→拼装模板→浇筑混凝土→养护并拆除模板→绑扎下一节段钢筋并安装模板→施工至墩顶→拆除模板。

2.2 详细步骤

2.2.1 实体段墩身施工

2.2.1.1 搭设施工脚手架

采用Φ48×3.5 mm双排钢管脚手架搭设，在钢筋连接和模板连接处满铺脚手板，作为施工平台。4个面均需搭设剪刀撑，沿脚手架纵向两端和转角处起，每隔10 m左右设一组。

2.2.1.2 吊主筋

墩身竖向主筋采用吊机吊入支架内，并用定位钢筋或钢管定位，固定于脚手架最上层钢管上，调整好各主筋位置及斜度，然后进行主筋的焊接及横向水平钢筋的绑扎。

2.2.1.3 模板安装

（1）立模板之前，在承台的墩身边缘打一层砂浆找平层，厚度以现场抄平交底为准。中间填塞木楔，以保证墩身模板在养护期间有一定的伸缩空间，避免由于温度应力产生混凝土裂纹。

（2）对于施工缝的处理要将旧混凝土与新混凝土接触面做凿毛处理，清除表面水泥浆，露出新鲜的混凝土并用水冲洗干净。凿毛时混凝土强度需达到2.5 MPa，在浇筑新混凝土前用水湿润旧混凝土面。

（3）模板的拼装及拆除。模板安放配合施工方案分4阶段完成，分别为下部实心部分、实心部分顶至托盘底、托盘及垫石。大块组合钢模板在施工点现场吊装。吊装前应确定拼装顺序，自下而上逐节安装，每节模板安装后都应认真检查，合格后，方可继续安装下一节。模板拼缝用双面胶填塞，不得有缺漏现象，模板之间使用螺栓连接，两面采用对拉钢筋加固，对拉钢筋每侧螺帽至少使用2个。

模板安装好后，检查轴线、高程符合设计要求，检验模板垂直度是否符合要求，模板接缝是否平整紧密，保证模板在灌注混凝土过程受力后不变形、不移位。模板内干净无杂物，拼合平整严密。

外模板应在混凝土抗压强度达到2.5 MPa、保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除。内模板应在混凝土强度达到15 MPa、保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时，方可拆除。拆除外模时，人工配合吊车分块吊起拆除，内模的拆除方法与外模相同。

2.2.2 进行空心段墩身施工

空心墩外部施工脚手架采用钢管支架，搭设高度应比施工段墩高高出1～2 m，支架的搭设主要是给钢筋工及模板工提供一个作业平台，工作平台四周设置不少于1.5 m高安全护栏，支架的搭设要牢固，四周设置缆风绳，以减少风力吹动的影响。

空心墩内部施工时在墩内部架设钢管，用于模板的支撑，同时采用拉筋对模板进行加固。

具体施工步骤为：①空心段第一节：搭设脚手架，拉上剪刀撑和缆风。然后，利用吊机将钢筋吊入支架内，与下层钢筋一一对应焊接。立墩身外模及内模，浇筑墩身混凝土。墩身下实体段顶部应设置排水坡，在墩四周设置4个Φ100的PVC管，将墩身内积水排出。②空心段第二节及以上：继续向上搭设脚手架，拉上剪刀撑和缆风。由于支架较高，至少拉2层缆风。利用吊机将钢筋吊入支架内，与下层钢筋一一对应焊接。立墩身外模及内模，浇筑墩身混凝土。空心段范围设有通风孔，上下交错布置，预埋Φ100PVC管。墩内设有上下爬梯，采用预埋半围形U型螺栓的方法进行设置。每节模板拆除后，可用于距墩顶同高度的其他墩的施工。

模板保护层采用墩身混凝土同配比砂浆垫块，空心墩设置对拉螺栓，中间设置水平支撑钢筋，以保证空心墩混凝土的厚度满足设计要求，支撑钢筋焊接在主筋上，以保证定位准确。模板间加固采用Φ22螺纹钢作为拉筋，间距为1 m。

2.2.3 进行上实体段墩身施工

上实体段高度为3.5 m，墩顶有50 cm的倒角。空心墩顶设有进人洞，尺寸为70×140 cm。在浇筑上实体段时预埋半围式U型螺栓。墩顶实体段内模需在墩内搭设支撑，上部梗肋采用组合钢模或者木模较好，拆模后可通过墩顶检查孔取出，大块钢模不利于拆除。

空心墩壁较薄，最小处60 cm，在内模相应位置开设振捣孔，操作工人在墩内进行混凝土振捣作业。分层厚度不大于30 cm，振捣密实，空心梗肋阴角位置要充分振捣，防止留下空洞。

2.3 混凝土浇筑及养护

本项目砼采用混凝土拌和站集中拌制，输送泵泵送至工作面，分层均匀对称浇筑，分层厚度30 cm，并充分振捣密实。

混凝土浇筑时应按照一定厚度、顺序和方向分层浇筑，分层厚度控制在30 cm以内；施工过程中严格控制混凝土的坍落度，在满足泵送要求的前提下，坍落度宜控制在规定的最小数值，确保在振捣过程中不出现泌水现象。应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。

振捣作业时应严格按操作规程施作,严防出现蜂窝麻面及空洞现象,砼浇筑完后，监控砼内外温差，采取内通循环水，外部湿润，顶面盖湿麻袋进行砼养护。

2.4 墩身施工测量控制

由于墩身截面尺寸不断变化，施工过程中的测量控制工作尤为重要，具体方案如下：

2.4.1 墩身测量

墩身测量放样的主要方法是“全站仪三维坐标法”，即在墩位附近的控制点上架设仪器，直接测量墩身上测点的三维坐标X，Y和高程H，更换控制点再次测量墩身上测点的三维坐标X，Y和高程H，然后将两次测量平均值与对应点的设计值比较，计算出二者的差值，再将点位移至设计位置。

2.4.2 劲性骨架的施工放样

在已安装完的劲性骨架上焊一块小角钢作定向装置，将加工成型的劲性骨架块件吊装就位并使上下节劲性骨架上下对中，用吊垂球的办法控制劲性骨架的垂直度，然后用全站仪三维坐标法测量其顶部三维坐标，平面坐标X，Y和高程H，根据测量坐标与设计坐标的差值调整劲性骨架到位并将其连接焊牢。

2.4.3 钢筋放样

钢筋安装时先利用劲性骨架作定位架，安装竖向主钢筋，在定位钢筋上用钢卷尺按照设计位置对竖向主钢筋进行测量放样并进行“粗定位”，然后在竖向主钢筋上用钢卷尺放样，安装水平构造钢筋，待模板安装完成后，调整好钢筋保护层。

2.4.4 墩身空间位置的控制及模板放样

墩身空间位置的控制主要是对影响混凝土成型的模板的空间位置控制，保证模板不侧移、不扭转。控制测量方法：在模板的顶面选取其墩身中心点和两圆弧的4个端点作为测量放样的定位点，用全站仪三维坐标法在预先设置的控制点上先测量各定位点坐标X，Y和高程H，然后根据各点高程H计算各点设计坐标X′，Y′，则各点实测坐标 X，Y与其设计坐标 X′，Y′的差值即为模板的调整量，据此可以校正模板至设计位置，以保证墩身的正确空间位置。

2.4.5 墩身施工测量的主要技术要求

（1）墩身施工测量的控制基准点要经常复测，防止点位移动。

（2）温度、日照和风力对墩身的变形影响较复杂，其对施工测量放样的影响值很难得知。所以对墩身各部位进行施工测量放样时，应尽量选择夜间温度较低、风力较小、外界环境相对稳定的时段进行。

（3）由于墩身的不断增高和混凝土收缩、徐变、风荷载、温度等因素影响，墩身必然会有少量的变化，所以在对墩身各部位的相关位置和变化点进行测量放样时，应避免误差的累积，保证墩身各部尺寸达到设计要求。