桥梁项目空心薄璧墩施工质量控制研究

石 赓

(山西路桥第四工程有限公司，山西 大同 037006)

1 项目背景

某大桥工程项目的总体长度为307.3 m，主桥上部结构设计的是预应力混凝土连续钢构箱梁(跨径结构为60 m+80 m+60 m)，选择的施工方式是挂篮悬臂浇筑。此项目中的两岸引桥上部结构设计的是先简支后连续预应力小箱梁(40 m)，下部结构2#、3#墩设计的是分离式承台，其中主墩墩柱采用的是空心墩(矩形截面尺寸规格为7 m×3 m)，横桥向与纵桥向的壁厚度均是60 cm，5#墩的高度是28.3 m，6#墩的高度是21.9 m。

2 空心薄壁墩施工法

桥梁项目空心薄壁墩主要采用爬模施工、翻模施工与滑模施工等方法。此桥梁项目中空心薄壁墩选择的施工法是塔吊翻模，而翻模时选取组合模板，单块模板的重量比较轻，便于桥墩高空施工，拼装便捷、操作简单，具有良好的经济性，而且每次浇筑高度可作调整，能够有效控制模板性能及质量[1]。此法基本由3组同一规格钢模板组成，实施混凝土连续性浇筑，待下层混凝土的强度级别满足拆模条件要求之后，通过塔吊把模板按照从下到上的顺序进行拆除，并实施连续支立，经过反复循环式操作，就实现了空心薄壁墩施工(如图1所示)。

图1 墩柱塔吊翻模法

此桥梁项目属于分列式大桥，在施工阶段通过塔吊方式提升工作台与模板。为了能够保证实现多桥墩同步施工，其中塔式吊机的施工半径应大于50 m，并配置2台塔式吊机，分别设置在2#墩柱与3#墩柱旁。因为空心薄壁墩的墩身高度相对偏高，混凝土材料需要提升比较高的垂直高度，所以需要选择汽车泵以泵送的方式实现桥墩混凝土浇筑。

3 质量控制

3.1 墩身外观质量控制

墩身的内外模板均选择槽钢+彩钢板(6 mm)的组合方式，其中彩钢板能够任意切割，且具有良好的抗弯性、抗压性以及保温隔热性。模板选材时各套钢模板必须选择同一厂家实施加工，具体结构是“上”“中”“下”+钢模板(高度为2 m)。而浇注阶段内外模板的接缝采用平口接头，各次墩身浇筑的高度需要控制4 m[2]。钢模板的孔位误差必须低于2 mm，针角偏差低于1.5 mm，尺寸偏差低于2 mm。钢模板主要采用交替式进行安装，各节模板安装都必须提高墩身混凝土的浇筑密实度。同时内外模板间应建立螺纹式对拉螺栓，以便于实施模板拆卸。

以空心墩内腔施工为例，需要隔一段高度设置型钢支撑梁，同时从型钢中建立脚手架，以便于实施钢筋绑扎与内模拆卸，而钢筋、钢模板运输等都通过塔式吊机实现。

3.2 钢筋加工安装控制

墩身钢筋主筋搭接长度需要结合各次墩身浇筑混凝土实际高度进行合理控制，并采用直螺纹套筒实现连接。套筒钢材的选用必须进行检验，或直接选择45#碳素结构钢。而钢筋下料时不可使用热切割方式，钢筋断面应保证平整，且与钢筋轴线相垂直，严格控制扭曲、马蹄端头等现象[3]。此外，钢筋绑扎施工中为了能够使钢筋间隔距离符合设计规定基本要求，需要以临时钢筋定位架控制。而钢筋保护层的实际厚度则应通过高强度砂浆垫块实施控制，若是保护层的厚度相对偏大，则需要对主筋位置实施合理调整，以确保符合设计基本要求。

3.3 测量精度控制

空心薄壁墩的特点是墩身高，需通过多次翻模施工，所以选择“全站仪”+“三维坐标”测量方式实现墩身垂直度和中心位置的精准测量控制。承台钢筋绑扎时通过全站仪实现墩身钢筋预埋部位的精准测量控制，并将墩身预埋钢筋进行有效固定，以使承台混凝土浇筑中墩身预埋钢筋无偏移。

首节墩身钢筋绑扎施工前，需要采用全站仪实施墩身横纵向中心轴线、墩身轮廓线测量放样，并通过墨斗进行标划，从墩身混凝土模板中准确测放4个墩身控制点。而模板安装时以铅垂线的方式控制模板的垂直度，等到模板安装结束之后，通过全站仪实施墩身4角坐标的严格复核，若是坐标误差超过10 mm，则需要及时调整模板[4]。具体施工时可以选择3种方式实施高程测量，见表1。

表1 3种高程测量方式

3.4 混凝土施工控制

裂缝是混凝土施工中常见的一种问题，而且直接关系到混凝土的性能及质量。混凝土裂缝形成的原因相对偏多，比如荷载、变形以及环境因素等。本文主要分析了混凝土干缩裂缝与塑性裂缝，同时提出了混凝土裂缝控制措施。

1)干缩裂缝。此裂缝形状规则不一，大部分处于混凝土结构的表面，一般是混凝土浇筑施工4 h后形成。引发干缩裂缝的重要成因是混凝土的内外温度差比较大，或混凝土温度长期>40℃。

2)塑性裂缝。此裂缝主要形成在新混凝土浇筑成型的初期，在混凝土浇筑成型之后，采用的混凝土养护措施不合理，导致新浇筑混凝土被晾晒，其表面水分过度流失，从而引发混凝土出现体积收缩现象，同时混凝土内部由于水分流失的相对比较少，因此产生的收缩变化较小。混凝土表面出现的收缩受到内部混凝土的约束就会形成拉应力，而新浇筑混凝土自身的强度级别相对偏低，难以有效承受拉应力，最后混凝土表面就出现了开裂现象[5]。此外，塑性裂缝受体积水分蒸发影响也会形成收缩问题，而混凝土受到垫层和地基的限制就会产生裂缝。同时选用收缩率相对偏大的水泥或者是粉砂用量比较大，也会使得模板干燥进而引发裂缝。

以上裂缝的形成需要在混凝土浇筑中进行有效控制。混凝土制作阶段应合理控制水泥量与水灰比，为了能够减小空隙率与砂率，必须采用最优级配石子，然后将混凝土振捣密实，最大程度上对收缩量进行控制。为了能够增强混凝土抗拉强度，需要待混凝土初凝后、终凝之前实施二次抹压。混凝土浇筑施工之前，应对基层浇水处理保持湿润，在模板中均匀涂抹隔离剂。而混凝土浇筑后选择潮湿状态的材料覆盖混凝土表面之上。若是混凝土浇筑过程中温度高、风速大以及湿度小，则必须及时地进行喷水养护，以保证混凝土表面处于湿润状态。采用的混凝土养护方式是对混凝土表面进行氯偏乳液喷洒，或选择塑料布、湿草垫实施覆盖。在混凝土表面形成细微裂缝后，要求养护技术人员立即抹压，然后采取有效的养护措施。

4 总 结

本文结合桥梁工程项目实际情况，首先对空心薄壁墩施工法进行了介绍，然后重点研究了空心薄壁墩施工质量控制，主要包含了墩体外观控制、钢筋加工安装控制、测量精度控制与混凝土施工控制。研究表明，此桥梁空心薄壁墩采用一系列质量控制措施保证了施工质量及安全，为类似桥梁施工提供了借鉴。

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