基于可调式钢模板及自流平砂浆的垫石施工技术

李峰华

(中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁 沈阳 110136)

在建设工程施工推行标准化的趋势下，桥梁梁板支座垫石施工质量直接影响到其上面橡胶支座的受力和使用年限，其施工质量逐渐得到了重视。传统的支座垫石施工工艺对支座垫石顶面平整度、四角高差控制不够准确，很难满足设计及规范要求，不能充分发挥支座垫石的作用，导致橡胶支座下承面不能完全落于支座垫石上，容易产生偏压、不均匀受力及局部边缘脱空等现象，从而缩短橡胶支座的使用寿命[1]。针对目前支座垫石施工难以保证四角高差和顶面平整度的技术问题，本文结合石银高速石嘴山至平罗联络线工程LJ-3合同段桥梁支座垫石施工实例，在传统的施工工艺基础上对支座垫石模板的结构进行改进，以增加模板的刚度和功能性，来克服垫石四角标高相差过大以及整体质量差的技术问题。

1 工艺原理

可调式钢模板用5 mm厚槽钢制作，在边框上安装有可调节内模框高度的丝扣座，丝扣座上安装有可调节内模框高度的调节螺栓，通过四角的可调螺栓对支座垫石的四角高程进行微调，确保支座垫石顶面平整度和垫石标高符合设计要求。浇筑支座垫石混凝土时高程上预留1 cm高度，采用自流平砂浆灌注在预留处。利用自流平砂浆的自流平、自密实特性对支座垫石顶部进行自动找平，无需人工收面即可使支座垫石顶面平整度达到理想效果[2]。支座垫石外、内模板结构如图1、图2所示。

图1 支座垫石外模板结构

图2 支座垫石内模板结构

2 垫石施工技术

2.1 垫石凿毛

在盖梁施工完毕后，由测量人员用全站仪在盖梁顶面测量放样出垫石位置并用墨线标示清晰，误差不大于5 mm。为保证新旧混凝土有效结合，垫石施工之前应对垫石处盖梁顶面进行凿毛处理，凿毛应符合设计及规范要求。凿毛完成后放置钢筋网片并与预埋钢筋焊接牢固，钢筋网片安装必须符合设计及规范要求[3]。

2.2 支座垫石模板制作及安装

支座垫石模板采用可调式钢模板12#槽钢，规格为M14、长度为90 mm调节螺栓,模板采用螺栓连接,模板制作尺寸比支座垫石设计尺寸大5 cm，以便于为后续支座安装提供足够移动空间(具体制作尺寸依施工现场具体情况而定)。槽钢高度比支座垫石厚度小1 cm，以便于调整模板标高，保证支座垫石设计厚度。模板四边用螺丝连接并保证顶面在同一面，模板四角各设置1个可调节高度的螺丝，调节高度达5 cm。将事先拼装完成的垫石模板经打磨处理并涂刷脱模剂后放置在支座垫石位置，模板四个拐角和墨线标示的支座位置重合。用校验过的水准仪初次测量垫石底面(盖梁顶面)四个拐角高程，根据垫石顶面设计高程计算模板四角调节高度。在模板顶部放置带气泡的水平尺，通过旋转调节螺丝达到初平。初平后用水准仪检测四角高差和高程是否符合要求(四角高差允许偏差1 mm，高程允许偏差±2 mm)，如误差超限，再次旋转螺丝直至合格为止。模板底缝隙用砂浆填塞，填塞物不得侵入支座垫石混凝土内。砂浆既可起到封浆作用又可起到固定模板作用。最后，从模板顶面向下返1 cm后用记号笔在垫石模板上清晰地做上标记，此位置为混凝土浇筑顶面。

2.3 浇筑垫石混凝土

模板安装完成后再次清理支座垫石区域，保证垫石区域内无杂物，新旧混凝土接触面应洒水湿润且无积水。混凝土标号应符合设计及规范要求，且和易性良好。浇筑混凝土时，将混凝土缓慢地浇筑到垫石顶面高程向下1 cm的位置，并用ZX-30型插入式振捣棒进行振捣，振捣要充分无死角且严禁触碰模板。支座垫石混凝土浇筑如图3所示。

图3 支座垫石混凝土浇筑

2.4 自流平砂浆配置

自流平砂浆采用强度不低于C50的单组分水泥基自流平砂浆，按照质量比(水∶干粉砂浆=13∶100)的配合比进行配置，称量时选用专用容器和电子秤。采用高速搅拌机或自制高速搅拌机搅拌，将自流平砂浆快速倒入装有水的容器内，低速拌和60 s，停止拌和并快速刮掉搅拌叶和容器壁的不均匀拌合物，高速搅拌60 s，静停60 s再高速搅拌15 s。拌合物不应有气泡否则再静置60 s进行消泡，保证砂浆的均匀性，然后再进行灌注[3]。

2.5 自流平砂浆灌注

浇筑混凝土至支座垫石设计标高向下1 cm，振捣完成后立即进行自流平砂浆灌注，灌注时应当缓慢进行。自流平砂浆灌注厚度要严格按照支座垫石顶面高程进行控制，灌注速度不应过快，砂浆量不应过多，利用其自流平、自密实的特性达到表面平整的效果，顶面无需使用人工抹子收光压平。

2.6 垫石覆盖养生及后期处理

当支座垫石强度能保证其表面、棱角不因拆模而受损坏时即可拆模，拆模后对支座垫石侧面进行适当修饰，保证支座垫石的外观质量。应采用土工布覆盖养生，养生期间要确保土工布湿润，养生期为7 d。支座垫石浇筑完成后效果如图4所示。

图4 支座垫石浇筑完成后效果

2.7 自流平砂浆层试验检测

检验项目包括外观、流动度、抗压强度(7 d、28 d)、抗折强度(7 d、28 d)，自流平砂浆层试件检测指标如表1所示，垫石顶面灌注自流平砂浆7 d、28 d的抗压与抗折强度检测结果如表2所示。

表1 自流平砂浆层试件检测指标

表2 自流平砂浆层的抗压和抗折强度检测结果

由表2可知，所选ZLPSJ-001砂浆试件在30 min、7 d、28 d情况下的流动度、抗折强度、抗压强度均远大于表1中所示检测指标值，表2中实测值均能满足表1中所示检测指标要求。根据《自密实混凝土应用技术规程》(JGJT283—2012)可知，自流平砂浆面层最小厚度不得小于5.0 mm。为保证垫石强度满足要求以及在施工过程中便于操作，在垫石顶面分别灌注1、1.5、2.0和3.0 cm的自流平砂浆层，并留取试件，对其进行抗压强度试验。自流平砂浆不同厚度试件的抗压强度检测结果如表3所示。

表3 不同厚度自流平砂浆抗压强度检测结果

由表3可知，经试验确定1、1.5、2.0和3.0 cm灌注厚度的抗压强度均满足检测指标要求，考虑经济效益及实际操作简便即采用1 cm灌注厚度。

3 结论

可调式钢模板与自流平干粉砂浆的结合使用，增加了模板刚度，可替代传统工艺木模板。该技术的使用有效减少木模板的数量，省去了支座垫石人工收面的环节，节约了劳动力；较传统人工收面快 4～5倍，加快了施工进度。其施工速度较传统工艺中的木模支撑快3～5倍，并且支撑稳定性较好，可多次周转使用。施工完成后的支座垫石标高、四角高差能够有效控制到规范允许范围内，平整度合格率达到100%，垫石外观、流动度、抗压强度、抗折强度均满足规范要求，为后续梁板安装奠定了良好的基础。