二级公路桥梁高墩施工关键技术分析

谭敏

（广西金盛交通勘察设计有限公司，广西南宁 530000）

0 引言

二级公路桥梁高墩施工技术水平对高墩桥梁使用寿命有重要影响。考虑到一些二级公路途经山区时，地形、地质条件复杂，高差大，因此二级公路高墩桥梁施工应遵循安全、耐久、适用、经济等原则，因地制宜，综合考虑工程所处环境的多方面因素，进而制订合理的技术方案[1-4]。基于此，文章针对山区桥梁工程，研究高墩施工工艺，并通过实例分析施工关键技术要点。

1 二级公路桥梁高墩施工特点

高墩施工技术是二级公路桥梁施工中常用的施工技术之一。公路桥梁采取高墩形式能够降低山区大高差复杂地形环境对公路路线的限制。大高差复杂地形高墩施工具有以下特点：

一是施工难度大。在山区复杂地形条件下，公路桥梁所处地形环境高差大，地面坡度大，地质复杂，高墩桩基础施工受地形地质条件限制，施工难度增大。

二是施工周期长。桥梁高墩浇筑混凝土施工受模板受力能力限制，每次浇筑高度为4m 左右，一座墩身需要多次浇筑，导致施工量较大、施工周期长。

三是投入施工的资源多。为了保证施工进度，多采用平行作业，而平行作业势必成倍增加机具、人员等施工要素投入。例如，每座墩身施工至少要有6m的模板系统，多座墩身平行作业，模板配置数量必须翻倍。

四是对工程施工管理的要求高。由于高墩工程施工环境复杂，施工难度较大，建设用时长且投入的人力物力财力多，客观要求必须具有较高的施工管理水平，做好各项施工统筹管理。如果管理工作不能适应施工要求，容易造成安全、质量、效率和浪费等问题。

2 二级公路桥梁高墩施工关键技术

以某二级公路山区路段高架桥的高墩施工为例，分析高墩施工技术要点。该高架桥全长222m，桥梁上构孔跨布置为7m×30m，高墩墩身高度最大达66m，该桥跨越V 形陡坡山谷，地势陡峭，两边高中间低，桥梁布置立面如图1 所示。其中，2、3、4 号高墩墩身断面尺寸为6m×2.5m 和6m×2.8m 两种形式，均为矩形截面方柱空心墩；高墩基础形式采用承台接桩基础。

图1 某二级公路桥梁布置立面图

2.1 高墩基础施工

高墩桩基施工常采用机械钻机成孔施工，简便易实施。若为山区地形，二级公路桥梁所处地形环境高差大，地面坡度大，地质复杂，高墩桩基成孔机械设备往往难以到达桩位，即使到达桩位，由于地形陡峭也难以架设钻孔施工平台。此种情况下可采用人工挖孔方法实施桩基施工。

2.1.1 陡坡地形高墩桩基施工基本工艺

遇到陡坡困难地形，桩基成孔机械设备难以到位时，往往采用人工挖孔桩，基本施工工艺为：放线、定桩位—挖第一节桩孔土方—第一节混凝土护壁模板（含护圈）、护壁混凝土浇筑—循环作业至设计深度—清理孔底、验收—吊入钢筋笼、钢筋笼调校—浇筑混凝土。

2.1.2 陡坡地形高墩桩基施工注意事项

在桥梁高墩施工过程中，受陡坡困难地形限制，高墩桩基采用人工挖掘成孔。桩孔开挖和护壁制作是人工挖孔桩施工的重要关键环节，安全问题是重中之重，必须高度重视[5]。为确保高墩桩基施工人工挖孔的质量及安全，关键工艺要点及注意事项如下：

第一，人工挖孔桩施工放线必须严格根据桥位平面、桩位，结合围护结构坐标图进行放线。施工桩位测量放线时，放线施工允许垂直度偏差≤1/200，桩位平面误差≤±2cm，桩基孔径施工误差≤-1cm～+2cm。同时，保证边墙的厚度和结构内部的净空符合要求。放线后必须经过监理工程师验收检核。

第二，护壁严格按规范要求制作，并在施工过程中随时检查护壁情况。现场情况复杂多变，护壁应配钢筋。遇地下水丰富或易塌地层（如砂层、软土层）宜用0.3m 厚以上护壁，严禁只挖不护壁。

第三，由于地形高陡，有落石风险。孔内作业时，孔口上面必须有人监护，同时在上坡侧架设防护网，防止土石滚入。无人施工或已挖完的孔，必须用牢固的盖板将孔口盖好。孔内作业人员必须头部正确佩戴安全帽、身上正确佩戴安全带，孔内情况特殊或空气质量不明时，须戴上防毒防尘面具。孔内作业人员乘专用吊笼上下，不得乘坐吊桶或脚踩护壁上下桩孔。孔内须设置应急安全绳和软爬梯。挖出的桩孔弃渣临时堆放不得堆放在孔口周围2m 范围内，临时堆渣高度不得大于0.8m，弃渣必须及时清运，远离孔口。机械通行不得对孔壁的安全造成影响。随着挖孔进度加深，应在孔内设置半圆形土渣吊运防护板网。

第四，人工挖孔施工需在每天每次开工之前检查孔内积水情况，把桩孔内的积水抽干，并使用风机将孔内有害气体排净，才能让人员下入施工。当桩孔深度大于5m 时，每天作业前应先检测孔内空气质量，必要时向孔下通风、输送氧气或要求施工人员戴上防毒防尘面具施工，孔底凿岩时应加大送风量。桩孔深度超过10m 时，每天应通风2 次以上，孔下开挖人员可随时反馈呼吸通畅情况，以便及时通风。

第五，挖孔至桩底设计标高后，应除净护壁上的淤泥、桩孔底渣土和积水，并报监理人员和质检人员对桩孔形状和尺寸、持力层地质岩性、嵌岩深度等进行检核。桩孔经检核合格后须及时封底，安装桩基的钢筋笼、浇筑桩基混凝土。孔底岩样须做好留存、备查。

第六，在桩身混凝土浇筑之前，应将桩孔底的积水排干，若地下渗水量过大，应采取相应措施止水并将积水排干，在桩孔内无渗水和积水时方可浇灌混凝土[6]。浇筑桩身混凝土时，应再次检查孔底有无人员滞留，且相邻10m 范围内的挖孔作业应暂停。

2.2 高墩墩身施工

常见的高墩身施工方式有翻模法、爬模法及滑模法。该工程根据二级公路投资及技术特点，以及考虑项目地形、交通等情况，经反复分析比较，决定采用翻模法高墩身施工方案。

翻模法应用广泛，具有投资小、经济性好、人员投入较少、施工设备简单、操作简便、模板可重复利用、省时省料、安全可靠及施工质量高等优点。翻模施工关键工艺如图2 所示。

图2 翻模施工关键工艺图

2.2.1 高墩翻模法施工模板设计及翻模高度的确定

根据墩身模板的受力特点，设定每层模板高度为2m。各层模板由4 块模板（即围住墩四个侧面）组成，4 块模板由4 个角模连接而成，上、下节模板边框角钢预留栓孔，用螺栓连接。根据受力分析结果，模板采用8mm 厚度规格钢板，边框用L80×6 规格角型钢，横肋用50mm×6mm 规格扁型钢，间距为300～350mm，纵肋采用100×48×5.3 规格的槽钢，间距为300～350mm。每层模板外侧设两道2φ160×6 加筋箍，加筋箍沿每层模板外侧四周，在高度方向每隔1m 以井字形固定，达到增强模板刚度的效果，避免浇筑时发生变形爆模。

模板每套层数需要根据设计材料、结构强度及施工效益合理确定。如果模板层数过多，整套模板的刚度不足，稳定性不好，墩身垂直度、轴线偏位限值难以保证；且层数过多，投入大，人员、设备的效益难以发挥。若层数过少，浇筑一次混凝土的数量少、效益差。因此，考虑模板的受力、稳定、效益、浇筑质量及操作安全等因素，确定每套模板由2～3 层组成，即每套高度为4m 或6m。翻模施工平台如图3 所示。

图3 翻模施工平台示意图（单位：cm）

2.2.2 高墩翻模法施工工艺及质量控制措施

第一，基本工艺。第一批混凝土的浇筑高度为6m，即按照配备的模板层数浇筑到最上层模板的顶部，待混凝土达到强度要求，保持最上层模板固定不动，卸下最下层根部模板及中间的第二层模板，用倒链滑车将卸下的模板翻转到顶层就位拼装。每次将完成浇筑的最上层模板用作将要浇筑混凝土模板的支撑和根部，重复该工序直到浇筑到墩顶标高。

第二，漏浆控制措施。要点一，制作模板时，板边缘顶面比角钢边框顶面突出2mm，安装上、下层模板时，中间夹5mm 厚软橡胶条，用胶水粘在下层模板的边框上，再用螺栓将上、下模板栓紧。以保证模板间接缝在浇混凝土时不漏浆。要点二，为防止第一批浇筑混凝土的最下层根部模板底口与基础承台顶面的接缝处漏浆，且为方便第一批浇筑混凝土达到强度后卸下模板，在安装墩身模板之前，承台顶与墩身模板接触面四周用水泥砂浆抹成高3cm、宽5cm 的边框，边框顶要求水平，在边框顶面粘5mm 厚的软橡胶条，然后在边框上安装墩身模板，混凝土浇筑完成达到强度后，在拆除墩身模板前将水泥砂浆凿除。如此，能够有效避免墩身根部漏浆，又方便卸下最下层模板，同时因边框顶面水平，可保证首段墩身垂直度。

第三，钢筋安装措施。进行高墩钢筋施工时，主筋一般不截断使用，主筋长且柔性大，加之有风荷载作用，钢筋定位较困难，所以钢筋施工时应增设劲性骨架，其由角钢和28mm 直径钢筋制成。待模板安装好将其拆去。

第四，工作缝处理措施。要点一，每次混凝土浇筑至模板顶时，将靠近模板顶面四周2cm 左右范围内的混凝土与模板顶抹平，将新老混凝土结合面对接在上、下层模板接缝处，保证接缝平直，且工作缝宽可控于5mm 内，有利于提高墩身外观质量。要点二，为确保工作缝处新老混凝土牢固结合，且避免工作缝处混凝土收缩影响，应在混凝土初凝后清理其表面浮浆，将骨料外露，并尽量缩短新老混凝土浇筑的间隔时间。

第五，垂直度控制措施。墩身垂直度控制是翻模法高墩施工的关键一环。要点一，制作模板时，要求模板外形尺寸精度高，否则积累误差会造成墩身垂直度差。要点二，模板须确保定位精度高，第一层模板安装前，用高精度测量仪器在墩外侧20cm 处放出四个面的定位点，安装模板时，用铅垂吊线控制调校模板的定位及垂直度。模板安装好后，用高精度测量仪器检核模板垂直度。

3 结语

针对大高差复杂地形二级公路桥梁高墩施工的桩基施工、墩身施工，文章结合具体案例对高墩施工过程中的各项技术要点和质量控制措施进行分析，总结得出高墩施工中合理选用施工方法及有效控制技术要点的成功经验，有利于更好地加强和改进高墩施工组织管理工作，促进高墩施工安全、优质、高效开展，同时可为大高差复杂地形开展二级公路桥梁高墩施工提供借鉴。