高速公路桥梁薄壁空心墩的施工技术

孙 鹏

（中铁二局第三工程有限公司，四川 成都 610036）

社会经济的发展给公路桥梁的建设提出了更高的要求和标准，高速公路的建设范围也在不断增加。本文以实际工程为例，详尽地探讨并介绍了高速公路桥梁薄壁空心高墩施工技术要点，旨在更好地指挥实际建设过程，提高高速公路桥梁建设水平。

1 工程概况

本文涉及公路桥梁工程的长度为1347m，在布设桥梁墩台的时候注意以辐射状进行布设，另外还需要注意在桥台的位置控制背墙前缘线和梁端线保持平行的关系。桥梁结构的上部结构方式为装配式预应力混凝土连续箱梁；桥梁下部结构为柱式墩结构，其中空心高墩共52 个，墩身最高为61.0m。为了提高侨联施工效率、降低桥梁施工成本，本文决定应用薄壁空心墩施工技术开展施工。

2 薄壁空心墩施工工艺及施工技术

2.1 施工工艺

薄壁空心墩施工工艺流程具体如下所述：

清理基础顶面→测量放养→绑扎墩身钢筋→立模、校正→浇筑墩底实体混凝土→绑扎第二次要浇筑的墩身钢筋→支立第二次建筑的墩模板并校正→浇筑第二次混凝土→拆模、倒模→进入下一个墩循环。

2.2 施工技术

1） 施工前准备。首先，在承台施工以前须进行薄壁空心墩的测量及放线工作且保证其准确性，之后利用墨斗在薄壁墩预埋钢筋箍筋上弹出相应的轮廓线。其次，在绑扎完承台的钢筋之后将钢筋焊接于承台钢筋骨架顶面上，以形成薄壁墩相应的外型轮廓，但必须注意承台垫层及投影上弹上的墨斗轮廓线为同一直线上。最后，绑扎薄壁墩钢筋以确保薄壁墩在受到重力作用下不会出现变形的情况，同时可以在承台垫层的竖向插入相应的主钢筋以提高薄壁墩的强度。

2） 制作、绑扎钢筋。首先，制作加工钢筋时可以通机械以实现主筋的连接，而其余部分根据相应的规程完成连接。在连接机械接头滚丝之前利用切割机完成钢筋端头的切割，以提高其整齐性并在丝头上设置相应的保护帽[1]。注意连接套筒、钢筋丝头螺纹必须保证其螺纹的一致性以及丝头外观的饱满性、完整性，并在对接丝头时不可以出现任何的松懈情况。其次，在安装钢筋时一般可将钢筋运输至现场完成绑扎，以增强定位效果和保证其线形能够直顺。在绑扎首节钢筋时可以设置相应的劲性骨架将其作为操作台，同时兼顾定位。在完成首节钢筋绑扎后相继开展后续阶段的绑扎工作，其操作平台可利用模板上平台实现。

3） 翻模施工。首先完成首段顿身施工。①在首段墩身的施工过程中，由于其施工高度达到了2.6m 且墩身为实心，所以在施工之前应对墩身四个角点、墩身中心点进行全桥控制网测量，在保证测量结果无误之后利用墨线将承台上墩身的放样角点弹出标记；②在墩身的轮廓线上铺设厚砂浆找平层，其厚度为3cm，其目的是调整基顶水平以保证各个点的标高一致，标高差须控制在2mm 以内。在完成墩身施工后将砂浆找平层凿除，以便于拆除底节模板；③在安装完成外模板后必须再次进行校正、抄平，保证对角线误差≤5mm、相对高差≤2mm 后将所有支撑、拉杆、螺栓上紧；④在混凝土浇筑时利用塔吊配合完成。并将φ16mm 短钢筋头设置于墩身轮廓线外，其距离大概为70cm，其目的是通过墩身外模支点增强加固效果。

其次进行第二节、第三节段墩身的施工。完成实心段混凝土浇筑施工后暂时不拆卸模板，并在墩身四周搭设钢管脚手架及完成第二、第三节段墩身的外、内模板安装。在混凝土浇筑时可利用泵车送料或塔吊完成，须保证其塌落度在12~16cm 范围内，然后利用振捣器对其进行振捣。混凝土由于存在较大的落差不可采取自落式灌注方法，可通过串筒浇筑混凝土以避免混凝土出现离析的情况，同时必须控制其每层的厚度在30cm，并利用振捣棒依照浇筑顺序进行斜向振捣，通常倾斜角控制在30°即可。在振捣时其机头不可接触模板。此外，实心段墩身顶部必须设置相应的泄水孔，目的是更好地将养护过程中的雨水、养生水排流。

最后是墩身段施工。在完成上述节段施工以后待墩身混凝土强度达到所需要求，即可拆除第一、二节的模板，并通过塔吊将模板提升放置于第三节模板之上，按此程序完成之后的模板翻身，直到完成整个施工工程为止。

3 关键施工技术控制要点分析

3.1 模板制作及安装要求

1） 模板制作要求。在制作模板的过程中必须保证其具有足够的稳定性、强度以及刚度，可以更好地承受施工过程中所产生的荷载组合，还需要保证模板结构物的形状尺寸精准无误。另外，在拆卸模板的过程中尽可能地降低对杆件和模板所造成的损失，进一步提高模板应用的周转效率；检查模板以保证其板面足够平整，避免在后续施工的过程中产生漏浆的现象。为了提高模板的完整性，每完整一次砼施工都需要彻底清除模板表面的杂物，并且涂抹适当的脱模剂。

2） 模板高度的确定。根据钢筋的安装高度确定模板的高度，为了降低钢筋材料的损害，可根据钢筋的安装高度确定钢筋最终的采购长度。另外，为了提高钢筋安装的可靠性和安全性，需要按4m 一个循环往上安装；为了方便在后续施工过程中的调节操作，根据空心墩的结构加工一套高度为0.5m 的模板，完成以上流程后方可开展正式的模板施工工序。

3） 模板安装要求。严格按吊装操作流程对模板进行运输和吊装，避免模板发生散架的情况，并按设计尺寸安装模板[2]。为了保证空心高墩的垂直度，必须确保模板安装牢固。固定模板时需要在模板端头位置设置双螺母，并且保证螺栓全部安装紧固。同时由于空心墩柱尺寸较大，为保证墩柱模板安装牢固可在墩柱内外模之间增加横向对拉杆进行加固，对拉杆外采用双螺帽进行紧固。完成模板的安装就位后需要配置专业的测量人员对模板的安装位置进行校核和调整，尽量将安装偏差控制在合理范围内，如表1 所示。在工程完成模板的制作后就需要对模板进行测试，并且按设计要求编号，将模板运输到施工现场后可进行试拼接工作。

3.2 钢筋工程

1） 劲性骨架安装，精准测量放样并完成具体的复核定位工作后即可开展墩身劲性骨架的安装作业。严格按设计要求分解和加工墩柱劲性骨架，然后采用焊接连接的方式将墩柱劲性骨架连接在一起。为了增强连接刚度，各个构件之间的交线位置也应该以焊接的方式连接。钢板的对接焊缝属I级焊缝，为了提高强度必须保证焊缝处于焊透状态。

表1 模板安装允许偏差表（单位：mm）

2） 钢筋骨架安装。根据具体的设计要求应用钢筋直螺纹套筒对桥墩钢筋进行连接，直螺纹丝扣长和接头的长度分别为4cm、8cm。在对主筋接长的过程中需要控制在同一个断面内，接头的数量必须＜主筋数量的一半。在开展拼接工作的过程中应用管钳扳手拧紧，保证套筒中丝扣处于相互顶进的状态，严格禁止丝扣之间出现间隙。为了保证钢筋受力均匀还需要确保上方和下方钢筋凝土套筒内的长度是相等的。

3） 防裂钢筋网安装。在主筋外侧设置防裂钢筋网，完成箍筋和主筋的安装工作后即可开展安装工作。防裂钢筋网应用φ6mm 带肋钢筋制作而成，钢筋之间的间距为10cm×10cm，净保护层2.0cm。在实际施工过程中应用塑料垫块合理控制混凝土的保护层厚度，对混凝土保护层的厚度进行检查，只有检查结果合格后方可开展下一道工序的施工。

3.3 混凝土施工要求

1） 混凝土拌制和运输。空心墩墩身施工过程中所应用到的施工材料为C40 混凝土，严格按设计配合比和投料顺序制作施工混合料，在制作过程中需要合理控制搅拌时间以保证混合料混合的均匀性[3]。另外还需要保证完成搅拌的混凝土的坍落度和和易性可以满足具体的规范要求。

2） 混凝土浇筑。应用拌合站集中拌制的方法制作混凝土，然后应用输送泵运送的方式运输，因为在实际施工过程中混凝土施工高度通常＞2m，为了避免在灌注时混凝土出现离析现象应该采用分层浇筑的方式，并且控制每层混凝土的浇筑厚度约为30cm 左右。完成混凝土的浇筑施工后开展振捣施工，控制振捣时间必须＞30s，直到混凝土表面不会出现明显的沉落为止；在振捣过程中为了避免混凝土发生损伤或移位，必须控制振捣时不能触碰其他预埋件。

3） 脱模及养护。合理控制好脱模时间，因为不管是过早脱模还是过晚脱模都会给混凝土造成损坏。一般来说混凝土的强度达到2.5 MPa 时就可以进行拆模。对浇筑砼开展初级养护工作的目的是提高砼的早期强度，应用薄膜覆盖的方法实现砼的前期养生，然后应用自然养生的方法开展后期养生。

4） 混凝土的凿毛及清理。为了提高相邻两节混凝土之间的牢固性，每完成一个阶段的混凝土浇筑施工后需要对下一节段的混凝土进行凿毛[4]，然后用高压风机吹净凿除的残碴，再应用高压水枪将其冲洗干净，以提高混凝土凿毛面的清洁度。

3.4 加强墩柱垂直度控制

为了确保薄壁空心墩的垂直度需从以下几个方面进行控制：

1） 技术交底到位，确保施工一线管理人员、技术人员、作业人员清楚了解相关参数与标准；2） 技术培训到位，加强技术培训以确保一线人员熟练掌握各项施工环节；3） 测量放样准确，每次放样必须由不同的测量专职人员进行复核；4） 对测量仪器定期进行维护、校准，确保测量仪器的精度；5） 确保施工所用钢模板、对拉杆、加固螺栓等强度合格；6） 模板加固到位（尤其是倒角处），对拉杆确保在一个平面上，拉杆螺栓与模板连接处必须加钢板垫板，螺帽必须上双螺母；7） 外界环境温差对垂直度的影响控制到位。

由于施工位置处于陕北地区，白天紫外线强度很高，加之墩柱尺寸较大，在阳光照射下墩柱阳面和背阳面的温差较大，会造成墩柱模板的受热不均而导致墩柱轴线发生偏位，从而使墩柱垂直度受到影响。为了保证墩柱模板及施工混凝土后温度均匀，施工时在墩柱外模安装环形喷淋养护系统，按设计位置安装模板后开始间断进行喷淋降温，消除由于日照造成的阴阳面温差，保证模板温度均匀。同时混凝土浇筑完成后如果日照强烈仍需要继续间断进行喷淋直至日照强度低时，降温墩柱的同时对墩柱下部也要进行养护。

3.5 施工监测与控制

混凝土的浇筑分段完成，在开展实际施工过程中放样测量非常重要。一般来说，应用十字线法控制墩顶搭设平台，但是如果墩高超过20m 其稳定性就会有所降低，给测量方向的工作带来一定的难度。应用垂球法定位法对墩进行定位，在实际施工的过程中基础上的中心点以及墩底实体段可能会被施工废弃物所覆盖，导致墩内的光线不够明亮，给测量工作的开展带来极大的不便，只有经过多次反复的测量才能获得精准的定位。

4 施工中需要注意的几个问题

1） 原材料按技术质量要求由专人采购与管理，采购人员和施工人员之间对各种原材料须有交接记录[5]。原材料进厂（场） 后对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查，并按有关标准的规定取样和复验。经检验合格的原材料方可进厂（场）。对于检验不合格的原材料，按有关规定清除出厂（场）。

水泥、矿物掺和料等采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放且特别注意防潮。

2） 应用全方位定位跟踪的方法安装模板，为了消除温差可能给测量精准度带来的影响，如果温度超过28℃需要在上午八点之前或者下午四点之后进行测量方向工作。

3） 对同一层混凝土开展施工的过程中尽量匀称进行，应用插入式振捣器开展振捣施工的过程中需要合理控制振捣器移动距离必须＜振捣器作用半径的1.5 倍。每完成一处的振捣工作后需要边振捣边将转动棒提出，在提出时尽量避免振捣棒和其他预埋件相互接触。

4） 对于模板的临时固定通常采用塑料管保护的方式进行。

5） 桥墩高空作业的过程中必须保证安全性。为了提高施工人员的生命安全需要合理采用相应的安全管理办法以及科学的应急预案措施。配备专门的工作人员对实际施工过程进行检查，及时排除潜在的安全隐患问题。

5 结语

综上所述，在开展高墩施工的过程中施工技术的选择是非常重要的，翻模法具有操作方便、施工成本较低以及施工效果容易得到保证的特点，另外，该施工技术具有较好的封闭保护性，所以不管是可靠性还是安全性都较高。应用翻转模板对超高薄壁空心墩进行施工，施工过程可以得到科学的管理，墩表面混凝土更加光洁、美观，值得被广泛推广和应用。