薄壁空心墩翻模施工技術(shù)應(yīng)用研究

樊明軍

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司)

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薄壁空心墩翻模施工技術(shù)應(yīng)用研究

樊明軍

(山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司)

摘要：針對(duì)翻模法在薄壁空心墩施工中的應(yīng)用研究，通過(guò)對(duì)薄壁空心墩施工的工程實(shí)例，從施工方法的選定、施工技術(shù)準(zhǔn)備、翻模模板設(shè)計(jì)、翻模法施工工藝、鋼筋及混凝土施工、模板翻升等幾方面詳細(xì)介紹了薄壁空心墩翻模法施工技術(shù)以及關(guān)鍵控制內(nèi)容，為翻模法施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理提供合理的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：薄壁空心墩；翻模法；施工

1工程實(shí)例概況

呂梁環(huán)城高速公路高家溝1號(hào)大橋全長(zhǎng)688 m，上部結(jié)構(gòu)形式為17~40 m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，下部為單薄壁式空心墩，截面尺寸為5.0 m×2.5 m，順橋向壁厚0.6 m，橫向壁厚0.8 m，墩身上實(shí)心段長(zhǎng)度為1.5 m，下實(shí)心段長(zhǎng)度為2.0 m，薄壁式空心墩高38.45~46.62 m。

2薄壁空心墩翻模法施工準(zhǔn)備

2.1　翻模法施工方法的選定

在施工前根據(jù)本橋工程實(shí)際擬定了滑模、爬模、翻模三種施工方案進(jìn)行比選。

滑模施工特點(diǎn)是施工速度較快，但投入較大，施工配套設(shè)備多，適宜澆筑低流動(dòng)度或半干硬性混凝土，實(shí)體及外觀質(zhì)量相對(duì)較差。

液壓爬模施工雖然實(shí)體及外觀質(zhì)量較好，但由于采用綜合大模板，模板剛度高、自重大，外爬式支架剛度要求高，施工糾偏困難，模板接縫較多，容易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，作業(yè)平臺(tái)狹小，施工機(jī)具的投入也較大，安全隱患多等缺點(diǎn)，無(wú)法滿足現(xiàn)有生產(chǎn)條件。

翻模法施工，模板可現(xiàn)場(chǎng)制作，成本較低，模板和內(nèi)外平臺(tái)可一次安裝完成，施工速度快。利用塔吊提升模板，使用較為經(jīng)濟(jì)合理，在拆模后，混凝土表面平整，能克服滑模施工的不足。因此選用對(duì)配套設(shè)備要求較少，模板自重輕，糾偏容易，實(shí)體及外觀質(zhì)量好的翻模法進(jìn)行施工。

2.2　施工技術(shù)準(zhǔn)備

在進(jìn)行翻模法施工作業(yè)之前，首先應(yīng)該組織技術(shù)人員與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)交底，通過(guò)技術(shù)交底熟悉施工圖紙，明確各個(gè)部分的細(xì)節(jié)要求，并對(duì)翻模法施工作業(yè)過(guò)程中的重要節(jié)點(diǎn)工序、重點(diǎn)部位的具體施工質(zhì)量控制要求進(jìn)行明確。

2.3　翻模法模板及操作平臺(tái)設(shè)計(jì)制作

在翻模法施工作業(yè)中，翻模系統(tǒng)主要是由三大節(jié)段組合模板、支架、操作平臺(tái)、塔吊等成的。根據(jù)墩身高度、施工機(jī)具長(zhǎng)度和鋼筋配料情況，綜合考慮施工作業(yè)進(jìn)度和減少混凝土施工縫數(shù)量等因素，將每個(gè)施工澆筑層確定為4.5 m，模板制作為2.25 m一層，每套3層模板。

在確定模板加工方案時(shí)制定了兩種方案進(jìn)行比選，第一種方案是將四個(gè)角的模板各作為一整塊，再連接中間面板構(gòu)成外模，第二種方案是做四塊符合墩身寬度尺寸的面板，連接組合為外模。經(jīng)過(guò)比較，第一種方案的模板棱角的外觀質(zhì)量雖然比第二種要稍好，但組合安裝時(shí)模板塊數(shù)多，墩身表面模板接縫多，易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，模板塊數(shù)多，安裝加固的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二種方案，因此選擇第二種方案加工模板。

模板系統(tǒng)由外模和內(nèi)模、拉桿組成，由于墩身較高，模板倒用次數(shù)多，確定外模面板采用6 mm優(yōu)質(zhì)鋼板制作，邊肋采用∠100×10角鋼，縱肋與橫肋采用10#槽鋼及6 mm厚鋼板制作。內(nèi)模面板采用5 mm厚優(yōu)質(zhì)鋼板，邊肋采用∠80×10角鋼，縱肋與橫肋采用8#槽鋼及6 mm厚鋼板制作，變截面內(nèi)模和橫隔板采用竹膠板和方木加工。橫帶采用14#雙槽鋼，橫帶內(nèi)穿拉桿，采用直徑20 mm精軋鋼螺桿固定模板，模板外側(cè)采用輪扣式腳手架搭設(shè)框架，放置大塊木板作為操作平臺(tái)，用鐵絲將木板牢固綁扎在腳手架上，確保施工安全。

2.4　塔吊布置準(zhǔn)備

在翻模施工中，所有提升工作的完成都需要塔吊作業(yè)，因此施工準(zhǔn)備階段必須做好塔吊的布置準(zhǔn)備。按照施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)配備一臺(tái)50 t·m塔吊作材料運(yùn)輸及立模之用，將塔吊設(shè)置于墩身附近，并使用附墻撐拉構(gòu)件與墩身固結(jié)，以確保塔吊的穩(wěn)定性。

3薄壁空心墩翻模法施工工藝

3.1　翻模模板試拼裝

空心薄壁墩施工前，首先通過(guò)計(jì)算和試吊裝，準(zhǔn)確找到每塊模板的重心，以便確定掛鉤起吊位置，避免塔吊起吊模板時(shí)碰撞上層模板而翻轉(zhuǎn)傾斜，造成安全隱患。根據(jù)節(jié)段設(shè)計(jì)尺寸及位置對(duì)模板進(jìn)行預(yù)拼裝，檢查模板尺寸、接縫及平整度，模板試拼完成后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)墩澆注，對(duì)實(shí)驗(yàn)墩出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為墩身施工奠定基礎(chǔ)。

3.2　翻模法施工立模

模板試拼合格后，在承臺(tái)頂面用全站儀放出立模邊線，邊線四角用水準(zhǔn)儀分段抄平，并放出墩身縱橫方向的護(hù)樁，以便在以后的墩身施工中校模時(shí)使用。在第一節(jié)模板安裝時(shí)，首先用水泥砂漿對(duì)邊線四角進(jìn)行找平，檢查預(yù)埋件設(shè)置，模板涂刷脫模劑后從中心向兩側(cè)進(jìn)行立模，測(cè)量校正空心墩中心線及垂直度后用直徑20 mm精軋鋼螺桿加PVC套管將模板對(duì)拉固定，在模板外用雙墊片及雙螺母加固，通過(guò)拉桿和兩層模板之間的連接螺栓完成模板的調(diào)整。

模板安裝完畢后對(duì)模板進(jìn)行檢查，首先檢查模板的接縫及錯(cuò)臺(tái)，用鋼尺檢查模板的幾何尺寸，拉線檢查模板的順直度，用鉛垂儀檢查模板的垂直度，嚴(yán)格控制軸線偏移，確保模板表面平整、接縫嚴(yán)密，模板內(nèi)部尺寸、平整度滿足要求，安裝質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)檢查指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　墩身模板安裝現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)要求

3.3　薄壁空心墩鋼筋施工

薄壁空心墩鋼筋的加工，嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行下料加工，并按編號(hào)進(jìn)行分類存放。墩身主筋采用等強(qiáng)直螺紋套管機(jī)械連接方式，利用墩內(nèi)鋼管支架平臺(tái)，在平臺(tái)頂安放鋼筋定位管架，四周設(shè)鋼筋定位梳子板控制間距。鋼筋長(zhǎng)度每段采用4.5 m，以便與每個(gè)工作循環(huán)模板高度相配合，水平箍筋和拉筋按照常規(guī)工藝施工。在鋼筋與模板間設(shè)置砂漿墊塊，墊塊與鋼筋綁扎牢固比保證保護(hù)層的厚度。

3.4　混凝土工程施工

在進(jìn)行薄壁空心墩墩身混凝土施工作業(yè)之前，首先對(duì)混凝土用水泥、砂石料等材料的規(guī)格和質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，保證材料各項(xiàng)性能符合設(shè)計(jì)要求。其次根據(jù)天氣情況、砂石材料含水量等因素及時(shí)調(diào)整配合比。最后控制好攪拌時(shí)間，保證混凝土均勻性、和易性及坍落度等滿足技術(shù)要求。

混凝土采用罐車運(yùn)輸，垂直運(yùn)輸采用HTB-60型輸送泵，并配備混凝土提升斗作為備用。泵管附著在塔吊的塔身上，用鋼絲繩固定牢固，墩頂泵管隨著墩高不斷提升，澆筑混凝土?xí)r，在澆筑平臺(tái)中部布設(shè)水平管，然后用軟管連接到串筒處。開(kāi)始泵送前，先攪拌同水灰比砂漿，打入輸送泵中，再緊接著泵送混凝土。砂漿數(shù)量根據(jù)泵管長(zhǎng)度而定，一般為0.5~2.0 m3。

混凝土澆筑采用分層澆筑的方式，每層混凝土澆筑厚度控制在30 cm左右，沿墩身四周均勻灌注混凝土。混凝土的振搗采用插入式振搗器，振搗器的移動(dòng)距離在30~35 cm范圍內(nèi)，與側(cè)模保持5~10 cm的距離。振搗順序?yàn)椋合日駬v倒角處，再?gòu)膬蛇呄蛑虚g振搗，振搗時(shí)間控制以混凝土漿體停止下沉、無(wú)明顯冒氣泡上升為準(zhǔn)。在進(jìn)行澆筑時(shí)要保證連續(xù)性，并要避開(kāi)高溫段施工，混凝土澆注過(guò)程中有專人看護(hù)模板，防止螺栓松動(dòng)導(dǎo)致跑模影響混凝土質(zhì)量。

3.5　模板的拆除及翻升

在頂節(jié)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到3 MPa以上且底節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到10 MPa以上時(shí)，即可進(jìn)行下一循環(huán)的鋼筋綁扎，然后用塔吊拆除底節(jié)段模板，并將拆除的模板清理干凈涂刷脫模劑后吊升至頂節(jié)段混凝土頂面，根據(jù)第一節(jié)段的安裝順序依次進(jìn)行安裝，至此翻模施工完成一個(gè)循環(huán)。

4翻模施工工藝質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)

在用塔吊進(jìn)行模板工程拆除、組合、安裝施工時(shí)，應(yīng)該注意輕拆輕放，防止變形，提升時(shí)應(yīng)做到垂直、均衡一致。

為了保證上下兩節(jié)段的良好結(jié)合，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后必須將混凝土表面浮漿進(jìn)行人工鑿毛，鑿深約1 cm左右，鑿?fù)旰笥蔑L(fēng)槍先吹掉混凝土殘?jiān)?，再用高壓水沖洗干凈，保證混凝土面清潔。

混凝土澆筑完成后，要及時(shí)對(duì)墩身混凝土采用灑水噴淋養(yǎng)生，節(jié)段模板拆除后，則采用塑料薄膜包裹、自然蒸養(yǎng)的方式養(yǎng)生。

在整個(gè)翻模施工作業(yè)過(guò)程中，最關(guān)鍵的施工內(nèi)容是對(duì)墩身垂直度的控制，在現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)管理中，施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)建立墩身施工平面、高程控制網(wǎng)、施工相對(duì)控制網(wǎng)，重點(diǎn)對(duì)高墩翻模垂直度進(jìn)行測(cè)量控制，在翻模施工中每提升一節(jié)，對(duì)模板的位置檢查一次，確保薄壁墩身的垂直度在0.3%H以內(nèi)且不大于20 mm。

5結(jié)語(yǔ)

翻模法由于施工機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，施工技術(shù)成熟，因而適用于薄壁空心墩施工，特別是對(duì)于施工作業(yè)地形條件較為復(fù)雜，空心墩高度相對(duì)較大的情況能取得良好的效果。采用翻模法施工，在具體運(yùn)用過(guò)程中，施工作業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)翻模法的施工工藝特點(diǎn)以及施工工序，合理的制定施工方案，不僅可以降低施工成本，施工質(zhì)量得到保證，還可以對(duì)施工過(guò)程降低安全風(fēng)險(xiǎn)有積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫招.衡桂高速公路薄壁空心墩精細(xì)化施工控制要點(diǎn)[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2010，(5).

[2]段相生.公路橋梁高墩翻模施工技術(shù)研究[J].安徽建筑，2012，(2).

[3]王飛,田世寬.井崗河特大橋高墩翻模施工及質(zhì)量控制[J]. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2011，(6).

收稿日期：2015-01-12

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0104-02