付勝元 邱志偉
摘要:目前,在跨越深溝寬谷的山區(qū)高速公路建設中,高墩被廣泛應用,并成為控制工程進度和成本的關鍵。橋梁空心薄壁墩施工過程中,爬模、翻模、滑模等施工方法極為普遍,滑模施工因施工速度快、安全性較高、節(jié)省投資而備受青睞。文章結(jié)合蒙文硯高速公路高墩施工實例,通過技術創(chuàng)新和改進使橋梁的外觀和質(zhì)量得到了很好的控制。
關鍵詞:高墩;滑模施工;橋梁工程;空心薄壁墩;質(zhì)量控制 文獻標識碼:A
中圖分類號:U443 文章編號:1009-2374(2016)08-0117-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.060
1 工藝原理
在施工技術選擇上使用滑模施工技術,會先在墩身混凝土結(jié)構(gòu)中埋置鋼管,利用提升架與千斤頂將滑升模板的所有施工荷載轉(zhuǎn)至支承鋼管上,待混凝土具備規(guī)定強度后,通過自身液壓提升系統(tǒng)將整個裝置沿支承桿上滑,到一定高度后,翻升內(nèi)襯模板,周而復始地連續(xù)施工,不斷循環(huán)。
2 改進措施
第一,為確保空心薄壁墩外觀質(zhì)量達到更高要求,施工時對滑模施工框架進行改進,增加內(nèi)襯樹脂板。內(nèi)襯板與外框架鋼模板分離,外框架鋼模自動滑升,內(nèi)襯模人工翻升,內(nèi)襯模與混凝土表面相對靜止,減少了模板和砼的相對滑動,避免了砼表面的損傷,減少脫模后砼表面的修飾工作,提高了相對滑模施工工藝而言的混凝土外觀質(zhì)量。由于滑模外框架與內(nèi)襯板之間有一定摩擦力,為了減少摩擦,模板拼裝前,在外鋼模板和內(nèi)襯板之間涂抹黃油以減小摩擦系數(shù),內(nèi)襯板內(nèi)側(cè)涂抹脫模劑來保證砼外觀質(zhì)量。
第二,施工技術創(chuàng)新的特點:(1)采用原有滑模液壓系統(tǒng)進行模板框架的提升,每天可提升4~6m,施工速度快;(2)結(jié)合翻模和滑模施工工藝,采用內(nèi)襯板與外框架分離,外框架自動滑升,內(nèi)襯板人工翻升,內(nèi)襯板與混凝土表面相對靜止,提高了混凝土的外觀質(zhì)量;(3)模架一次安裝就位并在墩柱四周形成閉合體系一直施工至墩頂,外框架操作平臺與裝修平臺全部閉合連接,液壓系統(tǒng)采用單向提升系統(tǒng),施工安全性相對常規(guī)施工工藝極高。
3 質(zhì)量控制方法
3.1 原材料控制
對于混凝土來說,其主要的組成材料是水泥和骨料。在水泥的使用上,需要選擇同一品牌的同廠家供應。而粗骨料一般可以使用花崗巖碎石。骨料的粒徑最大值為25mm,最小值為5mm,且需要對其級配和粉塵含量進行嚴格控制。細骨料以中砂最佳,細度模量約在2.6~2.9mm之間。為了保證細骨料的總體水平,最好使用2.5mm篩孔進行篩選,其余量必須保持在15%以內(nèi)。如果使用的是0.315mm篩孔,那么余量則需要保持在85%~92%之間,在控制含沙量的同時,也能控制細骨料的細度。選用緩凝、早強、引氣量小、摻量少的高效外加劑。為了保證混凝土的和易性,可以在水泥漿中摻入適當?shù)姆勖夯?,從而能減少混凝土外部氣泡,當然粉煤灰也需要經(jīng)過加工,具有一級灰的水準。
3.2 混凝土控制
混凝土的控制需要從其材料、工藝等多個方面來進行控制,在上文中提出了混凝土對于材料的要求,此處主要是對混凝土工藝控制的分析。由于混凝土本身成半凝固狀態(tài),所以在倒入模具時,需要保證其澆筑的速度和力度,以達到均衡狀態(tài),從而防止因為模具內(nèi)混凝土不均勻引發(fā)施工質(zhì)量問題。在施工中,每一層的混凝土都需要保持水平面的一致,每層厚度約為20~30mm。例如鋼筋骨架的水平筋操作時,就需要使用小型的內(nèi)插式振搗器將混凝土振搗緊實,在插入中需要盡可能地避開鋼筋、支承軒以及模板,且插入前一層搗實的混凝土中不宜超過10cm。振搗過程中應避免過振和漏振,當混凝土表面不下沉、不冒氣泡時方可抽出振搗棒?;炷潦┕ぶ袛鄷r應對模板底端采用泡沫膠封堵避免造成水泥漿滲漏。
3.3 千斤頂行程控制
滑模施工中所采用的千斤頂都是單向的。單向千斤頂只能爬升不能下降。因此,在調(diào)平升差時,可以采用就高找平的方法。這種方法是在每個千斤頂進油口處,與油管串接一個截止閥,起關閉油路的作用。當升差大約為千斤頂?shù)囊粋€行程(25~30mm)后,可將高位千斤頂?shù)挠吐逢P閉,使低位千斤頂繼續(xù)爬升,以達到調(diào)平的目的。這種調(diào)平的方法要根據(jù)隨升標尺反映出來的升差數(shù)值,操縱截止閥,一般升差小于25mm時,可以不必急于調(diào)平,因為不是一個千斤頂?shù)男谐塘烤完P閉截止閥,其結(jié)果會是高位千斤頂變成低位千斤頂。升差調(diào)平以后,應該把關閉的截止閥依靠手動操縱。關閉或開啟從外表上很難分辨,所以操縱人應該清楚每個千斤頂?shù)那闆r,以免造成調(diào)平工作的紊亂。
3.4 垂直度控制
施工過程中安排專人每完成一次提升即對墩身的6處豎直度觀測點進行一次監(jiān)控量測,同時測量人員每提升4m對墩身的平面位置及高程進行復測,發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整,保證墩身垂直度。
3.5 內(nèi)襯樹脂板控制
拆除下層樹脂模板時,嚴格控制外框架最后一次提升速度,拆模人員應提前就位,避免操作不當造成模板下落。拆除模板之后及時對樹脂板進行清理并涂抹脫模劑,保證內(nèi)襯樹脂板表面平整,保證混凝土外觀質(zhì)量。
3.6 偏移控制
3.6.1 偏移預防方案。對于偏移控制來說,最好的措施在于預防。在高橋墩滑模施工中,對其垂直高度的要求較嚴格,所以需要針對偏移的原因來制定對應的預防方案。具體的預防偏移方式有:(1)在滑升的過程中,設置的操作平臺需要嚴格控制傾斜度,最好能夠一直保持水平狀態(tài)。而每一個千斤頂完成后,都需要對其進行觀測,以便于掌握操作平臺各個點的高度。(2)對模板的滑升速度進行嚴格控制。在滑模施工中形成的混凝土,對其強度要求為0.2~0.4MPa。如果混凝土在出模時強度達不到要求,那么就可能會造成支撐系統(tǒng)脫離掌控,進而讓整體偏移。就目前的施工經(jīng)驗來說,夏季氣溫較高,滑升速度需要保持在0.25~0.30m/h之間;春秋季穩(wěn)溫度相對適宜,滑升速度控制在0.1~0.3m/h之間。而冬季由于溫度過低,所以應當盡可能避免滑模的使用。如果一定要使用,則需要進行保溫控制,其滑升速度最大不能超過0.15m/h。
3.6.2 偏移糾正。滑模糾正在施工中需要盡早進行,一般來說,任何滑模都會存在一定的偏移,但是對于這個偏移需要及時糾正。而小的偏移糾正相對簡單,但是由于橋墩垂直度要求較高,所以需要及時對小偏移糾正,而大偏移糾正難度則相對較大:(1)在千斤頂行程中,需要及時對垂直度進行觀測,并根據(jù)觀測所得數(shù)據(jù),制定合適的糾正措施。(2)對于小于5mm的偏移,可以采用轉(zhuǎn)換混凝土澆筑方向的措施來糾正。即先澆筑偏移位置的反方向的混凝土,然后再澆筑偏移位置的混凝土。除此之外,還可以扭轉(zhuǎn)滑模來糾正,即澆筑已偏移的反方向混凝土。(3)對于5~10mm的偏移,可以使用偏載法來糾正。即調(diào)整整個操作平臺上的位置分布或者讓操作平臺上的人員在滑升時,適當偏于一邊,但是需要保持偏載的幅度。(4)一般來說,需要盡量避免10mm以上的偏移。在出現(xiàn)相對較小的偏移時,就需要解決,但是一旦出現(xiàn)10mm以上的偏移,則需要使用千斤頂糾正法。該種操作方式實際上是在調(diào)整整個操作臺的傾斜度,讓操作平臺與滑模系統(tǒng)的中心向設計中心靠攏。在糾正的過程中,需要依靠千斤頂行程來完成,但是,傾斜度需要控制在1%內(nèi),千斤頂?shù)男谐桃膊灰顺^30mm,整個施工過程需要嚴謹。(5)雖然滑模糾正的措施很多,但是在針對橋墩垂直度較高要求而言,實用性較低,例如利用撐桿以及倒鏈糾偏、借助外力橫拉等,這些方法難以使用。所以,在橋墩滑模中,需要發(fā)現(xiàn)偏移及時解決,避免問題擴大。(6)滑模其他糾偏措施還有很多,如利用撐桿及倒鏈糾偏、借助外力橫拉糾偏、鍥形墊片糾偏等,但針對橋墩較高的垂直度要求而言,很多糾偏方法并不實用,橋墩滑模糾偏要堅持有偏即糾的原則,杜絕較大偏差的出現(xiàn)。
3.7 養(yǎng)護
當混凝土脫模后,應及時進行養(yǎng)護。灑水養(yǎng)護實際上是為了保護混凝土的硬化,在一定程度上可以減少裂縫的出現(xiàn)。在混凝土施工完成后的至少7天內(nèi),對混凝土實時進行灑水,以保證其硬化所需的濕度。
4 結(jié)語
滑模施工具有速度快、混凝土連續(xù)性好、材料消耗少、施工安全等特點,近年來已成為高墩施工的首選方案,加入內(nèi)襯樹脂板能夠有效地控制滑模施工外觀質(zhì)量,這種技術創(chuàng)新和改進對彌補滑模施工外觀質(zhì)量的不足有很大的幫助??梢灶A見,有效改善外觀質(zhì)量的滑模施工工藝具有較為廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻
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(責任編輯:小 燕)