空心薄壁墩施工工藝

甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、工程概況張棉大橋位于張家川縣張棉驛鄉(xiāng)李家村，橫跨東峽溝，溝道地勢(shì)相對(duì)狹窄，兩岸岸坡較陡，成“V”形峽谷，溝內(nèi)有常年流水，流向SW240度。溝底寬約40米，橋跨過(guò)處寬400米左右，相對(duì)高差67米，勾地表層覆蓋洪積碎石，記流量295米每秒。本橋設(shè)計(jì)為10*40米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，1、2、8、9號(hào)橋墩墩身高度小于30米，采用兩根170*170厘米方柱接“工”形承臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)；3、4、5、6、7號(hào)橋墩墩身高度在30-60米之間，采用250*600厘米的空心薄壁墩、矩形承臺(tái)接鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋分三聯(lián)，按3*40+4*40+3*40設(shè)置伸縮縫。本橋墩身部分為空心薄壁墩，且高度都在50米左右，因此橋墩的施工工藝直接影響著施工進(jìn)度、效率和成本。下面結(jié)合張棉大橋的特點(diǎn)，探討空心墩薄壁的施工技術(shù)。2、施工方法墩身采用翻模法施工，每次澆筑高度為3米。集中拌和砼，使用砼運(yùn)輸車(chē)運(yùn)到墩位處。由于高度較大，采用泵車(chē)泵送混凝土方法進(jìn)行澆筑。2.1空心薄壁墩翻模施工原理空心薄壁墩翻模施工系自承法施工體系，空心薄壁墩墩身較高，無(wú)法進(jìn)行一模到頂施工法，混凝土澆筑需分節(jié)進(jìn)行，利用已澆筑完的下節(jié)混凝土墩身及模板承受上一節(jié)混凝土的施工荷載，模板循環(huán)施工直至墩頂標(biāo)高，然后進(jìn)行蓋梁施工。2.2翻模施工需要解決的主要技術(shù)問(wèn)題2.2.1施工荷載結(jié)構(gòu)承載體系。2.2.2分節(jié)施工時(shí)墩身鋼筋高空現(xiàn)場(chǎng)連接技術(shù)。2.2.3模板制作、安裝與拆除。2.2.4混凝土節(jié)之間的施工縫控制。2.2.5墩身垂直度控制度及混凝土的養(yǎng)護(hù)。3、薄壁空心墩施工工藝3.1施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備的主要內(nèi)容：模板的設(shè)計(jì)與加工；模板對(duì)拉螺桿設(shè)計(jì)與加工；鋼筋機(jī)械連接及操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)制作；支、拆模板人工操作平臺(tái)制作及支、拆模板小型機(jī)具的準(zhǔn)備；預(yù)留吊車(chē)工作平臺(tái)等工作。3.2測(cè)量放樣精確測(cè)量，定位墩身及鋼筋的平面位置，測(cè)量承臺(tái)頂面標(biāo)高。3.3承臺(tái)施工及預(yù)埋墩身鋼筋在承臺(tái)施工時(shí)，先加工好墩身鋼筋，鋼筋下料時(shí)注意鋼筋接頭要錯(cuò)開(kāi)1m，鋼筋外露端長(zhǎng)度分別為3.5m-4.5m，鋼筋外露端需用滾絲機(jī)滾好絲，用膠皮套套住防止生銹。根據(jù)鋼筋的平面位置安放、固定墩身預(yù)埋鋼筋，預(yù)埋鋼筋定位牢固，間距均勻、準(zhǔn)確，同時(shí)保證預(yù)埋鋼筋垂直。由于空心薄壁墩底節(jié)為變截面，壁內(nèi)存在倒角，且底節(jié)3m墩身應(yīng)一次性澆筑為實(shí)體。3.4墩身鋼筋綁扎墩身鋼筋骨架連接前，先將鋼筋機(jī)械連接操作平臺(tái)安放在墩身的固定位置，在高3.5m處的操作平臺(tái)上對(duì)鋼筋骨架進(jìn)行機(jī)械連接，接長(zhǎng)鋼筋為6m。鋼筋連接套保護(hù)層厚度不小于15mm，用呆板手?jǐn)Q緊鋼筋接頭，擰緊力控制在不加長(zhǎng)力臂的情況下，一人擰不動(dòng)為止，外露不超過(guò)半絲長(zhǎng)度，接頭擰緊后做好標(biāo)記。在3.5.3模板的拆除墩柱混凝土澆注完畢后，根據(jù)混凝土的強(qiáng)度與天氣條件確定拆模時(shí)間。但拆模時(shí)間不得少于24小時(shí)（因?yàn)椴鸪^早時(shí)，混凝土強(qiáng)度尚低，容易破壞結(jié)構(gòu)混凝土，并且容易造成施工人員的危險(xiǎn)），若加入適當(dāng)數(shù)量的早強(qiáng)劑后，可以縮短拆模時(shí)間，具體時(shí)間根據(jù)混凝土強(qiáng)度確定。拆除內(nèi)模時(shí)，采用腳踏板依次從下至上拆除豎向連接螺桿，豎向連接螺桿拆除后，將踏腳板移動(dòng)安置于上層模板的下端筋肋上，操作人員將上下兩層模板的連接螺桿拆除。拆除前，應(yīng)在模板頂部的吊環(huán)上掛好掛鉤并將其稍稍吃力。拆除單塊模板上的所有連接螺桿后，將模板吊起取出。按照上述方法，將下層所有的模板拆除。再將上一層的內(nèi)模拆除。完成內(nèi)模拆除施工。3.6混凝土的運(yùn)輸混凝土采用小翻斗車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，由于該段大橋墩柱距拌和站均較近，所以運(yùn)輸距離較短，不會(huì)產(chǎn)生離析等現(xiàn)象。混凝土運(yùn)輸必須符合規(guī)范規(guī)定，運(yùn)輸過(guò)程中不得產(chǎn)生離析現(xiàn)象。嚴(yán)禁在拌和好的混凝土中隨意加水，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土必須符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求，否則必須廢掉。3.7澆筑混凝土混凝土由拌和站集中攪拌，混凝土混合料應(yīng)拌和均勻，顏色一致，不得有離析和沁水現(xiàn)象。罐車(chē)水平運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)泵車(chē)輸送管直接入倉(cāng)澆筑，混凝土的供應(yīng)必須保證輸送泵能連續(xù)工作，泵送間歇時(shí)間不宜超過(guò)15min。嚴(yán)格分層澆筑，分層厚度在30cm左右，并采用定人定部位進(jìn)行振密操作。針混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C50高性能混凝土，由拌和站拌和，水平運(yùn)輸采用混凝土罐車(chē)，垂直運(yùn)輸采用80型輸送泵。泵送入模，每次澆注高度4.5m，為防止混凝土離析，混凝土自由傾落高度不得超過(guò)2m。對(duì)混凝土泵送難，和易性差，顏色灰白的問(wèn)題，施工中優(yōu)化了混凝土配合比，在保持原來(lái)配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術(shù)，增加適量粉煤灰和減水劑，這使得混凝土的顏色更均勻，和易性更好。澆注混凝土前，先將墩身內(nèi)雜物清理干凈?；炷恋恼駬v采用插入式振動(dòng)器，振動(dòng)器的移動(dòng)距離不超過(guò)振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持50～100mm的距離；混凝土分層澆注，每層厚度控制在20～30cm，每放一層料時(shí)先將料扒平再開(kāi)始振搗，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)間控制在20s左右，以混凝土不再下沉、不再冒氣泡、表面呈現(xiàn)平坦、泛漿為準(zhǔn)。在混凝土的振搗過(guò)程中有現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員嚴(yán)格控制。為保證混凝土的外觀質(zhì)量，在混凝土的澆注過(guò)程中進(jìn)行混凝土的質(zhì)量控制，保證混凝土具有良好的和易性、流動(dòng)性，并控制混凝土的坍落度基本相同，以保證混凝土表面顏色一致；混凝土澆注過(guò)程中有專(zhuān)人看護(hù)模板，防止螺栓松導(dǎo)致跑模影響混凝土質(zhì)量混凝土入模后采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，振搗器采用70振搗器，混凝土每30cm一分層進(jìn)行澆注和振搗，上下層之間振搗時(shí)，必須按照規(guī)范要求插入下層，便于結(jié)合。插入式振搗器振搗時(shí)，插搗間距不得大于20厘米，并不得漏振。振搗時(shí)，混凝土必須振搗密實(shí)，混凝土振搗密實(shí)的標(biāo)志是：混凝土不再冒氣泡，不再下沉，混凝土表面呈現(xiàn)泛漿狀態(tài)。并且不得過(guò)振，不得造成離析。在混凝土澆注之前對(duì)所有的振搗工人進(jìn)行技術(shù)交底，使之做到心中有數(shù)，從而確?；炷恋恼駬v質(zhì)量。墩柱拆模后，采用塑料薄膜包裹并采用高壓水泵噴射灑水進(jìn)行養(yǎng)生，以保證混凝土的養(yǎng)生質(zhì)量，保證混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)生所用的高壓水泵必須滿足35米高的揚(yáng)程。墩柱配備專(zhuān)人進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間間隔根據(jù)氣溫及混凝土表面干濕狀況確定，確?；炷帘砻鏉駶?rùn)。在氣溫較高時(shí)，增加養(yǎng)生次數(shù)?；炷琉B(yǎng)生時(shí)間不得少于14天。3.8模版拆除拆模時(shí)應(yīng)保證拆模時(shí)的氣溫和混凝土內(nèi)部的溫度差不超過(guò)25℃，混凝土澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)生。高空混凝土的養(yǎng)生工作比較困難，在頂部裝上水箱蓄水，在模板的底部四周用鍍鋅管灑水，用土工布包裹養(yǎng)生，在養(yǎng)生過(guò)程中，保持混凝土表面濕潤(rùn)。3.9施工縫處理在模板安裝前，對(duì)混凝土施工縫隙鑿毛處理，模板邊混凝土與模板頂面平齊，以保證混凝土施工縫線性美觀。新舊混凝土結(jié)合面用鋼絲刷刷洗或鑿毛，鑿毛時(shí)混凝土強(qiáng)度需達(dá)到2.5MPa，清除表面水泥漿，露出新鮮的混凝土，在澆筑新混凝土前用水濕潤(rùn)舊混凝土面。3.10翻模時(shí)方可拆除。當(dāng)模板完全脫離墻身后，用吊車(chē)吊起安裝。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到10~15MPa后方可在混凝土上立模。在外側(cè)模安裝完成后拆除內(nèi)模，內(nèi)模的拆除方法與外模相同，內(nèi)模拆除后，通過(guò)內(nèi)套絲螺桿及錨固螺桿拉緊、懸掛外側(cè)模板，模板安裝完成后，用全站儀檢測(cè)模板的平面位置，檢驗(yàn)?zāi)０宕怪倍仁欠穹弦?，模板接縫是否平整緊密，用連水準(zhǔn)儀檢測(cè)模板水平面是否水平，在模板安裝、調(diào)整符合要求后，用柔性水泥把水平接縫封好，澆筑墩身混凝土。3.11高墩垂直度控制及施工監(jiān)控施工難度大，技術(shù)要求高，如何控制高墩的垂直度就成為控制施工質(zhì)量的重中之重由于墩身是在動(dòng)態(tài)中成型，而且是高空作業(yè)，施工精度控制十分復(fù)雜，墩身過(guò)大的偏差勢(shì)必對(duì)該橋的性能和線形有著較為顯著的影響。為此必須對(duì)高墩施工的精度給予足夠的重視，以確保主梁的最終順利合攏。3.12高墩垂直度測(cè)量現(xiàn)在常用的高墩垂直度測(cè)量控制方法主要有兩種：其一是采用全站儀平面測(cè)量控制；其二是激光垂準(zhǔn)儀＋全站儀聯(lián)合測(cè)量控制方法。根據(jù)我部及項(xiàng)目的實(shí)際情況，采用第一種進(jìn)行測(cè)量控制。其方法是：建立橋梁施工測(cè)量控制網(wǎng)。薄壁高墩控制測(cè)量根據(jù)設(shè)計(jì)院交樁橛點(diǎn)進(jìn)行大地四邊形網(wǎng)進(jìn)行控制，控制網(wǎng)，經(jīng)過(guò)反復(fù)聯(lián)測(cè)，該控制網(wǎng)能滿足二等導(dǎo)線網(wǎng)聯(lián)測(cè)的要求。高墩墩身控制采用在承臺(tái)頂面放出墩身四個(gè)角點(diǎn)（A、B、C、D）進(jìn)行模板控制點(diǎn)，模板安裝完后，在對(duì)四個(gè)角點(diǎn)、軸線控制測(cè)量點(diǎn)（Z1、Z2、H1、H2）檢查測(cè)量，根據(jù)理論放線坐標(biāo)進(jìn)行放線，求出實(shí)際的偏差值△x、△y，要求滿足△x≤2mm，△y≤2mm，每節(jié)測(cè)量消除測(cè)量誤差積累。施工流程：支立（提升）內(nèi)模模板施工準(zhǔn)備安裝兩節(jié)模板墩身鋼筋連接及鋼筋綁扎承臺(tái)施工及預(yù)埋墩身鋼筋測(cè)量放樣支立（提升）內(nèi)模模板施工準(zhǔn)備安裝兩節(jié)模板墩身鋼筋連接及鋼筋綁扎承臺(tái)施工及預(yù)埋墩身鋼筋測(cè)量放樣拆除底節(jié)模支于頂節(jié)模上拆除底節(jié)模支于頂節(jié)模上綁扎接高墩墩身鋼筋綁扎接高墩墩身鋼筋澆筑第一次砼、養(yǎng)護(hù)澆筑第一次砼、養(yǎng)護(hù)垂直度檢測(cè)及模板調(diào)整垂直度檢測(cè)及模板調(diào)整4、質(zhì)量檢查一、生產(chǎn)班組設(shè)兼職質(zhì)檢員進(jìn)行自檢，使工序質(zhì)量在班組的操作過(guò)程中進(jìn)行控制。二、在工序交接時(shí)，實(shí)行交接檢驗(yàn)，對(duì)上一工序的質(zhì)量進(jìn)行檢查，如不合格下一班組可以拒絕接班。同時(shí)工區(qū)技術(shù)員參加檢驗(yàn)，及時(shí)處理各種問(wèn)題。三、工區(qū)專(zhuān)職檢查員，對(duì)各工序工程質(zhì)量，隱蔽驗(yàn)收進(jìn)行逐項(xiàng)檢查、評(píng)定，合格后填寫(xiě)檢查記錄，報(bào)監(jiān)理簽認(rèn)后方可進(jìn)行下一道工序。四、內(nèi)部監(jiān)理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量進(jìn)行抽檢，匯總質(zhì)量情況，分析質(zhì)量問(wèn)題，報(bào)總工、項(xiàng)目經(jīng)理和上級(jí)主管部門(mén)。5、安全措施一、鋼筋焊接時(shí)，焊工必須戴防護(hù)鏡或遮擋板。鋼筋安裝工人在安裝豎向鋼筋時(shí)應(yīng)當(dāng)配備安全帶，防止跌落。二、所有鋼筋的截?cái)嗯c彎折必須使用監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的設(shè)備完成。三、在施工期間，現(xiàn)場(chǎng)常設(shè)一名技術(shù)人員，該技術(shù)人員應(yīng)具有做安全工作的資格，且熟悉所施工的工作類(lèi)型。四、在施工現(xiàn)