高墩施工中選用合理的施工工藝
【關(guān)鍵詞】路橋施工；薄壁空心高墩；技術(shù)
前言
一般來說，墩身高度大于30m的橋墩統(tǒng)稱為高墩，墩身形式多為薄壁、空心、變截面矩形墩。高墩橋多位于山嶺重丘地區(qū)，技術(shù)要求高，施工難度大。目前進行高墩施工的方法有滑升模板法、提升模板法、滑升翻模法（主要用于不變坡的方形高墩)、爬升模板法以及鋼管腳手架配合拼裝鋼模板法等。上述施工方法都需要大型機械設(shè)備配合，如塔式起吊機、液壓提升、爬升設(shè)備等；采用滑模和爬模法施工整體投資大，設(shè)備復(fù)雜，不易操作，但安全性好，混凝土的外觀質(zhì)量易于控制。
在施工過程中為了節(jié)約成本，提高效益，根據(jù)現(xiàn)場情況主要采用了鋼管腳手架配合拼裝鋼模板法，特別是在鋼模制作過程中采用的新型的變型模板配合定型模板使用的方法大大節(jié)約了施工成本，提高了工作效率。
一、施工工序和施工方法
施工準(zhǔn)備→測量放線和準(zhǔn)備→鋼筋加工及安裝→模板安裝→混凝土的生產(chǎn)、運輸和澆筑→混凝土的修補和養(yǎng)生。
1．1塔式吊機的選擇
對于高墩比較集中的分幅式高架橋，可以選擇臂長50～80m的重型塔吊，這樣1座塔吊能夠滿足多個高墩同時施工；對于單幅或幅距較遠的高架橋，可以選擇多座輕塔吊。塔吊的有效起吊高度按實際墩身高度確定，由于塔吊達到一定高度（通常為28m)后，要用附著器與墩身連接，所以塔吊基礎(chǔ)必須與高墩基礎(chǔ)平行且在一條直線上。塔吊基礎(chǔ)的設(shè)置必須嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家給定的圖紙進行施工，基礎(chǔ)混凝土強度達到設(shè)計強度的8O％后才能進行塔吊安裝。
1．2鋼模板的加工制作
高墩所用的鋼模板分為變形模板和定型模板，均采用5mm厚的鋼板在正規(guī)廠家進行加工，由于加工費用昂貴在加工前要認(rèn)真、仔細的分析全橋墩身各部尺寸，使模板有很好的通用性，盡可能少的加工模板�，F(xiàn)以某高架大橋為例來介紹高墩模板的加工過程。某高架大橋共有5座高墩．墩身高度分別為38.44、45.35、46.79、51.89和65.58m，變形模板的加工以全橋最高的墩身為基礎(chǔ)(見圖1)。注：陰影部份為定型模型，加工時注意考慮與墩身的通用性。
1、2、3、為變形模板，除1模板外其余模板均高lm，寬度隨坡比改變。1模板共加工5種(每個高墩1種)；其他變形模板共加工64種，由于寬度小于1Ocm的模板用木模代替，所以只加工54種鋼模板。大橋5座高墩共加工變形模板(5+54)x4(2個面)=236塊。
1．3扣件式鋼管腳手架的搭設(shè)
單管立柱扣件式鋼管腳手架搭設(shè)高度不宜超過50m，50m以上的高架有以下幾種搭設(shè)方法。
1)腳手架的下部采用雙管立柱，上部采用單管立柱，單管立柱部分高度要在35m以下：
2)將腳手架的下部柱距減半，較大柱距的上部高度在35m以下；
3）采用雙排單管立柱的方法進行搭設(shè)。排距1.0～1.2m，立柱間距0.8～1.0m．縱、橫向水平桿間距1.2～1.5m
腳手架高度大于12m后要與墩身連接，每隔3-4m用4根鋼管做成抱箍抱緊墩身并與腳手架連接，加斜撐進行加固：每隔10m在墩身預(yù)留的孔道內(nèi)（每面預(yù)留2孔)穿人鋼管與腳手架連接，使腳手架與墩身形成整體。搭設(shè)時立柱的地基與基礎(chǔ)必須堅實，要具有足夠的承載力．必要時墊設(shè)5mm厚的鋼板加強基礎(chǔ)，同時要設(shè)置縱向和橫向支撐（剪刀撐)，使腳手架具有足夠的縱、橫向整體剛度。在搭設(shè)腳手架的過程中用竹串片腳手板在排腳手架之間搭設(shè)旋轉(zhuǎn)形人行步梯供施工人員上下，搭設(shè)時竹串片腳手板之間以及腳手架與橫向水平桿之間要用鐵絲連接牢固，同時在腳手板上用木條設(shè)置防滑臺階。具體施工中搭設(shè)1組6m高腳手架，需5名架子工8h內(nèi)完成，包括加固及人行步梯的設(shè)置等。
1．4測量放線及準(zhǔn)備工作
施工前由測量組在承臺頂精確放出墩柱中心十字線或四角坐標(biāo)，然后對墩柱范圍內(nèi)的承臺混凝土進行徹底鑿毛(鑿至新鮮混凝土面)，并用高壓水清洗干凈。
1．5鋼筋加工與安裝
鋼筋進場后要分類堆碼整齊，下墊上蓋防止鋼筋銹蝕。鋼筋在加工棚內(nèi)集中加工．加工時要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和技術(shù)交底進行加工，允許偏差見表1。
鋼筋籠在現(xiàn)場綁扎，墩身縱向粗鋼筋的連接可以采用雙面搭接立焊，其中焊縫長度必須大于5d(d為鋼筋直徑），焊縫高度大于0.3d(d為鋼筋直徑)，焊縫寬度大于0.7d(d為鋼筋直徑)。焊接時必須采用結(jié)502或結(jié)506焊條；鋼筋連接也可以采用直螺紋套筒連接（機械連接)，接頭等級要求達到A級或SA級（連接件的屈服承載力和抗拉承載力的標(biāo)準(zhǔn)不低于被連接鋼筋的屈服承載力和抗拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.15倍），SA級連接頭可設(shè)置在一個平面內(nèi)，其他等級連接頭須錯開布置，錯開距離不小于35d(d為鋼筋直徑)。套筒和鋼筋在工廠集中加工，套筒強度不小于鋼筋強度的1.1倍，鋼筋接頭用鐓粗機進行鐓粗（冷擴)處理后用刻絲機車絲，絲口長度要嚴(yán)格控制，保證套筒安裝到位后外露絲口不大于1圈，螺紋直徑不小于鋼筋的公稱直徑。鋼筋鐓粗(冷擴)工藝較復(fù)雜，加工前要對機器進行調(diào)試，樣品合格后再批量加工。加工好的絲口要進行防銹處理并用小塑料袋進行包裹。雖然直螺紋套筒連接的成本比焊接成本高，但質(zhì)量可靠、易于操作，目前已廣泛用于重要結(jié)構(gòu)的鋼筋連接。安裝時鋼筋的級別、直徑、根數(shù)和間距要符合設(shè)計要求，綁扎和焊接的鋼筋骨架不得有變形、松脫和開焊，鋼筋綁扎允許偏差見表2。表2鋼筋綁扎允許偏差
1．6模板安裝
質(zhì)量合格的模板進場后要進行刨光處理，并堆碼整齊。安裝前用電動鋼絲刷對模板表面進行清理，并均勻涂抹脫模劑，脫模劑可以選用液壓油或按1：4的比例調(diào)配柴油和機油，但嚴(yán)禁使用廢棄機油。
處理好的小塊模板在地面拼裝成大模板后用塔吊整體吊裝。由于模板接縫較多為防止漏漿在每個接縫處用雙面膠或海面條封墊，同時嚴(yán)格控制模板錯臺(小于2mm)保證墩身混凝土的外觀質(zhì)量。模板用16mm的螺栓連接，并用拉桿（16mm)及加勁構(gòu)件(8～lOcm槽鋼)加固為提高拉桿的使用效率在模板內(nèi)預(yù)埋PVC管，拉桿從PVC管內(nèi)穿入與模板連接，拆模后拉桿可以再次使用。
模板安裝完成后由測量組對模板進行檢測，使模板實測四角坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)的偏差在允許偏差內(nèi)(10mm)。板面局部不平用2m靠尺、賽尺檢測。
1．7混凝土的生產(chǎn)、運輸及澆筑
混凝土由自動拌和樓生產(chǎn)，混凝土運輸車運至現(xiàn)場，由塔吊提升料斗(容積0.5～0．8m3)或混凝土輸送泵進行澆筑。料斗澆筑混凝土坍落度以1O～13cm為宜；輸送泵澆筑混凝土坍落度以15～18cm為宜。混凝土水平分層澆筑，層厚30cm，由專業(yè)振搗人員用插入式振動器進行振搗，振搗時要滿足下列要求：
1)插入式振動器要垂直或略有傾斜插入混凝土中，傾斜度不宜過大。更不能放在混凝土面層。
2)插人時宜稍快，提出時略慢，并邊提邊振動，以免在混凝土中留有空洞。
3)插入式振動器振動時的移動間距，不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍(40～50cm），與側(cè)模應(yīng)保持5～lOcm的距離；插入下層混凝土5～lOcm，使上下層混凝土結(jié)合牢固。
4)混凝土澆筑后，應(yīng)隨即進行振搗，振搗時間一般控制在25～40S．如振搗時出現(xiàn)下列情況之一時，表明混凝土已振搗完成。
①混凝土表面停止沉落，或沉落不明顯；
②振搗不再出現(xiàn)顯著氣泡，或振動器周圍無氣泡冒出；
�、刍炷帘砻娉衅教�、起漿；
�、芑炷烈褜⒛０暹吔遣课惶顫M充實；
混凝土的澆筑要連續(xù)進行。倘因故必須間斷，其間斷時間要小于前層混凝土的初凝時間。
1．8拆模、養(yǎng)護
混凝土強度達到2.5MPa，具體時間由試驗室確定時方可拆除側(cè)、端模板，混凝土強度達到設(shè)計強度的70％時，方可拆除支撐結(jié)構(gòu)和底模。拆模后用塑料薄膜對混凝土進行包裹，并定時進行灑水，使混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護時間不少于7d。
1．9施工縫處理
在施工中對施工縫的處理要滿足以下要求：
1)將處理層混凝土表面的水泥砂漿和松弱層鑿除干凈，鑿除時前層混凝土須達到下列強度：
①用水沖洗鑿毛時，須達到0.5MPa；
②用人工鑿除時，須達到2.5MPa；
�、塾蔑L(fēng)動機具鑿除時，須達到10MPa或設(shè)計標(biāo)號的5O％；
2)經(jīng)鑿毛處理的混凝土表面，要用水沖洗干凈，并充分潤濕，但不得留有積水：在澆筑新混凝土前，垂直縫要刷一層凈水泥漿，水平縫要在連接面上鋪一層厚度為1～2cm級配(澆筑的混凝土配合比中扣除粗骨料)的水泥砂漿。
3)施工縫為斜面時，要澆筑成或鑿成臺階狀。
4)施工縫處理后，須待處理層混凝土達到一定強度后方能繼續(xù)澆筑混凝土。一般最低為2.5MPa。澆筑混凝土期間，要設(shè)有專人檢查支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等的穩(wěn)固情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時及時處理。同時還要隨時注意插入式振動器的機頭與模板、鋼筋及預(yù)埋件碰撞所引起的松動、移位和變形。
澆筑一組4m高的墩身混凝土．需8名混凝土工，6—8h完成(塔吊，若用輸送泵2～3h完成)。在澆筑每組混凝土后期要認(rèn)真計算剩余混凝土數(shù)量，避免拌制過多造成損失。
二、結(jié)語
由此可見，在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。采用塔式吊機、鋼管腳手架和定型鋼模板的配合使用施工是一種新的，切實可行的施工工藝，特別適用于跨度較大地形條件比較復(fù)雜，大型機械設(shè)備無法進場施工的地方，它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安全等特點。實踐表明，塔式吊機、鋼管腳手架和定型鋼模板的配合使用在薄壁空心高墩施工中是切實可行的，可進一步推廣到其他橋梁高墩施工中。
