滑模施工技术在薄壁高墩项目上的应用

■刘德化

（南平延顺高速公路有限责任公司，南平 353000）

1 工程概况

南平延顺高速公路开平大桥为A1 合同段中的一座大桥，该桥左幅中心桩号为K0+623.5，桥孔采用（6×30+7×40）m 预应力混凝土连续-刚构T 梁，桥长464m；右幅中心桩号为K0+613.5，桥孔采用（5×30+5×40+3×30）m 预应力混凝土连续-刚构T 梁，桥长444m；下部结构左、右幅7-10#桥墩采用矩形空心薄壁墩、桩基础；其余墩柱为柱式墩、桩基础。薄壁墩最高为57m，横桥向墩宽6m，顺桥向墩宽3.2m，顶部2.5m、靠近承台处4m 为实心段，其余部分为壁厚0.55m 的空心矩形，在空心段中间设置横隔板，横隔板厚度0.4m。

A1 标段预制场设置在开平大桥和开平隧道之间的路基上，开平大桥作为A1 标段桥梁先架方向（架梁顺序为顺昌台往南平台方向架设），是标段最早安排施工的桥梁，桩基施工完成后，对于最早开始施工的右幅9号墩，采用传统的翻模施工工艺。

2 翻模施工速度慢、影响工期

翻模施工是由大块钢模、工作平台、提升设备等组成。在该桥右幅9 号墩柱施工中，墩身模板共分四层，每一层模板高度为1.5m，用Φ25mm 精轧螺纹钢作为对拉杆连接。施工中将塔吊钢丝绳挂钩钩住精轧螺纹钢对拉杆，拆除最下层模板与第二层连接螺栓，剥离墩身第一层模板，然后彼此方法第二层、三层等模板。用塔吊将第一层模板吊至砼顶面上，清理模板，涂刷脱模剂。慢移模板使之位于墩身边缘的正上方，慢慢下降模板，上下模板螺栓孔对拉，连接模板水平接缝螺栓。待墩身四周模板安装完成后，用激光铅垂仪检查，模板垂直度是否符合规范要求，当误差在规范允许的0.3%以内时，开始加固模板，在固定后，重新检查，确保偏差在规范允许范围之内。

正常翻模施工一般为7d 一循环，一循环可施工的长度为4.5～6.0m，平均每天施工为0.6～0.9m，但由于开平大桥翻模施工班组技术水平不高、现场经验不足，施工进度更加缓慢。2014 年5 月上旬，开平大桥右幅9号墩柱仅施工完成15m，根据测算，该桥墩将影响标段架梁，出现典型的“梁等墩”现象，影响项目工期和2015 年年底通车计划。

为了加快工程施工进度，决定在未施工的7 号、8号、9 号（左幅）、10 号（右幅）墩柱采用滑模施工工艺。

3 滑模施工技术的应用

滑模施工装置由模板系统、操作平台系统和液压滑升系统三部分组成，是一种自升设备，可随混凝土浇筑自行向上滑升的模板。详见图1。

图1 滑模施工装置图

3.1 滑模施工控制要点

（1）混凝土初次浇筑和模体的初次滑升，严格按以下六个步骤：

①第一次浇筑10cm 厚半骨料的混凝土或砂浆；②按分层厚度不大于30cm 浇筑第二、三层，厚度达到70cm；

③开始滑升(3～6)cm，检查脱模混凝土凝固是否合适；

④第四层浇筑后滑升6cm；

⑤继续浇筑第五层后滑升12cm～15cm；

⑥第六层浇筑后若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升，每次30cm 左右，混凝土浇筑采用分层对称浇筑，分层厚度不大于30cm。

（2）滑模的初次滑升要缓慢进行，并在此过程中，对液压装置，模板结构以及有关设施，在负载情况下，作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。

施工转入正常滑升时，应尽量保持连续作业，由专人观察脱模混凝土表面质量，以确定合适的滑升时间和滑升速度。正常日滑升2.5m 左右。

（3）混凝土浇筑前应做混凝土固身凝固试验，应控制其固身凝固时间(6～8)h,初凝(3～5)h。为保证混凝土顺利入仓，要求混凝土和易性、流动性好，入仓坍落度在8cm～12cm。严格控制砼外加剂掺量，避免砼胶状粘模出现。混凝土强度达到（0.2～0.4）MPa，且能保证其表面及棱角不至因模板滑升受损。依据下列情况进行鉴别：滑升过程中能听到“沙沙”的声音；出模的混凝土无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉，并留有1mm 左右的指印；能用抹子抹平。若脱模混凝土面平整，可不做抹光处理。如脱模混凝土面有缺陷，应立即进行混凝土表面修补，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。

（4）滑模施工时，其他各工序作业均应在限定时间内完成，不得以停滑或减缓滑速来迁就其他作业。每滑升30cm，千斤顶限位器卡平一次，用平台水平控制水平偏差。每滑升1.5m 用水平仪抄平一次，以确保标高准确无误。

（5）为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，在辅助盘上设洒水管，对脱模混凝土面进行及时养护。

3.2 薄壁墩横隔板施工控制

为保证墩身整体稳定性,空心墩身每隔15m 设置一道横隔板，故施工至横隔板时,需将内模、内吊架等拆除，安装底模，浇筑横隔板，然后重新安装内模浇筑混凝土。

（1）薄壁墩墩身混凝土浇筑至横隔板底部倒角处时，在其长边等距离预埋6 根长48mm、直径3.5mm 的钢管，作为墩身倒角和横隔板底模的支撑系统，同时按设计要求预埋横隔板钢筋；

（2）模板底高超过预埋钢管后，穿入Φ28mm 螺纹钢筋；

（3）安装提前准备好的横隔板底模块，快速进行横隔板钢筋的安装；

（4）检查验收后，浇筑横隔板混凝土，实现不停滑横隔板施工；

（5）横隔板施工完成后，通过人行孔进入拆除横隔板底模支撑系统，切除预埋钢管，采用注浆封堵；

（6）滑模升至横隔板顶后，安装薄壁墩内模，进行正常的墩身滑模施工。

3.3 薄壁墩墩顶实心段施工方法

（1）根据薄壁墩横隔板施工方法，先行施工墩顶倒角段和墩顶实心段底部0.4m 段。

（2）等待墩顶实心段底部0.4m 处砼强度达到要求后，进行正常的墩身滑模施工，继续浇筑剩余1.1m 墩顶实心段。

4 特殊情况处理措施

4.1 停滑措施及施工缝处理

滑模施工需连续进行，因结构需要或意外原因停滑时，应采取停滑措施，混凝土停止浇筑后，每隔15min，滑升1～2 个行程，直至混凝土与模板不再粘结。由于停滑或施工工艺所需造成的施工缝，根据公路桥梁施工规范要求处理。

4.2 滑模施工中出现问题及处理

滑模的施工中常出现的问题有：滑模体偏移、爬杆弯曲、模板变形等。

4.2.1 偏移控制

(1)偏移预防措施

严格控制模板滑升速度。根据实践经验，夏季气温较高时，滑升速度为（0.25～0.3）m/h，春秋季滑升速度宜控制在（0.1～0.2）m/h，冬季应采取一定保温措施，最大滑升速度宜控制在0.15m/h 以下。

严格控制操作平台的倾斜度。滑升过程中,操作平台应保持水平。每一千斤顶行程后都要随时观测和掌握操作平台各点的标高,控制操作平台的水平应做好以下几点∶

①严格控制各千斤顶的升差。各千斤顶的相对高差宜控制在2 cm 内，相邻两千斤顶的升差宜控制在1 cm内，升差的控制，可采用限位调平器进行。

②操作平台上的荷载，应尽量分布均匀。每次滑升前，应检查平台上物品(主要是钢筋)、人员等，布置均匀后方可滑升。

③严格控制支撑系统的垂直度。对于支撑杆和千斤顶垂直度的检查，应采用吊垂球的方法，做到勤观测，勤检查。对于倾斜的支撑杆,应立即调正或更换。

④注意混凝土浇筑顺序，滑模一般有向先浇筑混凝土的方向偏移的现象,所以浇筑顺序应注意调整。

(2)纠偏措施

桥墩垂直度要求严格，所以应避免大的偏差出现，一般控制在10mm 以内。一旦出现10mm 以内的小偏差，也应及时纠正。

①千斤顶每一行程，都应对垂直度进行观测，依据观测数据，制订纠偏措施。

②对于5 mm 以下的偏移或扭转，可采用变换混凝土浇筑方向的方法进行逐步的纠正，即先浇筑偏移反向一边的混凝土，后浇筑偏移方向一边的混凝土；对于滑模的扭转，应采取反方向浇筑混凝土的方法予以纠正。

③对于（5～10）mm 的偏差，可采用偏载法进行纠正，即重新调整操作平台上荷载分布的方法。最简单的方法是在滑升时让操作平台上的人员偏向一边，但应注意偏载不宜过大。

4.2.2 爬杆弯曲

在滑模滑升过程中，由于支撑杆本身不直、自由长度太大、或操作平台上荷载不均等原因，易造成严重的质量问题或安全事故。

弯曲支撑杆的加固方法，按弯曲部位的不同，可采取如下措施：

(1)支撑杆在混凝土内部弯曲

从脱模后混凝土表面裂缝外凸等现象，或根据支撑杆突然产生较大幅度的下坠落情况，可以判断出支撑杆在混凝土内部发生弯曲。

对于已弯曲的支撑杆，其上的千斤顶停止工作，并立即卸荷。然后，将此处的混凝土挖出清除。当弯曲程度不大时，可在弯曲处加焊一根与支杆同直径的绑条，当弯曲程度较大或弯曲较严重时，应将支杆的弯曲部分切断，在切断处加焊两根总截面积大于支撑杆的绑条。加焊绑条时，必须保证足够的焊缝长度。

(2)支撑杆在混凝土外部弯曲

支撑杆在混凝土外部易发生弯曲的部位，大多在混凝土的表面至千斤顶下卡头之间及框架梁下等支撑杆的脱空处。

发现支撑杆弯曲后，首先停止千斤顶工作，并立即卸荷。将弯曲部分切断，并将上段支撑杆下降(或另接一根新杆，上下两段支撑杆的接头处，可采用一段钢套管或直接对正并焊接。如用上述方法不便，可将弯曲的支撑杆齐混凝土面切断，另换一根新支撑杆，并在混凝土表面原支撑杆的位置上，加设一个由钢垫板及钢套管焊接的套靴，将上段支撑杆插入套靴内顶紧。

4.2.3 模板变形处理

对部分变形较小的模板，采用撑杆加压复原；变形严重时，将模板拆除修复。

5 两种施工工艺比较

5.1 施工工期和成本

开平大桥左幅7#-10#墩、右幅7#、8#、10#墩采用滑模施工工艺后，投入三套滑模设备，从2014 年7月3 日开始施工，至2014 年11 月15 日全部完成6 根薄壁墩的施工任务，具体详见表1。

表1 开平大桥各桥墩施工日期一览表

以墩高57m 为标准进行施工期计算：采用翻模施工，一个墩需投入模板约30t,工期需要57/0.9=63d；采用滑模施工，需投入模板12t，工期需要57/2.5=23d。两者相比提前工期40d。

同时滑模设备拼装和拆除速度快，耗时短，耗工少，滑模施工总体施工费用比翻模低，可节省近20%。

5.2 施工质量及安全

采用滑模施工时，模板的接缝处有时候会出现漏浆，或在滑模过程中会出现混凝土缺边掉角现象，混凝土外观质量相对较差；而翻模工艺由于采用整体大块模板，接缝少，且脱模时间有保证，因此，砼外观质量相对较好。

滑模施工有封闭的操作平台，作业空间较宽畅，可有效保证作业人员安全。

5.3 应用范围

滑模施工一般适用于浇筑低流动度或半干硬性砼，要求结构形式单一、断面变化少、无局部突出物及其他预埋件等物体，应用范围较为狭窄；而翻模工艺则适用于等截面或变截面的实体或薄壁空心墩等，应用范围较广。

5.4 施工管理

翻模工艺较简单，钢筋、模板安装及砼浇筑等各工序之间的管理协调较容易。

滑模工艺要求高，各工序之间的管理协调难度较大。

6 结语

尽管滑模施工工艺要求高，存在适应性不足，混凝土外观质量稍差缺陷，但由于其具备机械化程度高、速度快、结构整体性好、施工占地面积小、劳动消耗少，总体施工费用较低等特点，同时又给作业人员提供了较安全的作业平台，因此，在截面积变化不大的桥梁薄壁高墩施工中，该工艺具有明显的优势，特别适合于抢工期的项目施工。

[1]中冶集团建筑研究总院中国建筑科学研究院.GBJ 50113-2005,滑动模板工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2005.

[2]JGJ 65—2013,液压滑动模板施工安全技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]周登燕、方银明.薄壁空心高墩液压滑模施工技术.公路，2011(10).

[4]杨建辉.桥梁薄壁高墩滑模施工技术.山西建筑，2013(1).