高速公路薄壁空心墩施工工艺及质量控制

陈 键

（中铁十九局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳 110121）

1 工程概况

福宜高速公路第五合同段里程为K42+240—K53+936.16，线路长11.696 km，标段内主要构造物及工程量包括隧道2 座、主线桥梁2 座、涵洞5 座，其中阳宗隧道及徐家庄隧道总长9.711 km，主线桥梁全长0.658 km，涵洞186.84 横延米，标段路基全长0.2 km，土石方共计4.5 m3，互通1 处。高速公路桥梁墩柱采用薄壁空心墩，选择翻模施工技术。

2 施工方案

根据本高速公路项目需要，桥梁墩柱采用薄壁空心墩，选择翻模施工技术。在桥梁施工过程中，安装墩身第一个4.5 m 段模板时，可通过安装两节2.25 m 高的模板形成4.5 m 的浇筑高度。待混凝土浇筑作业完毕且强度达到设计要求后，施工人员根据施工规范将第一节模板拆下，借助模板固定架、吊车、手动葫芦等设备完成翻模作业，将第一节模板翻至第3 节段，以此类推，在每次翻模过程中翻升两节，留一节作为支撑。翻模施工的重点在于向上形成拆模、翻升立模、搭设工作平台、焊接绑扎钢筋、接长泵送管道、灌注混凝土和养生循环作业，最后使桥梁墩柱高度达到设计要求。

3 施工技术

3.1 模板施工

为了控制成本造价和提升施工效率，本项目所选择的模板为三节2.25 m 等高模，面板为6 mm 钢板，型钢骨架加强，板面接缝高度差＜1 mm 并保证接缝平整，可用磨床对接缝处进行打磨处理，将其平整度控制在2 mm 范围内，在采用Φ20 mm 高强螺栓板的基础上增设拉杆形固定和支撑模板，以此保证模板质量，避免模板在周转过程中出现错位和变形等问题。桥梁墩柱墩身模板选择型钢作为纵横背枋，发挥固定和支撑模板的作用，提升模板的稳定性与安全性。

（1）翻模支撑（图1）。针对预埋的U 形钢筋应遵循“反搭设”的搭设原则[1]，用钢管支架支撑内膜，并在三节模板的外面施作钢箍支撑，并且继续在每节模板的外面增设钢箍支撑，使最顶端钢箍的各个方向都有一条绳索来确保轴线足够垂直。选择Φ25螺栓对内外模板进行对拉。在浇筑混凝土的过程中，施工人员要在浇筑面的上方位置增设隔板支撑（①≥50 m，以20 m 为单位设置一道横隔板；②＜50 m，以15 m 为单位设置一道横隔板），施工方式选择托架施工。为了避免墩径变形，要严格控制混凝土浇筑质量，保证浇筑混凝土时模板不会出现内缩和涨模问题。选择直径超过30 mm 的钢丝绳作为拉索，直径超过20 mm 的圆钢作为钢箍，应用拉紧器拉紧钢箍，再通过模板将其拉紧，保证模板具有足够的支撑强度。

图1 翻模支撑结构示意

（2）模板拆除。混凝土强度达到1.2 MPa 时即可拆除模板。先绑扎钢筋，再将挂篮提吊节段的上一节支架上后开始拆除，先拆卸侧模板，将拆除的模板循环应用到上一节模板施工。注意拆除时应避免损坏混凝土棱角和表面，并保证模板的稳定性[2]。

3.2 钢筋绑扎

按照相关规范，要保证钢筋绑扎、模板安装以及混凝土浇筑作业协调展开。空心墩应选择分段绑扎、焊接的方式，应预先绑扎好柱式墩钢筋笼，再用吊车吊装提升至恰当位置，绑扎过程中密切关注钢筋的长度和主筋的位置，避免钢筋骨架出现倾斜。为保证连接的两根钢筋处于同一水平线上，对钢筋进行预变，在同一截面上焊接接头的长度应同时满足≥钢筋直径的30 倍和具体长度≥30 cm，并保证钢筋接头≤1/2 钢筋直径。此外，应在模板与钢筋之间安装异形砂浆垫块，并紧密绑扎在钢筋上，提高钢筋保护层的厚度。

3.3 混凝土施工

本高速公路项目空心墩墩身施工选择的混凝土有C20 和C25两种。混凝土的配比需要综合考虑多种因素，由项目部实验室进行配比试验，保证坍落度达到设计要求[3]。本高速公路的梁柱为薄壁空心墩，墩壁最薄位置的厚度为60 cm，因而对混凝土施工的要求较高，对混凝土的和易性及水灰比要求也较为严格。安排2 台JS500 式强制式搅拌机和1 台PLW1200 三仓配料机，项目部试验室最后确定混凝土的塌落度14～16 cm，拌和时间1.0～1.5 min。

3.3.1 施工准备

正式开始桥梁墩柱施工前，管理人员应先对水泥类型、标号及质量进行全面检验，保证入场原材料符合相关标准，对砂石的含水率进行配比换算，保证混合料配比的科学性。其次是检查拌和设备的运转情况，校和配料机的称量系统，以此保证下料精准[4]。最后检查钢筋、模板的位置、高程及垂直度，做好施工前的准备工作。

3.3.2 混凝土的拌制

混凝土按计算好的配比进行下料搅拌，最后得到混合均匀、和易性及坍落度都符合设计要求的混凝土材料。其中，应遵循“石→水泥→砂”的下料顺序，拌制时间控制在1～3 min。

3.3.3 混凝土的运输与浇筑

常用的混凝土运输设备有机动翻斗车、吊车及塔式起重机等，根据施工的实际情况灵活应用运输设备。在正式开展混凝土浇筑作业前，施工人员要做好准备工作，参考日常工程量和浇筑速度确定浇筑厚度，在浇筑过程中遵循“分层、对称、匀速”的浇筑原则，并将混凝土浇筑至模板位置，保证施工缝与模板缝处在同一水平位置，通常浇筑厚度要达到30 cm 且略低于模板1 mm。当混凝土自由倾落度＞2 m 时，密切关注混凝土情况，采用串筒，提高混凝土的稳定性。

3.4 混凝土的振捣

混凝土振捣作业要严格按照施工规范进行，防止出现漏振、过振及撞击模板的问题。本项目工程桥梁基础选择70 型插入式振捣棒，而桥梁墩身选择50 型插入式振捣棒，交错振捣、深入插入下层混凝土，每一混凝土振捣点的厚度是振捣棒长度的1.25倍，保证振捣下插深度达到5～10 cm，时长达到20～30 s。

3.5 墩顶封闭及脱模养生

当桥梁墩身施工达到设计标高后即可进行墩顶封闭施工，将墩身内侧的模板改装成为封闭段的木质模板，待混凝土强度达到设计要求（2.15 MPa）后可直接进行脱模养生。其中，制作模板时选择厚度5 cm 的刨光木板，涂抹脱模剂，完成绑扎钢筋及施作支架等一系列工作后进行混凝土浇筑。根据本项目桥梁墩柱的施工实际情况，将墩身的养护分为前期水泵抽水洒水养生和后期自然养生两部分。

4 施工质量控制

4.1 墩身线型控制

为了保证墩身线型的流畅性和完整性，遵循“从两侧均匀浇筑”的浇筑原则，灵活运用多种仪器辅助混凝土浇筑作业，选择全站仪完成墩身高程的测量和轴线的控制，确定并对四角的坐标进行监控。将墩身测量工作安排在上午6：30—8：00 最为适宜，可以消除因为温差而产生的误差。

4.2 墩身质量保证措施

（1）严格按照相关标准和规范绑扎和焊接钢筋，做好钢筋的质量检验工作，要求生产厂家提供质量证明证书和试验检验报告，质量不达标的钢筋不得进入施工现场。分类架离放置钢筋，钢筋出现铁锈必须进行除锈[5]。

（2）严格按照项目部试验室给出的配比配置混凝土，控制混凝土的含砂率和水灰比，保证拌和时间，防止墩身出现气泡、蜂窝孔等不良问题；在混凝土灌注过程中，按照技术规程做到持续灌注，防止脱模后混凝土的表面发生“千层饼”等不良病害；持续进行混凝土的振捣作业，消除混凝土气泡和提升密实度；重视混凝土浇注质量，实施分层浇筑，必须保证前一层的混凝土浇筑凝固强度达到设计要求后再进行下一层浇筑，混凝土坍落度＞2 m 时，必须选择串筒或滑槽施工技术以保证混凝土达到坍落度要求。

5 结束语

综上所述，翻模施工法应用价值高，需要投入的资金较少，且施工效率高。本文基于高速公路项目实际需要，分析薄壁空心墩施工技术，最终保证了工程质量，希望所提内容能为类似工程施工提供参考。