挖井基础浮空预埋墩身钢筋施工技术

李 鑫 张康银 鲁文军 吕东轩 魏从罡

（中建铁路投资建设集团有限公司，北京 100070）

铁路桥梁基础采用挖井基础形式，基础尺寸为高度7 m、平面尺寸7 m×12 m的圆端形，墩身形式为圆端形实体桥墩，墩身钢筋需要预埋进基础中。若采用搭设支架来固定钢筋，一方面定位不准确，对后期墩身的施工质量会造成影响，另一方面支架的搭设与拆除会对挖井基础的施工工期造成影响，支架搭设也会形成安全隐患，增加措施成本。

1 技术原理

施工时利用型钢焊接成胎具，且与挖井基础操作平台相焊接，预埋钢筋时可放置在挖井基础井口的横梁上，兼具墩身钢筋绑扎胎具及操作平台的作用。保证了墩身钢筋的准确预埋，又简洁便利，有效节约工期的同时、在成本上也取得了良好的效益[1]。

2 施工技术工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

施工技术工艺流程：预埋墩身钢筋固定胎具焊接→胎具组装→墩身预埋钢筋绑扎→挖井基础混凝土浇筑。

2.2 操作要点

（1）胎具焊接。

根据墩身设计图纸绘出墩身预埋钢筋位置，在焊接钢筋桁架时保证桁架焊接节点即为墩身竖向钢筋预埋位置。本胎具包括钢筋桁架、承重骨架、横梁、滑动装置和限位装置。钢筋桁架上设有墩身钢筋，钢筋桁架与承重骨架连接为整体形成固定胎具；固定胎具设于横梁上；滑动装置有多个，分别相对设于挖井基础护壁顶面；横梁两端与滑动装置连接。胎具可以根据现场施工需要增加操作平台，或直接放置在挖井基础操作平台上[2]。胎具加工平面如图1所示。

图1 胎具加工平面图

（2）胎具安装。

滑动装置如图2、图3所示，胎具安装平面如图4所示。

图2 滑动装置主视图

图3 滑动装置左视图

图4 胎具安装平面图

滑动装置包括滑轨、横轮、第一连接架、第二连接架、纵轮，先将滑轨水平设于挖井基础护壁顶面，并与横梁相垂直；横轮沿滑轨长度方向呈水平设置至少两个，横轮与滑轨配合；横轮通过第一连接架与第二连接架连接；第二连接架水平设置，其上水平设有纵轮；横梁设于纵轮上端。

两根双拼16号工字钢作为横梁，在横梁上放置承重骨架与钢筋桁架，承重骨架与钢筋桁架焊接固定，放置后可通过滑动装置来调整胎具，使胎具上的横、纵定位角钢与挖井基础中心线重合，以保证预埋钢筋位置的准确性，固定好后即可绑扎墩身钢筋。

（3）钢筋绑扎。

墩身预埋钢筋先在钢筋加工厂完成半成品制作，后运输至现场绑扎成型，绑扎前要复核胎具横、纵中心线是否与挖井基础中心线吻合，绑扎墩身竖向钢筋时要按照胎具节点放置，以保证墩身预埋钢筋的准确性。为确保水平筋及竖向钢筋能够绑扎牢固，竖向钢筋应先放置四个角点，同时放置水平箍筋，先形成一个稳定的整体，根据胎具节点绑扎其余钢筋，水平箍筋和拉筋可在竖向钢筋上标记出位置放置[3]。钢筋绑扎平面如图5所示。

图5 钢筋绑扎平面图

（4）混凝土浇筑。

墩身预埋钢筋绑扎完成后即可进行挖井基础混凝土浇筑，浇筑时可利用胎具四周平台作为操作平台。浇筑前应复核胎具位置、高程及预埋钢筋位置、间距、数量，确保准确。由于挖井基础属于大体积混凝土，高度较高，竖向应分层、水平应分段浇筑。随着混凝土浇筑，及时振捣混凝土并使其达到均匀密实的要求，振捣宜优先采用插入式振捣器。振捣时，振捣器应垂直点振，不可拖拽以防混凝土离析，且不得用振捣棒驱赶混凝土。振捣器的工作深度一般在振捣棒长度2/3～3/4之间，作用半径为振捣棒半径的5倍，移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50～100 mm。振捣时采用快插慢拔、不断上下移动振动棒的方式来使混凝土捣实均匀，减少混凝土表面气泡。每一振点的振捣时间宜为20～30 s，以混凝土表面呈现浮浆，不出现气泡、不再沉落为度，防止过振、漏振。浇筑完成混凝土表面采取覆盖塑料薄膜+土工布洒水保湿养护的方式进行养护。

3 质量控制

3.1 质量控制标准

浮空预埋墩身钢筋固定胎具加工的焊缝要饱满密实表面无夹渣气眼，质量符合《钢结构工程施工质量验收标准》，胎具焊接所使用的焊条符合《焊接材料质量管理规程》，钢筋及混凝土施工及验收符合《高速铁路桥涵工程施工技术规程》《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》《铁路混凝土工程施工质量验收标准》《铁路混凝土工程施工技术规程》。

3.2 质量保证措施

（1）电焊作业为特种作业，作业人员须持证上岗，为保证焊接质量，焊工在正式施焊前必须试焊，合格后方可正式进行焊接作业。

（2）钢筋固定胎具材料（型钢）必须为合格材料。

（3）胎具焊接加工完成后逐个焊点进行检查，不符合要求严禁使用。

（4）组织项目管理人员学习图纸及相关规范，理解千斤顶配合砂筒灵活调节模板标高施工工艺，将可以预见的施工过程中的问题、难点提前进行解决与处理。

（5）严格按照技术指南、验标中的条款要求施工。

（6）墩身钢筋采用在钢筋加工厂集中加工、现场绑扎成型的方式施工，加工钢筋应平直，钢筋表面无损伤、无裂纹，钢筋加工、运输及施工过程中保证钢筋无油污污染，且钢筋表面无颗粒状或片状老锈。

（7）钢筋接头应分散布置，焊接接头的同一连接区段长度为35d且不小于500 mm，焊接接头在受弯构件的受拉区不得大于25%。

（8）混凝土浇筑完成后，混凝土表面采取覆盖塑料薄膜+土工布洒水保湿养护的方式进行养护。①应在混凝土浇筑完成后1 h内对混凝土加以覆盖并保湿养护；当混凝土表面不便浇水或使用塑料布时，宜涂刷养护剂。②混凝土保温保湿养护时间根据温度、湿度、水胶比确定，且不得少于14 d。③浇水次数应根据现场实际情况及温度、湿度确定，保持混凝土处于湿润状态为宜，且养护用水应与拌和用水相同。④若要进行后续施工，混凝土强度应达到1.2 MPa方可进行。

（9）混凝土结构表面颜色应均匀，密实平整。

4 工程应用效果

新建兰州至张掖三四线铁路中川机场至武威段ZQ5标通过应用本工艺，解决了挖井基础施工需要预埋墩身钢筋时无法固定墩身钢筋的难题，在保证不影响挖井基础施工的前提下，在挖井基础中准确有效地固定墩身钢筋。与传统的搭设支架相比，不仅节约了支架搭设与拆除的成本投入，更节约施工工期，具有明显的经济效益。

本工程应用效果良好，适用于各类基础预埋钢筋的工程施工。

5 结语

挖井基础浮空预埋墩身钢筋的施工工艺将挖井基础施工时预埋墩身钢筋工艺模块化、简洁化，无须再受到挖井基础内搭设作业空间限制。极大地节约了支架搭设的时间，降低施工成本，更节约施工工期，加快施工进度，具有明显的经济效益。将高效率、低能耗的施工理念落到实处，为建设资源节约型、环境友好型社会提供帮助。本技术为同类工程的施工提供了经验，具有一定的社会推广效益。