预制拼装立柱施工技术关键控制要点研究

曹 明

(杭州地方铁路开发有限公司，杭州 310000)

1 工程概况

杭州市莫干山路提升改造工程中的跨宣杭老铁路工程，主线高架，全长845 m，其中预制立柱共64根，高度3.0～12.881 m，重量11.25～162.00 t，截面尺寸包括1.0×1.5 m、1.5×1.5 m、1.8×1.8 m、1.8×2.0 m和3×1.8 m五种，立柱均采用C50混凝土，立式浇筑方式施工，一次性完成高性能混凝土浇筑。

2 立柱预制安装工艺特点和难点

工艺特点：工厂化预制，提高质量；模块化操作，降低成本；流水化施工，缩短工期。标准化施工，降低安全风险；集中化生产，提高文明施工。

工艺难点：立柱钢筋笼制作精度要求高；立柱中的钢筋定位要求准确；立柱安装精度要求高；连接套筒压浆饱满要求高；承台预埋钢筋精度要求高；立柱安装位置、垂直度精度要求高。

3 关键控制要点

3.1 立柱预制

A.立柱钢筋加工设备选择。为确保钢筋加工精度，所有钢筋加工采用钢筋数控弯曲剪切中心设备和钢筋成型弯箍机进行调直、弯曲下料及剪切。

B.预制立柱模板验收及拼装。按图纸尺寸要求制作立柱预制钢模板及钢筋绑扎施工胎架，待监理验收通过后方可移交至预制场进行预拼装。

C.安装灌浆套筒。将灌浆套筒安装在钢筋绑扎台座底座面板上，把套筒外侧拉钩、箍筋安装到位。将底座面板与底座通过螺栓进行连接，固定在胎架上。

D.钢筋绑扎施工。安装立柱主筋，安装立柱箍筋、钩筋。

E.其他辅助装置安装。

套筒止浆塞安装。套筒止浆塞，插入端的直径为20 mm，略微大于套筒出入浆口的直径，防止在混凝土浇筑时套筒出入口漏浆；同时增加底部厚度至15 mm，使止浆塞直接贴在模板面上，便于固定及拆模后的找寻。

图1 止浆塞Fig.1 Stop-grouting plug

图2 套筒止浆塞安装示意图Fig.2 Installation diagram of sleeve stop-grouting plug

保护层垫块。采用高强度椭圆形的混凝土保护块，强度为C50，设置在立柱外侧主筋上。

F.立柱模板打磨、涂刷脱膜剂。对已拆的立柱模板进行打磨修饰，对表面平整度合理进行打磨。在墩柱模板安装时，需对模板涂刷脱模剂，模板与模板连接处粘贴双面胶，确保模板接缝处密实。

图3 立柱模板打磨Fig.3 Column formwork polishing

图4 涂刷脱膜剂Fig.4 Brush stripping film agent

G.立柱钢筋骨架起吊入模。钢筋笼的吊装采用龙门吊进行整体吊装。吊具安装应平顺，钢丝绳吊装角度不应大于60°，加装揽风绳进行精确调整。

H.立柱侧模、定位销、定位螺栓安装。安装和调整侧模，保证钢筋不擦碰模板内侧。严格采取加固、支撑等措施，防止胀模、跑模和漏浆的情况发生。安装完侧模后，安装定位销和定位螺栓。

I.混凝土浇筑前的准备工作。立柱翻身吊装，立柱缆风绳安装，顶部操作平台安装，立柱垂直度测量调整。立柱垂直度应保证到立柱高度的1/1 000且不大于6 mm。

J.混凝土浇筑。混凝土浇筑采用龙门吊运送吊斗浇筑混凝土。混凝土浇筑拟采用橡胶导管浇筑方式，有效控制跌落高度控制在1.5 m内，以不发生离析为度。当混凝土浇筑至规定高度后，及时清理立柱顶部浮浆。

图5 立柱混凝土浇筑Fig.5 Pouring of the column concrete

图6 立柱浮浆清除Fig.6 Remove of column floating slurry

K.预制立柱养护。预制立柱混凝土采用塑料薄膜养护方法。在墩柱砼浇筑结束后，待初凝后即对其表面覆盖处理并洒水养护，拆模后对立柱薄膜进行覆盖，再进行洒水养护。

L.立柱运输。拆除薄膜养护完毕的立柱，采用平躺式堆放在预制场内。立柱运输方式采用平卧式运输。采用预制场的龙门吊将立柱翻转平放，待现场需吊装时吊装到专用运输车辆上。

3.2 立柱拼装

A.墩柱的出厂验收。所有的吊装墩柱出厂前，对预制的高度进行测量复核，确保墩柱高度偏差值必须小于 5 mm。对墩柱内预埋的套筒进行疏导清洗，以保证安装时，承台的预埋钢筋能顺利插入套筒内，不发生堵塞情况。

B.承台凿锚工作。施工前对墩柱区域内的承台表面进行凿锚处理，直至外露混凝土粗骨料为宜。凿锚后清理承台表面，将其表面的浮尘、油污、松动颗粒等杂物清理干净，用水充分润湿，但不得存在积水。

C.定位框检验。由现场技术员对承台预埋钢筋、立柱预埋钢筋进行检查，保证钢筋间距、垂直度满足安装要求，检查时，利用立柱预制时所用的钢筋定位框套装至承台预埋钢筋上，保证预埋钢筋能顺利穿入定位框内。

D.定位框检验。将承台中心位置处20 cm×20 cm范围内表面打磨光滑，测量找平，在中心位置安装垫块，垫块使用20 mm厚普通钢板，垫块顶面高差不大于2 mm。

E.坐浆挡板安装。承台上的坐浆挡板采用钢结构加工成型，外形尺寸根据不同规格的截面尺寸的墩柱加工而成，挡板高度满足坐浆高度需求，以保证坐浆料厚度能满足设计要求。安装前，在基础承台面上画出立柱安装的十字中心线校准线，测量承台面标高。根据十字中心线放置立柱坐浆挡板，坐浆挡板通过在承台顶面安装膨胀螺栓进行固定。坐浆挡板在立柱安装时也可作为确保立柱下落准确的定位框架。坐浆挡板两端各比立柱宽1 cm，内侧安装限位板，以方便调节。在坐浆挡板的斜锲槽内安放钢锲，钢锲的标高比限位板标高略低1～2 mm。

F.立柱翻身。立柱在预制场时，预先对其底部进行凿锚处理，立柱底部中心位置也应提前做好平整度处理。预制立柱水平运到安装位置，由400 t履带吊/400 t汽车吊吊起立柱进行翻身。吊机将立柱水平吊放至地面，立柱尾部抄垫土工布，作为立柱翻身防滑、限位装置。土工布共铺设两层，以50 m为一卷，纵向铺设共9卷，左右侧超出立柱边线各50 cm左右，以确保翻转过程中立柱棱角的完好。利用钢丝绳与立柱顶部设置的吊耳进行连接，通过吊机吊起立柱，完成立柱水平至竖立的翻身工作。

G.安装反力座。在立柱底部设置4个反力支座装置。反力座采用槽钢制作而成，槽口内按照立柱底部压浆孔的上下间距设置孔眼，安装时，通过高强螺栓穿过反力座孔眼，安装至压浆孔眼内。

H.立柱初调。立柱初调主要通过承台顶面放置的2 cm厚钢板来进行调整。由吊机将立柱缓慢放置承台顶面钢板上，由测量人员检测立柱的偏位及垂直度，通过不断调试，将立柱的垂直度控制在1 cm以内。

I.立柱精调。立柱起吊后瞄准承台上定位框架，沿定位框架挡块，在定位框架内慢慢下落，直到落在钢板上进行初调工作，之后在立柱的经纬方向安装4台50 t千斤顶用于校正立柱的垂直度，千斤顶需具有自锁功能。在垂直度调整过程中，测量组对立柱垂直度进行测量，通过修正千斤顶行程用于垂直度校正，当校正数值符合要求后，立即打紧定位框四角的调整钢锲，完成立柱的精调工作，进入下一工序施工。

J.承台顶面坐浆。承台面坐浆时，优先把吊机从立柱开离承台顶面，再施工承台顶面坐浆工作。

K.立柱安装、微调。在坐浆料浇筑完成后，需迅速进行墩柱的安装，以确保在0.5 h内完成吊装就位工作，当坐浆料强度达到35 MPa后，便可拆除预制墩柱的临时支撑，进行灌浆料施工。由于在前置工序中已将承台顶面钢板调试合格、立柱安装后精调合格，所以在承台顶面坐浆、安装立柱后，只需通过千斤顶的微调，即可使立柱达到设计要求，同时，将立柱通过定位框处的限位板、钢楔固定牢固。

L.立柱套筒灌浆。当坐浆达到强度的35 MPa且时间超过1 d后，可以对原先的立柱四周的临时支撑装置进行拆除，并准备开始套筒灌浆施工。套筒灌浆施工完毕后，立即对进浆口进行封堵处理，一个立柱就安装完毕了。

4 结语

莫干山路提升改造跨宣杭老铁路工程，采用全预制拼装施工工艺，为城市高架全预制化工艺及减少城市占道施工的推行作出了有益尝试。预制立柱拼装施工时，通过测量控制和千斤顶调整及定位架控制双立柱相对位置等方法，有效解决了立柱就位精确等关键技术问题，为后续类似工程的推广运用提供了技术支持。