空心薄壁墩施工工艺

空心薄壁墩施工工

艺

1、工程概况

张棉大桥位于张家川县张棉驿乡李家村，横跨东峡沟，沟道地势相对狭窄，两岸岸坡较陡，成“V”形峡谷，沟内有常年流水，流向SW240度。沟底宽约40米，桥跨过处宽400米左右，相对高差67米，勾地表层覆盖洪积碎石，记流量295米每秒。

本桥设计为10*40米预应力混凝土连续箱梁，1、2、8、9号桥墩墩身高度小于30米，采用两根170*170厘米方柱接“工”形承台，钻孔桩基础；3、4、5、6、7号桥墩墩身高度在30-60米之间，采用250*600厘米的空心薄壁墩、矩形承台接钻孔灌注桩基础。

全桥分三联，按3*40+4*40+3*40设置伸缩缝。

本桥墩身部分为空心薄壁墩，且高度都在50米左右，因此桥墩的施工工艺直接影响着施工进度、效率和成本。下面结合张棉大桥的特点，探讨空心墩薄壁的施工技术。

2、施工方法

墩身采用翻模法施工，每次浇筑高度为3米。集中拌和砼，使用砼运输车运到墩位处。由于高度较大，采用泵车泵送混凝土方法进行浇筑。

2.1 空心薄壁墩翻模施工原理

空心薄壁墩翻模施工系自承法施工体系，空心薄壁墩墩身较高，无法进行一模到顶施工法，混凝土浇筑需分节进行，利用已浇筑完的下节混凝土墩身及模板承受上一节混凝土的施工荷载，模板循环施工直至墩顶标高，然后进行盖梁施工。

2.2 翻模施工需要解决的主要技术问题

2.2.1施工荷载结构承载体系。

2.2.2 分节施工时墩身钢筋高空现场连接技术。

2.2.3 模板制作、安装与拆除。

2.2.4 混凝土节之间的施工缝控制。

2.2.5 墩身垂直度控制度及混凝土的养护。

3、薄壁空心墩施工工艺

3.1 施工准备

施工准备的主要内容：模板的设计与加工；模板对拉螺杆设计与加工；钢筋机械连接及操作平台的设计制作；支、拆模板人工操作平台制作及支、拆模板小型机具的准备；预留吊车工作平台等工作。

3.2 测量放样

精确测量，定位墩身及钢筋的平面位置，测量承台顶面标高。

3.3 承台施工及预埋墩身钢筋

在承台施工时，先加工好墩身钢筋，钢筋下料时注意钢筋接头要错开1m，钢筋外露端长度分别为3.5m-4.5m，钢筋外露端需用滚丝机滚好丝，用胶皮套套住防止生锈。根据钢筋的平面位置安放、固定墩身预埋钢筋，预埋钢筋定位牢固，间距均匀、准确，同时保证预埋钢筋垂直。由于空心薄壁墩底节为变截面，壁内存在倒角，且底节3m墩身应一次性浇筑为实体。

3.4 墩身钢筋绑扎

墩身钢筋骨架连接前，先将钢筋机械连接操作平台安放在墩身的固定位置，在高3.5m处的操作平台上对钢筋骨架进行机械连接，接长钢筋为6m。钢筋连接套保护层厚度不小于15mm，用呆板手拧紧钢筋接头，拧紧力控制在不加长力臂的情况下，一人拧不动为止，外露不超过半丝长度，接头拧紧后做好标记。在6m 处的第二层操作平台上，经过定位器钢管卡扣对钢筋骨架进行定位，保证钢筋骨架垂直及其间距。钢筋骨架连接完成后绑扎、焊

接底节水平钢筋，经检验合格后进行下道工序模板安装。钢筋的接长按照每段6米进行，钢筋存放在钢筋棚内，不得堆放在地面上，必须支垫进行存放。钢筋按照种类和规格分类进行存放，存放时制作材料标示牌进行区分。钢筋下料在钢筋棚内进行，防止生锈及受到污染。箍筋的制作也在钢筋棚内进行。接长钢筋时，采用塔吊将下好料的钢筋起吊于已浇注的墩柱顶，墩顶施工人员将其焊接于下截钢筋上。钢筋的焊接工艺因为考虑到空心薄壁墩主筋间间距较小，而且墩柱较高，电弧焊很难操作，故采用电渣压力焊，为了确保电渣压力焊的焊接质量，特聘请了有证件的焊接操作人员进行钢筋的焊接，能够100%确保钢筋接头焊接质量。焊接时，应对称、均匀地进行，而且应根据实际情况采用箍筋定位及固定，并采用拉线固定，以防止钢筋倒塌，确保安全。

（1）接头强度高：等强级接头，100%发挥钢筋强度，能达到《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ-107-96)中A级接头标准。

（2）连接速度快：套筒短，螺纹扣数少，使用方便。连接时将套筒套在钢筋上用普通扳手拧紧即可，大大降低劳动强度，节约时间。

（3）应用范围广：适用钢筋任何位置与方向的连接，也可用于弯曲钢筋及钢筋笼不能转动的场合。

（4）适用性强：接头质量可靠，现场施工时，风、雨、停电状态，水下、超高环境均适用。

（5）节材、节能、经济：在同等级的钢筋连接中，比传统焊

接节省连接用钢材60%左右。

（6）适应环保要求：施工中无明火，在易燃、易爆、高处等施工条件下尤为安全可靠，可全天候施工。

3.5 安装模板

先安装外模再安装内模，由于底节混凝土顶面标高较低，在地形条件允充的条件下可用吊车安装模板，调整模板时，在保证接缝及垂直度满足规范要求的同时，用水准仪调整模板顶面标高，确保模板顶面在同一水平内，接缝平整、紧密，墩身的垂直度符合施工的要求。模板的垂直度经过模板四个角的坐标来控制，平面位置偏差控制在5mm以内。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶面高程，节点联接及纵横向连接进行检查，检查完毕后，再用柔性水泥把水平接缝封好，防止浇筑混凝土时漏浆，确保混凝土的外观质量。

3.5.1 外模架设

采用搭设井架，在井架上铺设竹架板的方式提供工作平台，解决空心薄壁墩架设模板施工时人员的工作平台问题。

3.5.2 内模的架设

采用安置工作踏板的方式解决空心墩内部（空心）模板的安装及拆卸施工工作问题。当墩柱下部的 2.5米实体段浇注完毕，并加工焊接钢筋完毕后，架设外模的同时架设内模。架设内模时，应该按照高度方向一段一段地进行，内模模板采用1×1.5米的大模板，模板背的筋肋宽度应该制作为5厘米以上，而且考虑到模板背的筋肋要承受施工操作人员的重量，因此在模板的水平筋肋下面焊接三角形的钢片，以加强水平筋肋的受力能力。先在实体段顶面架设第一段内模，内模相互间采用螺杆连接牢固，拐角处倒角模板加工为定型的模板。模板板面上部和下部水平方向每隔50厘米采用在钢筋笼上焊钢筋棒支撑的方式进行定位。在第一层模板宽度方向的模板背高度中部的水平筋肋上安放宽24厘米的踏脚板（因为模板背筋肋的间距为25厘米，因此踏板的宽度为24厘米），在相邻的水平筋肋上也以同样的方法设置踏脚板，以提供上层模板架设时的工作平台。为保证安全，操作人员应系安全带于稍高位置的钢筋笼上。采用塔吊起吊内模，人员站在踏脚板上配合安装上一层内模，依照上述方法，将内模安装完毕。

3.5.3 模板的拆除

墩柱混凝土浇注完毕后，根据混凝土的强度与天气条件确定拆模时间。但拆模时间不得少于24小时（因为拆除较早时，混凝土

强度尚低，容易破坏结构混凝土，而且容易造成施工人员的危险），若加入适当数量的早强剂后，能够缩短拆模时间，具体时间根据混凝土强度确定。拆除内模时，采用脚踏板依次从下至上拆除竖向连接螺杆，竖向连接螺杆拆除后，将踏脚板移动安置于上层模板的下端筋肋上，操作人员将上下两层模板的连接螺杆拆除。拆除前，应在模板顶部的吊环上挂好挂钩并将其稍稍吃力。拆除单块模板上的所有连接螺杆后，将模板吊起取出。按照上述方法，将下层所有的模板拆除。再将上一层的内模拆除。完成内模拆除施工。

3.6混凝土的运输

混凝土采用小翻斗车进行运输，由于该段大桥墩柱距拌和站均较近，因此运输距离较短，不会产生离析等现象。

混凝土运输必须符合规范规定，运输过程中不得产生离析现象。严禁在拌和好的混凝土中随意加水，运到现场的混凝土必须符合规范设计要求，否则必须废掉。

3.7 浇筑混凝土

混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土混合料应拌和均匀，颜色一致，不得有离析和沁水现象。罐车水平运输至施工现场，经过泵车输送管直接入仓浇筑，混凝土的供应必须保证输送泵能连续工

作，泵送间歇时间不宜超过15min。严格分层浇筑，分层厚度在30cm左右，并采用定人定部位进行振密操作。

针混凝土设计标号为C50高性能混凝土，由拌和站拌和，水平运输采用混凝土罐车，垂直运输采用80型输送泵。泵送入模，每次浇注高度 4.5m，为防止混凝土离析，混凝土自由倾落高度不得超过2m。对混凝土泵送难，和易性差，颜色灰白的问题，施工中优化了混凝土配合比，在保持原来配合比、坍落度的前提下，采用“双掺”技术，增加适量粉煤灰和减水剂，这使得混凝土的颜色更均匀，和易性更好。

浇注混凝土前，先将墩身内杂物清理干净。混凝土的振捣采用插入式振动器，振动器的移动距离不超过振动器作用半径的 1.5倍，与侧模保持50～100mm的距离；混凝土分层浇注，每层厚度控制在20～30cm，每放一层料时先将料扒平再开始振捣，振捣顺序为：先振捣倒角处，再从两边向中间振捣，振捣时间控制在20s左右，以混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆为准。在混凝土的振捣过程中有现场技术人员严格控制。为保证混凝土的外观质量，在混凝土的浇注过程中进行混凝土的质量控制，保证混凝土具有良好的和易性、流动性，并控制混凝土的坍落度基本相同，以保证混凝土表面颜色一致；混凝土浇注过程中有专人看护模板，防止螺栓松导致跑模影响混凝土质量

混凝土入模后采用插入式振捣器进行振捣，振捣器采用70振捣器，混凝土每30cm一分层进行浇注和振捣，上下层之间振捣

时，必须按照规范要求插入下层，便于结合。插入式振捣器振捣时，插捣间距不得大于20厘米，并不得漏振。振捣时，混凝土必须振捣密实，混凝土振捣密实的标志是：混凝土不再冒气泡，不再下沉，混凝土表面呈现泛浆状态。而且不得过振，不得造成离析。在混凝土浇注之前对所有的振捣工人进行技术交底，使之做到心中有数，从而确保混凝土的振捣质量。墩柱拆模后，采用塑料薄膜包裹并采用高压水泵喷射洒水进行养生，以保证混凝土的养生质量，保证混凝土的强度。养生所用的高压水泵必须满足35米高的扬程。墩柱配备专人进行养生，养生时间间隔根据气温及混凝土表面干湿状况确定，确保混凝土表面湿润。在气温较高时，增加养生次数。混凝土养生时间不得少于14天。

3.8 模版拆除

拆模时应保证拆模时的气温和混凝土内部的温度差不超过25℃，混凝土浇筑完成后及时养生。高空混凝土的养生工作比较困难，在顶部装上水箱蓄水，在模板的底部四周用镀锌管洒水，用土工布包裹养生，在养生过程中，保持混凝土表面湿润。

3.9 施工缝处理

在模板安装前，对混凝土施工缝隙凿毛处理，模板边混凝土与模板顶面平齐，以保证混凝土施工缝线性美观。新旧混凝土结合

面用钢丝刷刷洗或凿毛，凿毛时混凝土强度需达到 2.5MPa，清除表面水泥浆，露出新鲜的混凝土，在浇筑新混凝土前用水湿润旧混凝土面。

3.10 翻模

时方可拆除。当模板完全脱离墙身后，用吊车吊起安装。当混凝土强度达到10~15 MPa后方可在混凝土上立模。在外侧模安装完成后拆除内模，内模的拆除方法与外模相同，内模拆除后，经过内套丝螺杆及锚固螺杆拉紧、悬挂外侧模板，模板安装完成后，用全站仪检测模板的平面位置，检验模板垂直度是否符合要求，模板接缝是否平整紧密，用连水准仪检测模板水平面是否水平，在模板安装、调整符合要求后，用柔性水泥把水平接缝封好，浇筑墩身混凝土。

3.11 高墩垂直度控制及施工监控

施工难度大，技术要求高，如何控制高墩的垂直度就成为控制施工质量的重中之重

由于墩身是在动态中成型，而且是高空作业，施工精度控制十分复杂，墩身过大的偏差势必对该桥的性能和线形有着较为显著的影响。为此必须对高墩施工的精度给予足够的重视，以确保主梁的最终顺利合拢。

3.12 高墩垂直度测量

现在常见的高墩垂直度测量控制方法主要有两种：其一是采用全站仪平面测量控制；其二是激光垂准仪＋全站仪联合测量控制方法。根据我部及项目的实际情况，采用第一种进行测量控制。其方法是：

建立桥梁施工测量控制网。

薄壁高墩控制测量根据设计院交桩橛点进行大地四边形网进行控制，控制网，经过重复联测，该控制网能满足二等导线网联测的要求。高墩墩身控制采用在承台顶面放出墩身四个角点（A 、

B 、

C 、

D ）进行模板控制点，模板安装完后，在对四个角点、轴线控制测量点（Z1、Z2、H1、H2）检查测量，根据理论放线坐标进行放线，求出实际的偏差值△x 、△y ，要求满足△x ≤2mm ，△y ≤2mm ，每节测量消除测量误差积累。

施工流程：

4、质量检查

一、生产班组设兼职质检员进行自检，使工序质量在班组的操作过程中进行控制。

二、在工序交接时，实行交接检验，对上一工序的质量进行检查，如不合格下一班组能够拒绝接班。同时工区技术员参加检验，及时处理各种问题。

三、工区专职检查员，对各工序工程质量，隐蔽验收进行逐项检查、评定，合格后填写检查记录，报监理签认后方可进行下一道工序。

四、内部监理对现场质量进行抽检，汇总质量情况，分析质量问题，报总工、项目经理和上级主管部门。

5、安全措施

一、钢筋焊接时，焊工必须戴防护镜或遮挡板。钢筋安装工人在

安装竖向钢筋时应当配备安全带，防止跌落。

二、所有钢筋的截断与弯折必须使用监理工程师批准的设备完成。

三、在施工期间，现场常设一名技术人员，该技术人员应具有做安全工作的资格，且熟悉所施工的工作类型。

四、在施工现场周围配备、架立并维护一切必要而合适的标志牌，为工人和公众提供安全和方便。

五、机械在危险地段作业时，必须设明显的安全警告标志，并应设专人站在操作人员能看清的地方指挥，驾机人员只能接受指挥人员发出的规定信号。

六、汽车吊工作时，必须由起重工专人指挥。

七、所有施工人员进入现场必须戴好安全帽，严禁穿拖鞋施工。

八、现场接电必须为专门的电工操作，严禁非电工操作。电线架设必须合理，不得杂乱交错布置。电工必须遵循电工操作规程作。