桥梁工程薄壁空心墩施工技术

2023-11-30张峰

运输经理世界 2023年22期

张峰

（江苏省交通工程集团有限公司，江苏镇江 212016）

0 引言

在桥梁工程中，墩基施工是重要环节，但常规的墩基施工往往涉及大量的模板搭设、混凝土浇筑等复杂工序，工程周期长、成本高，且容易受到施工条件限制。而薄壁空心墩施工技术以其轻巧、高效、经济的特点成为桥梁工程中的重要选择，能够为解决常规施工方法存在的难题提供新思路，在桥梁工程中的应用有重要意义。

1 工程概况

某公路桥梁项目，采用群桩基础，大体积承台结构，墩身采用薄壁空心墩结构，上部结构采用现浇预应力连续箱梁结构形式。设计人员和建设单位经过综合分析，以及对设计方案的审核，最终将施工方案调整为预应力混凝土组合箱梁（45m+80m+45m）+预应力混凝土现浇连续箱梁（5m×30m）。

2 桥梁工程薄壁空心墩施工技术应用

2.1 施工准备

在薄壁空心墩施工之前，需要进行相关准备工作，以确保施工顺利进行。

第一，根据现场实际情况选择适合的施工材料，对材料的强度、耐久性、稳定性等进行检测，以确保材料符合施工要求。

第二，在桥梁工程中，操作平台、提升系统、拌和站、起重机等都是关键设备，因此需要加强对这些设备的准备和管理，确保设备在施工过程中稳定运行，避免因设备故障而延误施工进度。

第三，使用风镐等工具将施工作业面表面彻底清理干净，去除松散的混凝土和其他杂物，确保施工效果不受影响[1]。

2.2 墩身实心段施工

2.2.1 测量放线

第一，根据设计图纸和施工要求，确定墩身的几何形状和尺寸，以及墩身的位置、高程控制点。

第二，在控制点位上设置临时标杆，使用水平仪或全站仪进行测量，确定墩身的水平线。根据设计要求，将水平线沿墩身表面进行标记，作为后续施工的参考。

第三，上述工序完成后，进行垂直放线。在该环节，需要在控制点位上设置临时标杆，使用全站仪进行测量，沿墩身表面进行垂直线沿标记，用作后续施工的参考。

第四，使用测距仪对墩身的各个尺寸进行测量和标记，确保墩身的尺寸准确无误。

第五，完成测量放线后，需要对放线结果进行检查和确认，确保墩身的几何形状、位置和尺寸与设计要求一致。如果发现偏差或误差，需及时进行调整和修正。

2.2.2 钢筋施工

在墩身实心段施工中，钢筋安装是关键的一步。钢筋安装施工主要包括以下几个方面。

第一，根据设计要求和墩身的荷载情况，确定每个截面的钢筋类型、直径、间距等参数，确保钢筋的布置符合设计要求，能够满足墩身的受力要求。

第二，根据钢筋布置方案，对钢筋进行切割、弯曲和焊接等加工。具体操作阶段，需要确保钢筋的长度和形状符合设计要求，能够满足施工需要，预制好的钢筋应按照截面的顺序进行分类和标识，方便后续施工安装。

第三，在钢筋施工环节，根据设计要求和墩身的截面形状，将预制好的钢筋按照布置方案进行安装，要求确保钢筋的位置准确、与墩身的内部空间相匹配。完成钢筋安装后，安排施工人员检查钢筋的位置、间距、弯曲角度等，确保其符合设计要求，经验收合格的钢筋可用于后续的混凝土浇筑施工[2]。

2.2.3 模板施工

钢筋结构施工完成后，需要对底节模板进行铺设施工。

第一，结合墩身的几何形状和尺寸，算出所需的模板数量，确保模板的尺寸与墩身要求相匹配，能够满足施工需要。

第二，按照模板设计要求，对模板材料进行切割、拼接和加工，确保模板尺寸精准、结构稳定。将预制好的模板进行分类存放并做好标识，方便后续施工安装。

第三，模板安装和固定。根据设计要求和墩身的几何形状，采用螺栓、钢丝绳、支撑杆等方式将预制好的模板按照要求进行安装。在安装过程中，需要确保模板的位置准确，与墩身的形状和尺寸相匹配，同时进行调整和校正，使模板达到水平、垂直和所需的曲率等要求。

第四，完成模板安装后检查模板的平整度、连接处的紧密度、支撑点的稳定性等，保证模板安装质量合格。同时应及时对模板进行防腐和防黏处理，以延长其使用寿命并保证墩身的表面质量[3]。

2.2.4 混凝土浇筑与振捣施工

进行混凝土浇筑前，必须确保上一层结构的表面平整、清洁，并进行必要的润湿处理，以提供良好的黏结条件，确保新浇筑的混凝土与上一层结构紧密结合。连续浇筑时，需要控制混凝土的浇筑速度和厚度，以免浇筑不均匀或出现空洞。混凝土应均匀地倒入模板内，可以使用扬水机、输送泵等设备实现均匀浇筑。操作人员应密切监控浇筑过程，根据混凝土的流动性和模板尺寸，适时调整浇筑速度和厚度，保证浇筑质量和均匀性。

浇筑完成后，必须进行充分的振捣。在振捣过程中，振捣棒应直接插入上一层结构5cm 以上的位置，确保混凝土与上一层结构连接牢固。振捣棒应垂直插入，且避免在同一位置重复振捣，以防过度振捣损坏墩身结构。

2.3 墩身标准段施工

2.3.1 提升架体

第一，进行现场爬升作业之前，必须牢固固定卡环，确保千斤顶的提升高度符合设计要求。在顶升过程中，需要调整调节帽，以确保升高高度达到工程标准。使用控制台操作千斤顶进行提升，并使用支撑杆进行加固处理。启动控制台之前，对现场进行清理作业，确保达到清洁标准，并按照设计要求施加荷载。

第二，在提升施工过程中，千斤顶提升至4cm 高度时，使用井字架进行固定，以确保结构的承载能力符合要求。在千斤顶提升过程中，要确保结构性能合格，支撑效果达到标准，以免结构施工质量不合格影响施工安全性。平台提升至2.65m 高度后，进行下部混凝土结构浇筑，高度为40cm，以确保现场有足够的施工空间。在平台移动过程中，要进行现场监督检查，确保每个部分都符合现场施工的标准要求，以免操作不当影响施工效果。

第三，对平台进行测量和控制。在平台提升过程中，要加强监测，对现场施工情况进行测量，以免在吊装过程中出现严重偏移，影响施工质量。通过测量和控制，确保平台的位置和水平度符合要求，以保证施工的准确性和稳定性。监测过程应持续进行，及时发现并纠正所有偏差，以保证施工安全和质量[4]。

2.3.2 模板施工

在墩身标准段施工中，模板安装施工是关键环节，对墩身结构的稳定性起重要作用。

首先，在模板选材和加工过程中，要确保材料具有较高的耐用性和稳定性，避免因模板材料不合格而影响施工质量。同时，根据设计要求和墩身的几何尺寸，选择合适的模板材料，并进行准确的尺寸测量和切割，以确保模板与墩身结构的匹配性。其次，进行模板安装前，需要对施工区域进行清理，确保墩身表面干净平整，无杂物和污垢。再次，在安装过程中，要严格按照设计图纸和施工方案的要求进行拼装和固定，保证模板的稳固性和准确性。最后，模板安装完成后，需要进行检查和调整，确保模板的水平度和垂直度符合要求。

2.3.3 混凝土浇筑

混凝土输送作业开始前，要加强水灰比检测和控制，砂浆性能检测达到要求后再采用泵送的方式施工。根据施工需求和实际情况，确定混凝土泵送的起点和终点。通常情况下，起点为搅拌站或混凝土储罐，终点为需要浇筑的具体位置。开始混凝土泵送施工前，需要准备好泵送设备，并对其进行必要的检查和维护，进行调试和试运行，调整好泵送的流量和压力确保泵送设备的工作状态正常，满足施工要求。

在施工环节，将混凝土从起点注入泵送管线，通过泵送设备将混凝土顺利输送到终点位置。在泵送过程中，需要确保混凝土连续、稳定和均匀输送。此外，在泵送施工过程中，需要持续对泵送管线进行维护和监控，确保管线畅通，避免堵塞和泄漏等问题的发生。

同时，监控混凝土的流速和流量，调整泵送设备的工作状态，以保证施工质量和效率。完成混凝土泵送施工后，需及时关闭泵送设备，并对泵送管线进行清理和检查，清除管线内的残留混凝土，并对管线进行必要的保养和维护，以保证下次施工顺利进行[5]。

3 薄壁空心墩质量通病防治

薄壁空心墩在施工过程中常常出现蜂窝、麻面、气泡、泛砂等质量问题，为了防治这些通病，需要采取以下措施。

3.1 蜂窝控制

进行混凝土浇筑前，需确保模板表面干净，并对其进行必要的润湿处理。清洁模板表面可以防止杂质、灰尘和油脂等污染物附着，避免对混凝土表面质量产生影响；润湿处理可以增强混凝土与模板的黏结性，降低混凝土的吸水性，避免混凝土过早吸水和流失水分，影响浇筑质量。在混凝土浇筑过程中，应根据混凝土的流动性和温度等因素，选择适当的浇筑速度和技术。过快的浇筑速度可能导致混凝土不均匀沉浮和空隙的产生，过慢则可能导致混凝土过早凝固，影响浇筑的连续性和一致性。在振捣过程中，要确保振捣棒充分贴合模板表面，将混凝土内的空气排出，避免空气被困留在混凝土中形成蜂窝状缺陷，从而保证混凝土的密实性和质量[6-7]。

3.2 麻面控制

为解决混凝土施工过程中可能出现的麻面问题，需要从配合比设计、混凝土搅拌和浇筑过程等多个方面进行控制和调整。

第一，在配合比设计阶段应根据工程要求和材料特性，明确砂石颗粒粒径和骨料比例。过多的细砂或粉状材料容易导致混凝土流动性差，从而形成麻面，因此要避免过多使用细砂或粉状材料，以提高混凝土的流动性，降低麻面产生的可能性。

第二，在混凝土搅拌过程中，搅拌时间和速度的控制也是关键。过度搅拌会导致砂粒磨损，产生麻面，过快的施工速度会导致混凝土过早干燥，影响其流动性，增加麻面产生的可能性。因此，要合理控制搅拌时间和速度，从而保持混凝土中骨料的完整性，避免麻面生成。

第三，在混凝土浇筑过程中，要控制施工速度，保证混凝土能够充分流动，并保持均匀浇筑，避免产生孔洞和麻面。

第四，混凝土浇筑后，可以采用覆盖物或喷水等方法，确保混凝土表面湿润度适宜，防止水分过早蒸发，使其能够正常硬化，避免产生麻面。

3.3 气泡控制

在混凝土搅拌过程中，应避免搅拌水过量和搅拌时间过长，以减少混凝土中的气泡含量。过量的搅拌水会导致混凝土中的水灰比增大，容易引入过多的气泡，影响混凝土的密实性和强度。因此，应根据设计要求和材料特性，控制搅拌水的用量，确保混凝土的均匀性和流动性。同时，过长的搅拌时间会导致混凝土中的气泡含量增加，因此要合理控制搅拌时间。在浇筑过程中，要采取适当的振捣措施，提高混凝土的密实性，使气泡在混凝土中浮动并逐渐排出，提高混凝土的质量[8]。