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方形墩柱施工工法 作者南志 中交一公局第六工程有限公司 二00七年十一月十八日 方形墩柱施工工法 一、前言 随着城市规模的不断扩大，城市高架桥的不断发展，对高架桥墩柱与盖梁外形配合协调的要求不断提高，因此外形配合美观的方形墩柱（八角柱）逐渐取代了原有外形比较单调的圆形墩柱。方形墩柱作为桥梁一个十分重要的组成部分，如何既优质高效地组织施工又保证外形的美观，具有十分重要的意义。本工法依托北京市机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程第1合同段工程实例，全面系统地阐述了方形墩柱施工技术和工艺特点。已建成的墩柱成品竖直度、空间尺寸以及外观质量均满足规范要求，处于良好的受控状态，施工进度科学合理。该工法被证明是一项行之有效的施工工法，代表了目前方形墩柱施工的先进水平。 二、工法特点 1、本工法工艺简练，操作性强，施工易于实现。在合理设计模板、支架和施工平台的基础上，可以实现高度较大的墩柱施工。 2、本工法施工结构设计合理，力学模型明确，设计计算量不大，易于被工程技术人员掌握。 3、质量易于控制，通过采用相对基准极坐标法进行测量控制，以及施工平台的优化，结构物实体质量和外观质量优良。 4、本工法投入的大型机械设备相对较少，施工成本较低，循环施工周期较短，具备较高的投入产出。 三、适用范围 本工法具有施工快捷，结构合理，经济实惠等特点，可以被广泛应用到墩柱施工中，尤其适合于钢筋骨架密集的方形墩柱施工。 四、工艺原理 本工法是墩柱施工的一种非常有效的工艺方法。工法原理为墩柱模板加工成大块定型钢模板，纵向主钢筋采用滚扎直螺纹连接，合模以后先安装竖直的人行爬梯，再在墩柱顶部安装用钢筋、脚手板和安全挂网加工好的施工平台，混凝土采用吊车吊吊斗放入串筒内进行浇筑、墩顶长振捣棒进行振捣的方形墩柱施工工艺。 五、施工工艺流程及操作要点 （一）方形墩柱施工工艺流程 施工准备 脚手架搭设 钢筋笼绑扎 模板打磨除锈 涂脱模剂 整体吊装模板 套入钢筋笼 安装向上的 人行爬梯 吊装加工好的 施工平台 测量定位 拼装模板 施工平台的制作 墩柱四角拉揽风绳 校正墩柱模板及竖直度 覆盖、洒水、养生 浇筑墩柱混凝土 拆模后成品检查 图5-1 方形墩柱施工工艺流程图 （二）钢筋工程 为加快进度，降低高空作业风险，墩柱内竖向主筋宜采用滚扎直螺纹套筒连接，横向构造钢筋采用焊接或绑扎连接。 半成品的钢筋按型号、规格、用途等进行编号挂牌，分别堆放，由运输车运至施工现场。主筋连接后，箍筋由下而上焊接或绑扎，间距按施工图纸进行确定。 钢筋调直采用冷拉法，Ⅰ级钢筋的调直冷拉率控制在2以内，Ⅱ级钢筋控制在1以内。钢筋连接D12以下钢筋以绑扎为主，D14以上钢筋以焊接为主；Ⅱ级钢筋焊接时，焊条选用J502或J506，焊缝长度应根据焊接形式作到双面搭接焊≥5d，单面焊≥10d。绑扎长度不小于35d，并且，无论连接形式采用绑扎还是焊接，其接头总数均不能在同一断面上大于50。钢筋笼外观必须保持直线平面。 将预埋在承台内的墩柱主筋调直顺，用钢管在中部和上部将钢筋架立竖直。 墩柱钢筋与模板之间采用塑料垫块，防止露筋。 （三）模板安装 在钢筋笼底部四周用钢筋头在模板位置处做好顶点，以此作为模板内部的支脚。 将墩柱模板在地面组装好，接缝处采用双面胶条密封，螺栓仔细检查，确实拧紧，模板内均匀涂脱模剂一层，脱模剂采用同一品牌，同一配比，保证混凝土表面色泽一致。模板拼装好要及时安装，若有特殊情况暂时无法安装，则要用帆布将两个端头封闭，防止有污垢、沙尘进入。 安装时，用吊车将模板整体吊起，吊起时人工用缆绳在两个方向控制 模板，竖直套进钢筋笼，向下套进时速度要慢，注意不要大幅度的碰撞钢筋笼。模板落地时，尽量控制在已做模板标识位置，减少后期调整的难度。 将模板落到正确位置后，在模板顶部四个方向拴四根钢丝缆绳，另一端分别固定在四个方向的地锚上，缆绳上设有花篮螺丝用来调整缆绳的松紧和模板的竖直度。 以所做的标识为基准将模板调整到正确位置，并以此检查模板平面位置。位置正确后，采用垂球来检测竖直度以确保模板顶部也在正确位置。 测量墩柱顶部标高，在模板顶选出标高点计算高差，用彩色胶带做出标高线标记。 墩柱模板构造见图5-2。 图5-2 墩柱模板构造图（单位cm） （四）混凝土工程 墩柱混凝土采用商砼，砼罐车运输，吊车配吊斗浇注，由于方形墩柱钢筋密集，人员无法下到墩柱内，故采用人工站在墩柱顶部振捣。采用插入式振捣器，共准备4套50插入式振捣器，2套使用，2套备用。 混凝土下落高度超过2m，但不大于10m，采用串筒浇注。串筒采用薄铁皮制作，2m一节，各节之间用挂钩连接。串筒使用过程中要保持干净，每次使用完要及时清洗。 混凝土浇注过程中，每层厚度不能超过30cm，一次连续浇注完成。混凝土塌落度控制在10～12cm之间。 混凝土振捣过程中，振捣器要快插慢拔，振捣时移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍（一般控制在35cm内），与模板保持5～10cm的距离，并插入下层混凝土5～10cm。对每一部位振捣密实，不要漏振、过振，当砼表面停止下沉，不再冒出气泡，表面平坦泛浆停止振捣。 混凝土初凝后，及时对墩柱顶混凝土进行人工凿毛，主要是凿除墩顶2～3cm的浮灰层。洒水后用塑料薄膜包裹养生，始终保证薄膜内潮湿状态。养生时间不得低于7天。 拆除模板时，不要磕碰墩柱柱体。当墩柱砼强度达到2.5Mpa时拆除模板，吊运到下一墩柱，并及时清理、校正模板。 （五）人行爬梯和施工平台 1、人行爬梯 人行爬梯为全封闭的竖直攀爬形式（实际工程中采用此方式的如塔吊、龙门吊、各种高建筑物等），采用钢筋焊接形成劲性骨架，爬梯间距为30cm，外面保护钢筋间距为50cm，施工人员在封闭的钢筋骨架内竖直爬上和爬下。具体见图5-3。 2、施工平台 墩柱施工平台坐落在模板顶端，采用钢筋形成框架，上面铺脚手板，外挂安全网。顶部施工平台与墩柱模板连接牢固，形成整体结构，模板四角用φ10钢丝绳拉紧，由于墩柱模板为定型大块模板，自重重，在施工荷载作用下，模板的变化在允许范围内。 图5-3 人行爬梯和施工平台图 六、机械设备 本工法仅列出了一根墩柱所需要的机械设备和主要材料，实际施工时，可根据具体情况适当调整。钢筋加工和混凝土振捣设备可以与其它工程施工交叉使用。机械设备及主要施工材料详见表6-1。 表6-1 机械设备及主要施工材料 序号 机械名称 型号规格 数量 （台套） 工作内容 1 装载机 龙工Z1－50 1 工地运输 2 吊车 浦沅25t 1 起重吊装 3 空压机 1 打压及清理 4 水车 1 混凝土养生用水等 5 电焊机 BX3-500-2 4 焊接 6 钢筋弯曲机 GW40-1 2 钢筋弯折 7 钢筋切断机 CQ40-2 1 切割钢筋 8 直螺纹加工机具 1 滚司 9 电动磨光机 4 模板打磨等 10 定型钢模板 117660cm 2 组装模板 11 定型钢模板 200660㎝ 2 组装模板 12 定型钢模板 11750cm 2 组装模板 13 定型钢模板 20050㎝ 2 组装模板 14 钢丝绳 φ10㎜ 4 调整竖直度、揽风绳 15 振捣棒 50 4 振捣混凝土 七、劳动组织 由于各墩柱之间相距较近，一般一个队伍配备一套模板负责相连的几根墩柱，独立组织施工。实际施工时，可酌情对墩柱施工区域进行划分。下面以一个墩柱为单位配置劳动力如表7-1。 表7-1 劳动力配置情况 序号 工种 人数 工作内容 备注 1 施工负责人 1 负责现场指挥总协调调度 2 质检员 1 负责现场质量检查及报验 3 技术员 1 负责现场技术指导和质量控制 4 起重工 2 负责起重设备信号指挥 5 安全员 1 负责安全工作实施及检查 6 钢筋工 6 负责钢筋加工及安装 7 模板工 4 负责模板安装及支架支设工作 8 混凝土工 5 负责混凝土浇筑及振捣等相关工作 9 电焊工 4 负责各种焊接工作 10 电工 1 负责安装及检查电力设施及线路 11 汇总 26 完成墩柱施工 八、质量控制 墩柱的施工虽然简单，但外观质量要求高，施工时应严格要求，精细施工，严把质量关。严格遵循公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）和公路工程质量检验评定标准第一册土建工程（JTG F80/1-2004）的相关要求。并从模板、混凝土和施工工艺等方面进行重点控制。 1、模板采用大面积钢模，除强度应满足浇筑混凝土的各项要求外，为保证其表面平整度，设计时主要以刚度控制。 2、对模板的拼接缝，力求做到设计合理，加工制作精细，减少或避免漏浆现象发生。模板使用前的打磨必须到位，并且要反复进行几遍。 3、尽量减少分节数量，以减少由于分节过多产生的错台和模板拼缝。 4、对墩柱混凝土配合比和模板用脱模剂进行优化选择，混凝土和脱模剂搅拌均匀，保证其工作性能，确保墩身混凝土整体上色泽一致。 5、对模板的准确安装定位，混凝土的搅拌、入模、振捣、养护等工艺过程采取有效措施，加强控制。对现场管理人员和操作工人进行质量意识教育，做好每个关键工序的技术交底。通过保证各个工艺环节的工作质量来确保工程的质量。 6、墩身的施工放样测量，除采取正确合理的测量方法外，严格执行两人复测制度，复核必须采用不同的方法进行，以确保墩身放样准确。 7、方形墩柱实测项目见表8-1。 表8-1 方形墩柱实测项目 项次 检 查 项 目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 权值 1△ 混凝土强度MPa 在合格标准内 按附录D检查 3 2 断面尺寸mm 20 尺量检查3个断面 2 3 竖直度或斜度mm 0.3H且不大于20 吊垂线或经纬仪测量2点 2 4 顶面高程mm 10 水准仪测量3处 2 5△ 轴线偏位mm 10 全站仪或经纬仪纵、横各测量2点 2 6 节段间错台mm 5 尺量每节检查4处 1 7 大面积平整度mm 5 2m直尺检查竖直、水平两个方向，每20m2测1处 1 8 预埋件位置mm 10或设计要求 尺量每件 1 九、安全措施 1、进行安全施工应知应会教育。 2、成立以项目经理为首的安全生产领导小组。 3、建立健全生产组织机构，设置专职或兼职安全员。 4、制定安全管理制度，定期进行安全检查，严格实行安全生产岗位责任制，奖惩分明。 5、制定主要分项工序的安全操作规程，作业前认真进行安全技术交底。 6、进行常规安全操作教育。 7、建立健全安全检查制度，定期召开安全会议，及时采取措施消除事故隐患。 十、效益分析 黄港～西甸高架桥施工，在施工方法和施工工艺上采取了一些简便易行的措施，主要有人行爬梯采用做好的钢筋爬梯、墩柱顶部安装加工好的钢筋骨架施工平台、墩顶施工平台上用长振捣棒振捣钢筋密集的混凝土等。这些措施实行以后，取得了良好的效果，不仅节省了工程成本，同时也提高了工作效率，保证了工程质量。 施工中采用自行设计的人行爬梯和施工平台，与原打算采用的脚手架搭设的人行坡道和施工平台相比，不仅获得了较好的效果，而且节省了工程成本，加快了工程进度，两者比较如下 项目 购置方式 费用 总费用 工期 脚手架人行坡道和施工平台 坡道和平台脚手管外租 人行坡道脚手板外购 1000元/根109根 10.9万元 7天/根 自行设计的人行爬梯和施工平台 自行加工爬梯和施工平台 250元/套4 0.1万元 4天/根 节省费用（工期） 10.8万元 3天/根 同时，工程质量实现了工程合格率和优良率的目标，工程进度屡创新高，提前完成目标计划，得到了业主、监理的认可和信任，使企业的信誉度得以增强和提高，取得了良好的社会效益。 十一、工程实例 黄港～西甸高架桥是北京市机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程第一标段的特大型桥梁，全长1.111km，全桥宽度为33.5m，下部结构形式为墩柱2m1.2m的方形墩柱；承台厚度为2.15m，采用矩形两桩、多桩承台；桩基采用钻孔灌注桩，桩径为D1.2m。该工程为08年奥运工程，要求高、有效施工工期短。方形墩柱的施工采用此施工工法后，施工进度明显加快，平均每天1根墩柱，创造了平均每天1.8根的最高纪录，比预定计划提前约半个月，为下一步盖梁的施工奠定了坚实的基础。 执笔南志 中交一公局六公司 10