滑模施工技術(shù)在薄壁高墩項(xiàng)目上的應(yīng)用

■劉德化

（南平延順高速公路有限責(zé)任公司，南平 353000）

1 工程概況

南平延順高速公路開平大橋?yàn)锳1 合同段中的一座大橋，該橋左幅中心樁號(hào)為K0+623.5，橋孔采用（6×30+7×40）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)-剛構(gòu)T 梁，橋長(zhǎng)464m；右幅中心樁號(hào)為K0+613.5，橋孔采用（5×30+5×40+3×30）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)-剛構(gòu)T 梁，橋長(zhǎng)444m；下部結(jié)構(gòu)左、右幅7-10#橋墩采用矩形空心薄壁墩、樁基礎(chǔ)；其余墩柱為柱式墩、樁基礎(chǔ)。薄壁墩最高為57m，橫橋向墩寬6m，順橋向墩寬3.2m，頂部2.5m、靠近承臺(tái)處4m 為實(shí)心段，其余部分為壁厚0.55m 的空心矩形，在空心段中間設(shè)置橫隔板，橫隔板厚度0.4m。

A1 標(biāo)段預(yù)制場(chǎng)設(shè)置在開平大橋和開平隧道之間的路基上，開平大橋作為A1 標(biāo)段橋梁先架方向（架梁順序?yàn)轫槻_(tái)往南平臺(tái)方向架設(shè)），是標(biāo)段最早安排施工的橋梁，樁基施工完成后，對(duì)于最早開始施工的右幅9號(hào)墩，采用傳統(tǒng)的翻模施工工藝。

2 翻模施工速度慢、影響工期

翻模施工是由大塊鋼模、工作平臺(tái)、提升設(shè)備等組成。在該橋右幅9 號(hào)墩柱施工中，墩身模板共分四層，每一層模板高度為1.5m，用Φ25mm 精軋螺紋鋼作為對(duì)拉桿連接。施工中將塔吊鋼絲繩掛鉤鉤住精軋螺紋鋼對(duì)拉桿，拆除最下層模板與第二層連接螺栓，剝離墩身第一層模板，然后彼此方法第二層、三層等模板。用塔吊將第一層模板吊至砼頂面上，清理模板，涂刷脫模劑。慢移模板使之位于墩身邊緣的正上方，慢慢下降模板，上下模板螺栓孔對(duì)拉，連接模板水平接縫螺栓。待墩身四周模板安裝完成后，用激光鉛垂儀檢查，模板垂直度是否符合規(guī)范要求，當(dāng)誤差在規(guī)范允許的0.3%以內(nèi)時(shí)，開始加固模板，在固定后，重新檢查，確保偏差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

正常翻模施工一般為7d 一循環(huán)，一循環(huán)可施工的長(zhǎng)度為4.5～6.0m，平均每天施工為0.6～0.9m，但由于開平大橋翻模施工班組技術(shù)水平不高、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足，施工進(jìn)度更加緩慢。2014 年5 月上旬，開平大橋右幅9號(hào)墩柱僅施工完成15m，根據(jù)測(cè)算，該橋墩將影響標(biāo)段架梁，出現(xiàn)典型的“梁等墩”現(xiàn)象，影響項(xiàng)目工期和2015 年年底通車計(jì)劃。

為了加快工程施工進(jìn)度，決定在未施工的7 號(hào)、8號(hào)、9 號(hào)（左幅）、10 號(hào)（右幅）墩柱采用滑模施工工藝。

3 滑模施工技術(shù)的應(yīng)用

滑模施工裝置由模板系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)和液壓滑升系統(tǒng)三部分組成，是一種自升設(shè)備，可隨混凝土澆筑自行向上滑升的模板。詳見圖1。

圖1 滑模施工裝置圖

3.1 滑模施工控制要點(diǎn)

（1）混凝土初次澆筑和模體的初次滑升，嚴(yán)格按以下六個(gè)步驟：

①第一次澆筑10cm 厚半骨料的混凝土或砂漿；②按分層厚度不大于30cm 澆筑第二、三層，厚度達(dá)到70cm；

③開始滑升(3～6)cm，檢查脫?；炷聊淌欠窈线m；

④第四層澆筑后滑升6cm；

⑤繼續(xù)澆筑第五層后滑升12cm～15cm；

⑥第六層澆筑后若無異常現(xiàn)象，便可進(jìn)行正常澆筑和滑升，每次30cm 左右，混凝土澆筑采用分層對(duì)稱澆筑，分層厚度不大于30cm。

（2）滑模的初次滑升要緩慢進(jìn)行，并在此過程中，對(duì)液壓裝置，模板結(jié)構(gòu)以及有關(guān)設(shè)施，在負(fù)載情況下，作全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，待一切正常后方可進(jìn)行正?；?/p>

施工轉(zhuǎn)入正?；龝r(shí)，應(yīng)盡量保持連續(xù)作業(yè)，由專人觀察脫模混凝土表面質(zhì)量，以確定合適的滑升時(shí)間和滑升速度。正常日滑升2.5m 左右。

（3）混凝土澆筑前應(yīng)做混凝土固身凝固試驗(yàn)，應(yīng)控制其固身凝固時(shí)間(6～8)h,初凝(3～5)h。為保證混凝土順利入倉(cāng)，要求混凝土和易性、流動(dòng)性好，入倉(cāng)坍落度在8cm～12cm。嚴(yán)格控制砼外加劑摻量，避免砼膠狀粘模出現(xiàn)?；炷翉?qiáng)度達(dá)到（0.2～0.4）MPa，且能保證其表面及棱角不至因模板滑升受損。依據(jù)下列情況進(jìn)行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm 左右的指印；能用抹子抹平。若脫?；炷撩嫫秸?，可不做抹光處理。如脫?；炷撩嬗腥毕?，應(yīng)立即進(jìn)行混凝土表面修補(bǔ)，一般用抹子在混凝土表面用原漿壓平。

（4）滑模施工時(shí)，其他各工序作業(yè)均應(yīng)在限定時(shí)間內(nèi)完成，不得以?；驕p緩滑速來遷就其他作業(yè)。每滑升30cm，千斤頂限位器卡平一次，用平臺(tái)水平控制水平偏差。每滑升1.5m 用水平儀抄平一次，以確保標(biāo)高準(zhǔn)確無誤。

（5）為使已脫?；炷撩婢哂羞m宜的硬化條件，防止發(fā)生裂縫，在輔助盤上設(shè)灑水管，對(duì)脫?；炷撩孢M(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.2 薄壁墩橫隔板施工控制

為保證墩身整體穩(wěn)定性,空心墩身每隔15m 設(shè)置一道橫隔板，故施工至橫隔板時(shí),需將內(nèi)模、內(nèi)吊架等拆除，安裝底模，澆筑橫隔板，然后重新安裝內(nèi)模澆筑混凝土。

（1）薄壁墩墩身混凝土澆筑至橫隔板底部倒角處時(shí)，在其長(zhǎng)邊等距離預(yù)埋6 根長(zhǎng)48mm、直徑3.5mm 的鋼管，作為墩身倒角和橫隔板底模的支撐系統(tǒng)，同時(shí)按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋橫隔板鋼筋；

（2）模板底高超過預(yù)埋鋼管后，穿入Φ28mm 螺紋鋼筋；

（3）安裝提前準(zhǔn)備好的橫隔板底模塊，快速進(jìn)行橫隔板鋼筋的安裝；

（4）檢查驗(yàn)收后，澆筑橫隔板混凝土，實(shí)現(xiàn)不?；瑱M隔板施工；

（5）橫隔板施工完成后，通過人行孔進(jìn)入拆除橫隔板底模支撐系統(tǒng)，切除預(yù)埋鋼管，采用注漿封堵；

（6）滑模升至橫隔板頂后，安裝薄壁墩內(nèi)模，進(jìn)行正常的墩身滑模施工。

3.3 薄壁墩墩頂實(shí)心段施工方法

（1）根據(jù)薄壁墩橫隔板施工方法，先行施工墩頂?shù)菇嵌魏投枕攲?shí)心段底部0.4m 段。

（2）等待墩頂實(shí)心段底部0.4m 處砼強(qiáng)度達(dá)到要求后，進(jìn)行正常的墩身滑模施工，繼續(xù)澆筑剩余1.1m 墩頂實(shí)心段。

4 特殊情況處理措施

4.1 停滑措施及施工縫處理

滑模施工需連續(xù)進(jìn)行，因結(jié)構(gòu)需要或意外原因停滑時(shí)，應(yīng)采取停滑措施，混凝土停止?jié)仓螅扛?5min，滑升1～2 個(gè)行程，直至混凝土與模板不再粘結(jié)。由于?；蚴┕すに囁柙斐傻氖┕たp，根據(jù)公路橋梁施工規(guī)范要求處理。

4.2 滑模施工中出現(xiàn)問題及處理

滑模的施工中常出現(xiàn)的問題有：滑模體偏移、爬桿彎曲、模板變形等。

4.2.1 偏移控制

(1)偏移預(yù)防措施

嚴(yán)格控制模板滑升速度。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，夏季氣溫較高時(shí)，滑升速度為（0.25～0.3）m/h，春秋季滑升速度宜控制在（0.1～0.2）m/h，冬季應(yīng)采取一定保溫措施，最大滑升速度宜控制在0.15m/h 以下。

嚴(yán)格控制操作平臺(tái)的傾斜度?；^程中,操作平臺(tái)應(yīng)保持水平。每一千斤頂行程后都要隨時(shí)觀測(cè)和掌握操作平臺(tái)各點(diǎn)的標(biāo)高,控制操作平臺(tái)的水平應(yīng)做好以下幾點(diǎn)∶

①嚴(yán)格控制各千斤頂?shù)纳?。各千斤頂?shù)南鄬?duì)高差宜控制在2 cm 內(nèi)，相鄰兩千斤頂?shù)纳钜丝刂圃? cm內(nèi)，升差的控制，可采用限位調(diào)平器進(jìn)行。

②操作平臺(tái)上的荷載，應(yīng)盡量分布均勻。每次滑升前，應(yīng)檢查平臺(tái)上物品(主要是鋼筋)、人員等，布置均勻后方可滑升。

③嚴(yán)格控制支撐系統(tǒng)的垂直度。對(duì)于支撐桿和千斤頂垂直度的檢查，應(yīng)采用吊垂球的方法，做到勤觀測(cè)，勤檢查。對(duì)于傾斜的支撐桿,應(yīng)立即調(diào)正或更換。

④注意混凝土澆筑順序，滑模一般有向先澆筑混凝土的方向偏移的現(xiàn)象,所以澆筑順序應(yīng)注意調(diào)整。

(2)糾偏措施

橋墩垂直度要求嚴(yán)格，所以應(yīng)避免大的偏差出現(xiàn)，一般控制在10mm 以內(nèi)。一旦出現(xiàn)10mm 以內(nèi)的小偏差，也應(yīng)及時(shí)糾正。

①千斤頂每一行程，都應(yīng)對(duì)垂直度進(jìn)行觀測(cè)，依據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，制訂糾偏措施。

②對(duì)于5 mm 以下的偏移或扭轉(zhuǎn)，可采用變換混凝土澆筑方向的方法進(jìn)行逐步的糾正，即先澆筑偏移反向一邊的混凝土，后澆筑偏移方向一邊的混凝土；對(duì)于滑模的扭轉(zhuǎn)，應(yīng)采取反方向澆筑混凝土的方法予以糾正。

③對(duì)于（5～10）mm 的偏差，可采用偏載法進(jìn)行糾正，即重新調(diào)整操作平臺(tái)上荷載分布的方法。最簡(jiǎn)單的方法是在滑升時(shí)讓操作平臺(tái)上的人員偏向一邊，但應(yīng)注意偏載不宜過大。

4.2.2 爬桿彎曲

在滑?；^程中，由于支撐桿本身不直、自由長(zhǎng)度太大、或操作平臺(tái)上荷載不均等原因，易造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題或安全事故。

彎曲支撐桿的加固方法，按彎曲部位的不同，可采取如下措施：

(1)支撐桿在混凝土內(nèi)部彎曲

從脫模后混凝土表面裂縫外凸等現(xiàn)象，或根據(jù)支撐桿突然產(chǎn)生較大幅度的下墜落情況，可以判斷出支撐桿在混凝土內(nèi)部發(fā)生彎曲。

對(duì)于已彎曲的支撐桿，其上的千斤頂停止工作，并立即卸荷。然后，將此處的混凝土挖出清除。當(dāng)彎曲程度不大時(shí)，可在彎曲處加焊一根與支桿同直徑的綁條，當(dāng)彎曲程度較大或彎曲較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將支桿的彎曲部分切斷，在切斷處加焊兩根總截面積大于支撐桿的綁條。加焊綁條時(shí)，必須保證足夠的焊縫長(zhǎng)度。

(2)支撐桿在混凝土外部彎曲

支撐桿在混凝土外部易發(fā)生彎曲的部位，大多在混凝土的表面至千斤頂下卡頭之間及框架梁下等支撐桿的脫空處。

發(fā)現(xiàn)支撐桿彎曲后，首先停止千斤頂工作，并立即卸荷。將彎曲部分切斷，并將上段支撐桿下降(或另接一根新桿，上下兩段支撐桿的接頭處，可采用一段鋼套管或直接對(duì)正并焊接。如用上述方法不便，可將彎曲的支撐桿齊混凝土面切斷，另?yè)Q一根新支撐桿，并在混凝土表面原支撐桿的位置上，加設(shè)一個(gè)由鋼墊板及鋼套管焊接的套靴，將上段支撐桿插入套靴內(nèi)頂緊。

4.2.3 模板變形處理

對(duì)部分變形較小的模板，采用撐桿加壓復(fù)原；變形嚴(yán)重時(shí)，將模板拆除修復(fù)。

5 兩種施工工藝比較

5.1 施工工期和成本

開平大橋左幅7#-10#墩、右幅7#、8#、10#墩采用滑模施工工藝后，投入三套滑模設(shè)備，從2014 年7月3 日開始施工，至2014 年11 月15 日全部完成6 根薄壁墩的施工任務(wù)，具體詳見表1。

表1 開平大橋各橋墩施工日期一覽表

以墩高57m 為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工期計(jì)算：采用翻模施工，一個(gè)墩需投入模板約30t,工期需要57/0.9=63d；采用滑模施工，需投入模板12t，工期需要57/2.5=23d。兩者相比提前工期40d。

同時(shí)滑模設(shè)備拼裝和拆除速度快，耗時(shí)短，耗工少，滑模施工總體施工費(fèi)用比翻模低，可節(jié)省近20%。

5.2 施工質(zhì)量及安全

采用滑模施工時(shí)，模板的接縫處有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)漏漿，或在滑模過程中會(huì)出現(xiàn)混凝土缺邊掉角現(xiàn)象，混凝土外觀質(zhì)量相對(duì)較差；而翻模工藝由于采用整體大塊模板，接縫少，且脫模時(shí)間有保證，因此，砼外觀質(zhì)量相對(duì)較好。

滑模施工有封閉的操作平臺(tái)，作業(yè)空間較寬暢，可有效保證作業(yè)人員安全。

5.3 應(yīng)用范圍

滑模施工一般適用于澆筑低流動(dòng)度或半干硬性砼，要求結(jié)構(gòu)形式單一、斷面變化少、無局部突出物及其他預(yù)埋件等物體，應(yīng)用范圍較為狹窄；而翻模工藝則適用于等截面或變截面的實(shí)體或薄壁空心墩等，應(yīng)用范圍較廣。

5.4 施工管理

翻模工藝較簡(jiǎn)單，鋼筋、模板安裝及砼澆筑等各工序之間的管理協(xié)調(diào)較容易。

滑模工藝要求高，各工序之間的管理協(xié)調(diào)難度較大。

6 結(jié)語

盡管滑模施工工藝要求高，存在適應(yīng)性不足，混凝土外觀質(zhì)量稍差缺陷，但由于其具備機(jī)械化程度高、速度快、結(jié)構(gòu)整體性好、施工占地面積小、勞動(dòng)消耗少，總體施工費(fèi)用較低等特點(diǎn)，同時(shí)又給作業(yè)人員提供了較安全的作業(yè)平臺(tái)，因此，在截面積變化不大的橋梁薄壁高墩施工中，該工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別適合于搶工期的項(xiàng)目施工。

[1]中冶集團(tuán)建筑研究總院中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GBJ 50113-2005,滑動(dòng)模板工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2005.

[2]JGJ 65—2013,液壓滑動(dòng)模板施工安全技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]周登燕、方銀明.薄壁空心高墩液壓滑模施工技術(shù).公路，2011(10).

[4]楊建輝.橋梁薄壁高墩滑模施工技術(shù).山西建筑，2013(1).