挖井基礎(chǔ)浮空預埋墩身鋼筋施工技術(shù)

李 鑫 張康銀 魯文軍 呂東軒 魏從罡

（中建鐵路投資建設(shè)集團有限公司，北京 100070）

鐵路橋梁基礎(chǔ)采用挖井基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)尺寸為高度7 m、平面尺寸7 m×12 m的圓端形，墩身形式為圓端形實體橋墩，墩身鋼筋需要預埋進基礎(chǔ)中。若采用搭設(shè)支架來固定鋼筋，一方面定位不準確，對后期墩身的施工質(zhì)量會造成影響，另一方面支架的搭設(shè)與拆除會對挖井基礎(chǔ)的施工工期造成影響，支架搭設(shè)也會形成安全隱患，增加措施成本。

1 技術(shù)原理

施工時利用型鋼焊接成胎具，且與挖井基礎(chǔ)操作平臺相焊接，預埋鋼筋時可放置在挖井基礎(chǔ)井口的橫梁上，兼具墩身鋼筋綁扎胎具及操作平臺的作用。保證了墩身鋼筋的準確預埋，又簡潔便利，有效節(jié)約工期的同時、在成本上也取得了良好的效益[1]。

2 施工技術(shù)工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

施工技術(shù)工藝流程：預埋墩身鋼筋固定胎具焊接→胎具組裝→墩身預埋鋼筋綁扎→挖井基礎(chǔ)混凝土澆筑。

2.2 操作要點

（1）胎具焊接。

根據(jù)墩身設(shè)計圖紙繪出墩身預埋鋼筋位置，在焊接鋼筋桁架時保證桁架焊接節(jié)點即為墩身豎向鋼筋預埋位置。本胎具包括鋼筋桁架、承重骨架、橫梁、滑動裝置和限位裝置。鋼筋桁架上設(shè)有墩身鋼筋，鋼筋桁架與承重骨架連接為整體形成固定胎具；固定胎具設(shè)于橫梁上；滑動裝置有多個，分別相對設(shè)于挖井基礎(chǔ)護壁頂面；橫梁兩端與滑動裝置連接。胎具可以根據(jù)現(xiàn)場施工需要增加操作平臺，或直接放置在挖井基礎(chǔ)操作平臺上[2]。胎具加工平面如圖1所示。

圖1 胎具加工平面圖

（2）胎具安裝。

滑動裝置如圖2、圖3所示，胎具安裝平面如圖4所示。

圖2 滑動裝置主視圖

圖3 滑動裝置左視圖

圖4 胎具安裝平面圖

滑動裝置包括滑軌、橫輪、第一連接架、第二連接架、縱輪，先將滑軌水平設(shè)于挖井基礎(chǔ)護壁頂面，并與橫梁相垂直；橫輪沿滑軌長度方向呈水平設(shè)置至少兩個，橫輪與滑軌配合；橫輪通過第一連接架與第二連接架連接；第二連接架水平設(shè)置，其上水平設(shè)有縱輪；橫梁設(shè)于縱輪上端。

兩根雙拼16號工字鋼作為橫梁，在橫梁上放置承重骨架與鋼筋桁架，承重骨架與鋼筋桁架焊接固定，放置后可通過滑動裝置來調(diào)整胎具，使胎具上的橫、縱定位角鋼與挖井基礎(chǔ)中心線重合，以保證預埋鋼筋位置的準確性，固定好后即可綁扎墩身鋼筋。

（3）鋼筋綁扎。

墩身預埋鋼筋先在鋼筋加工廠完成半成品制作，后運輸至現(xiàn)場綁扎成型，綁扎前要復核胎具橫、縱中心線是否與挖井基礎(chǔ)中心線吻合，綁扎墩身豎向鋼筋時要按照胎具節(jié)點放置，以保證墩身預埋鋼筋的準確性。為確保水平筋及豎向鋼筋能夠綁扎牢固，豎向鋼筋應先放置四個角點，同時放置水平箍筋，先形成一個穩(wěn)定的整體，根據(jù)胎具節(jié)點綁扎其余鋼筋，水平箍筋和拉筋可在豎向鋼筋上標記出位置放置[3]。鋼筋綁扎平面如圖5所示。

圖5 鋼筋綁扎平面圖

（4）混凝土澆筑。

墩身預埋鋼筋綁扎完成后即可進行挖井基礎(chǔ)混凝土澆筑，澆筑時可利用胎具四周平臺作為操作平臺。澆筑前應復核胎具位置、高程及預埋鋼筋位置、間距、數(shù)量，確保準確。由于挖井基礎(chǔ)屬于大體積混凝土，高度較高，豎向應分層、水平應分段澆筑。隨著混凝土澆筑，及時振搗混凝土并使其達到均勻密實的要求，振搗宜優(yōu)先采用插入式振搗器。振搗時，振搗器應垂直點振，不可拖拽以防混凝土離析，且不得用振搗棒驅(qū)趕混凝土。振搗器的工作深度一般在振搗棒長度2/3～3/4之間，作用半徑為振搗棒半徑的5倍，移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為50～100 mm。振搗時采用快插慢拔、不斷上下移動振動棒的方式來使混凝土搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。每一振點的振搗時間宜為20～30 s，以混凝土表面呈現(xiàn)浮漿，不出現(xiàn)氣泡、不再沉落為度，防止過振、漏振。澆筑完成混凝土表面采取覆蓋塑料薄膜+土工布灑水保濕養(yǎng)護的方式進行養(yǎng)護。

3 質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量控制標準

浮空預埋墩身鋼筋固定胎具加工的焊縫要飽滿密實表面無夾渣氣眼，質(zhì)量符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》，胎具焊接所使用的焊條符合《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》，鋼筋及混凝土施工及驗收符合《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準》《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》《鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》。

3.2 質(zhì)量保證措施

（1）電焊作業(yè)為特種作業(yè)，作業(yè)人員須持證上崗，為保證焊接質(zhì)量，焊工在正式施焊前必須試焊，合格后方可正式進行焊接作業(yè)。

（2）鋼筋固定胎具材料（型鋼）必須為合格材料。

（3）胎具焊接加工完成后逐個焊點進行檢查，不符合要求嚴禁使用。

（4）組織項目管理人員學習圖紙及相關(guān)規(guī)范，理解千斤頂配合砂筒靈活調(diào)節(jié)模板標高施工工藝，將可以預見的施工過程中的問題、難點提前進行解決與處理。

（5）嚴格按照技術(shù)指南、驗標中的條款要求施工。

（6）墩身鋼筋采用在鋼筋加工廠集中加工、現(xiàn)場綁扎成型的方式施工，加工鋼筋應平直，鋼筋表面無損傷、無裂紋，鋼筋加工、運輸及施工過程中保證鋼筋無油污污染，且鋼筋表面無顆粒狀或片狀老銹。

（7）鋼筋接頭應分散布置，焊接接頭的同一連接區(qū)段長度為35d且不小于500 mm，焊接接頭在受彎構(gòu)件的受拉區(qū)不得大于25%。

（8）混凝土澆筑完成后，混凝土表面采取覆蓋塑料薄膜+土工布灑水保濕養(yǎng)護的方式進行養(yǎng)護。①應在混凝土澆筑完成后1 h內(nèi)對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護；當混凝土表面不便澆水或使用塑料布時，宜涂刷養(yǎng)護劑。②混凝土保溫保濕養(yǎng)護時間根據(jù)溫度、濕度、水膠比確定，且不得少于14 d。③澆水次數(shù)應根據(jù)現(xiàn)場實際情況及溫度、濕度確定，保持混凝土處于濕潤狀態(tài)為宜，且養(yǎng)護用水應與拌和用水相同。④若要進行后續(xù)施工，混凝土強度應達到1.2 MPa方可進行。

（9）混凝土結(jié)構(gòu)表面顏色應均勻，密實平整。

4 工程應用效果

新建蘭州至張掖三四線鐵路中川機場至武威段ZQ5標通過應用本工藝，解決了挖井基礎(chǔ)施工需要預埋墩身鋼筋時無法固定墩身鋼筋的難題，在保證不影響挖井基礎(chǔ)施工的前提下，在挖井基礎(chǔ)中準確有效地固定墩身鋼筋。與傳統(tǒng)的搭設(shè)支架相比，不僅節(jié)約了支架搭設(shè)與拆除的成本投入，更節(jié)約施工工期，具有明顯的經(jīng)濟效益。

本工程應用效果良好，適用于各類基礎(chǔ)預埋鋼筋的工程施工。

5 結(jié)語

挖井基礎(chǔ)浮空預埋墩身鋼筋的施工工藝將挖井基礎(chǔ)施工時預埋墩身鋼筋工藝模塊化、簡潔化，無須再受到挖井基礎(chǔ)內(nèi)搭設(shè)作業(yè)空間限制。極大地節(jié)約了支架搭設(shè)的時間，降低施工成本，更節(jié)約施工工期，加快施工進度，具有明顯的經(jīng)濟效益。將高效率、低能耗的施工理念落到實處，為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會提供幫助。本技術(shù)為同類工程的施工提供了經(jīng)驗，具有一定的社會推廣效益。