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方形墩柱施工工法
方形墩柱施工工法
作者：
南志
中交一公局第六工程
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
测量定位
整体吊装模板
套入钢筋笼
模板打磨除锈
涂脱模剂
拆模后成品检查
浇筑墩柱混凝土
安装向上的
人行爬梯
校正墩柱模板及竖直度
吊装加工好的
施工平台
墩柱四角拉揽风绳
拼装模板
施工平台的制作
覆盖、洒水、养生
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，Ⅱ级钢筋控制在1%以。
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，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），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，模板的变化在允许围。
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
117×660cm
2
组装模板
11
定型钢模板
200×660㎝
2
组装模板
12
定型钢模板
117×50cm
2
组装模板
13
定型钢模板
200×50㎝
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》（JTJ041-2000）和《公路工程质量检验评定标准》第一册土建工程（JTGF80/1-2004）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
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）
0.3%H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2m×1.2m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D=1.2m。
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
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