蘇 成

（中鐵十八局集團海外公司 天津）

一、工程概況

京廣高速鐵路客運專線（簡稱京廣高鐵）是中國運營中的高速鐵路，也是中國第二條高速鐵路。京廣高鐵始于北京西站，經(jīng)過北京、河北、河南、湖北、湖南、廣東到達廣州南站，共36個車站，全長2118 km（實際里程），設(shè)計速度350 km/h，是世界上運營里程最長的高速鐵路。

二、施工技術(shù)方案的選擇

京廣高鐵墩身設(shè)計為雙線矩形空心橋墩和圓端形空心橋墩，砼采用高性能砼，對砼施工的質(zhì)量要求高。尤其是墩身的外觀質(zhì)量，要求線形美觀大方，根據(jù)項目公司強制性要求，墩身采用無拉桿施工技術(shù)。該技術(shù)采用可調(diào)式無拉桿式外模設(shè)計，具有設(shè)計承載力大、無拉桿、精度高、拆裝快捷、使用安全、無腳手架施工等特點。該方案拋開傳統(tǒng)的滿堂支架法和大型工字鋼作背帶的定型鋼模，采用輕便型鋼模結(jié)合桁架作圍帶，經(jīng)過受力檢算，滿足了模板的剛度要求，由大型工字鋼作背帶的定型鋼模300 kg/m2減少到了輕便型鋼模結(jié)合桁架作圍帶的230 kg/m2，減輕了模板的自身重量，利用自身模板桁架作施工平臺不用搭設(shè)外支架，節(jié)省時間。

三、工藝流程

施工工藝流程見圖1。矩形空心橋墩砼施工時，分3次澆筑，承臺頂實體段和空心段一次，墩頂以下2.5 m一次和支撐墊石部分一次。具體分段布置見圖2。

四、模板的設(shè)計和加工

模板的設(shè)計與加工。為滿足客運專線的施工要求，外模采用可調(diào)式桁架無拉桿高精度模板，根據(jù)墩身高度和預埋件位置需求，模板節(jié)高可分幾種規(guī)格，如2.45 m（頂層）、2 m（標準節(jié)）、1.5 m（調(diào)整節(jié)）、1 m（調(diào)整節(jié)）。分外圓弧和直線段模板，模板采用鋼板和型鋼定形加工制作，面板設(shè)豎肋和環(huán)肋，大塊模板整體線形采用桁架式結(jié)構(gòu)和型鋼結(jié)合進行加固，通過外部的桁架和型鋼形成一個封閉的箍圈，從而使自身達到設(shè)計剛度，能夠滿足施工要求。

五、模板安裝和拆除

1.施工準備

（1）操作人員提前進行培訓?；炷翝仓椒ā⒒炷翝仓樞?；混凝土振搗工藝；混凝土拆模強度；接茬處理工藝；養(yǎng)護方案。

（2）在承臺基礎(chǔ)頂面測定中線和十字線、高程，劃出墩身底面位置。墩身施工前，承臺頂部立模位置內(nèi)側(cè)要鑿除表面浮漿，整修連接鋼筋。

（3）鋼筋加工和綁扎。綁扎鋼筋應在模板安裝前進行，先搭設(shè)腳手架，利用腳手架綁扎鋼筋。鋼筋按設(shè)計圖紙及驗標要求，在鋼筋加工場進行鋼筋下料，并加工成型；鋼筋在加工前，首先將鋼筋表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，對彎折的鋼筋進行調(diào)直。依據(jù)圖紙設(shè)計進行下料，彎制加工，并按圖紙鋼筋編號對鋼筋分類編號存放。墩身施工過程中墩身的豎向受力鋼筋與承臺的預埋鋼筋采取雙面搭接焊接，保證焊縫長度滿足驗標要求。

鋼筋綁扎過程中，鋼筋的交叉點應該用鐵絲綁扎結(jié)實，必要時可用點焊焊牢。為保證保護層厚度≥5 cm，在鋼筋與模板間設(shè)置接觸面積小的同強度的塑料墊塊。

圖1 工藝流程圖

圖2 墩身分段澆筑示意圖

下實體段頂層鋼筋網(wǎng)片綁扎采用角鋼或直徑20 mm鋼筋作板凳筋固定底層鋼筋網(wǎng)，對于下實體段上臺的以及下實體超過3 m的墩身，板凳筋采用直徑40 mm鋼管。在下實體上部鋼筋網(wǎng)片上間隔1.5 m左右預留兩個70 cm×70 cm工作孔，待砼澆筑時接近鋼筋網(wǎng)片，將鋼筋恢復原狀并綁扎牢固，封死工作孔。具體位置見圖3。

（4）模板處理。在新模板初次使用前，首先應采用磨光器將模板表面油污、雜物清除，直到模板表面發(fā)光，無暗黑色斑與銹跡為止。然后在模板表面涂刷脫模劑，脫模劑采用TQN－T型脫模劑，保證容易脫模及混凝土外觀美觀。

2.模板安裝和拆除

圖3 內(nèi)模加固示意圖

外模板吊裝高度視吊裝能力并結(jié)合墩身施工分段而定，分節(jié)或大塊板扇用吊車吊裝。安裝底節(jié)模板前，檢查承臺頂高程及外輪廓線，不符合要求時鑿除或用砂漿找平處理，以確保墩身模板位置、標高準確就位。承臺頂面與模板聯(lián)結(jié)面平整，無縫隙，防止水泥漿流失，必要時在承臺與模板接縫處采取砂漿填補空隙（或者采用雙面膠固定1 cm厚聚苯乙烯泡沫板預鋪鋼模板與承臺之間）。模板吊裝組拼時，不得發(fā)生碰撞，由專人指揮，按模板編號逐塊起吊拼接。板縫的處理采用在接縫處夾海綿條或膠帶的方法，保證接縫嚴密、不漏漿，外觀平滑順直。將模板組裝好以后，用豎向鋼管和桁架用鐵絲捆綁連接做成簡易圍籃，在桁架上面鋪設(shè)木板，在模板四周搭設(shè)成簡易工作平臺。拆模時嚴禁使用撬棍猛烈錘擊，防止損壞砼表面和造成模板變形。拆模時用吊車將模板用鋼絲繩牢固連接，松動可調(diào)桁架絲桿，拆除螺絲和斜拉桿。模板拆除后，將模板清理干凈、上油和分層堆碼整齊，層間用方木支墊，避免損傷模板板面。施工中發(fā)生變形的鋼模板，調(diào)校符合要求后方可投入使用。內(nèi)膜部分采用定型鋼模板。施工中采用搭設(shè)整體支撐架的方法固定空心部分模板，步可分5個步驟操作。

（1）綁扎鋼筋至墩頂?shù)菇遣糠趾?，將底部倒角模板、木模加固用兩?0 mm×50 mm×4 mm角鋼、間距50 cm通過螺栓和墩身鋼筋拉緊，同時鋪設(shè)空心段底模和留設(shè)布料作業(yè)孔。

（2）為防止內(nèi)模上浮，在模板頂部設(shè)10 cm槽鋼于外模連接，同時也采用4～6根直徑12 mm的鋼筋穿過內(nèi)模斜拉到承臺混凝土的鋼筋上。立內(nèi)模時為保證砼的壁厚，可采用50 cm長方木，嵌入頂部內(nèi)外模板之間來控制砼壁厚，待砼澆筑至方木位置時將其取出。內(nèi)模模板標準節(jié)段高度可分為1.5 m、1 m、0.5 m。在拼裝模板的同時，在墩身內(nèi)部搭設(shè)井式滿堂支架，腳手架頂部預留30 cm左右的空間，為增加模板和腳手架的整體穩(wěn)定，內(nèi)模采用對拉對撐，腳手架采用6排橫向立桿2排縱向立桿，步距為90 cm×70 cm、層間距為120 cm，用鋼管兩端通過頂托支撐模板，圓弧部分可彎制相同弧度的鋼管對其加固。內(nèi)模直線部分的面板加固采用雙排鋼管間距80～90 cm確保模板整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

（3）待澆筑下實體和空心部分后，拆除內(nèi)模在腳手架上鋪設(shè)方木（10 mm×15 mm），并根據(jù)底模下表面高度調(diào)整頂絲，使方木在同一標高上（標高為底模下表面高度-15 cm-模板厚度）。

（4）底模拼裝在固定好的方木上，并調(diào)平固定，接縫采用海綿條處理，保證澆筑混凝土時不漏漿。

（5）人孔施工采用木模，施工時注意與底模的連接預埋和爬梯。

空心墩砼的澆筑、施工方法與實體墩相同。

六、模板位置調(diào)整

模板吊裝拼接完成后，模板的校正和固定是施工的關(guān)鍵。模板的校正可采用全站儀用極坐標法投點縱、橫十字線進行校合，測量檢查模板的中線、模板各部位尺寸、頂面高程、模板表面平整度和板縫間的錯臺等，并按報檢程序請現(xiàn)場監(jiān)理工程師檢校，當模板組拼成形后，所有螺栓不必擰緊，留出少量松動余地。測量后某一模板前后方向偏斜的調(diào)整通過手拉葫蘆拉至正確位置。通過拉桿的連接作用，把模板固定在設(shè)計的幾何尺寸上，調(diào)整完畢后，擰緊全部螺栓，即可澆筑砼。

七、澆筑混凝土

混凝土使用摻加高效減水劑和粉煤灰的耐久性混凝土，坍落度控制在14～16 cm（輸送泵）。在澆筑現(xiàn)場每隔一段時間對混凝土的均勻性和坍落度進行檢查一次?；炷涟韬喜捎米詣佑嬃堪韬险炯邪韬?，運輸采用輸送車。采用混凝土輸送泵混凝土布料車進行混凝土灌注。澆筑前，先對支架、模板、鋼筋和預埋件檢查，把模板內(nèi)的雜物、積水清理干凈，模板如有縫隙，必須調(diào)整填塞嚴密?；炷翍謱舆B續(xù)澆筑，每層厚度不超過30 cm，且在下層混凝土初凝前澆筑完成上層混凝土。泵送混凝土出料口與澆筑面的距離控制在2 m以內(nèi)。同時注意糾正預埋件的偏差，保證砼密實和表面光滑整齊，無墊塊痕跡。砼澆筑期間設(shè)專人觀察支架、模板、鋼筋和預埋件等的穩(wěn)固情況，發(fā)現(xiàn)松動、變形、移位時，及時處理。

采用插入式振動器振搗密實。插入式振動器移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持10～15 cm距離，且插入下層混凝土5～10 cm，每一處振動完畢后邊振動邊徐徐提出振動器，避免振動器碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。振搗時間一般控制在10～15 s，觀察到混凝土不再下沉、不再冒出氣泡、表面泛漿，水平有光澤時可緩慢抽出振搗器。

八、拆模、養(yǎng)護

1.墩頂面抹面、養(yǎng)生

在混凝土澆筑完成后，對混凝土裸露面及時進行抹平，等定漿后再抹第二遍進行壓光?；炷翝仓瓿跄笙热鲆槐樗缓蟾采w和裹緊土工布和塑料布，采用灑水養(yǎng)生，養(yǎng)護時間為14 d。

2.拆模及砼養(yǎng)護

當混凝土的強度達到6～8 MPa時，表層混凝土與環(huán)境之間的溫差均≤15℃時，方可拆除。模板拆除采用吊車配合，拆除時保護好墩身棱角等易損部位。

混凝土養(yǎng)護采用自然蒸養(yǎng)的方法，墩身模板拆除后，先包裹一層土工布，然后再包裹一層塑料布，塑料布的接縫處采用膠條封閉，再用細鐵絲捆緊，保證要有足夠的水分以及塑料膜無破損、無透氣，養(yǎng)護時間≥14 d。

九、高性能混凝土施工質(zhì)量通病及原因

由于客運專線砼施工采用的是高性能耐久性砼，由于混合料中的各種組分密度差異及多種細骨料混合，當攪拌不均勻、澆筑、搗固工藝不規(guī)范，容易使砼拌和物產(chǎn)生離析、泌水、不均勻體積收縮，砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的裂紋、沙面、水印，不但影響其表面美觀，有的裂紋還可能危及到結(jié)構(gòu)的強度。墩身常見的缺陷主要表現(xiàn)為：沙面、水印、氣泡多；顏色不一致；兩邊對稱裂紋與不規(guī)則裂紋以及表面脫皮。

1.出現(xiàn)沙面和水印

出現(xiàn)沙面和水印的起因與混凝土拌合物不均勻、有離析現(xiàn)象、凝固時間長并與灌筑速度沒有配合好、搗固工藝不規(guī)范有關(guān)。正確的混凝土混合料有效攪拌時間應≥3 min，才能充分拌勻摻合料和發(fā)揮減水劑的作用。如用攪拌輸送車運送混凝土拌合物，途中運輸車攪拌時間不超過30 min，即混凝土拌合物在拌合機的攪拌時間可以縮短，但應≥2 min。泵送灌筑混凝土入模坍落度以14～16 cm為宜。采用插入式振動器其振搗棒距模板應是10 cm，混凝土入模（每層）搗固前應將混凝土拌合物鈀平，并使模板邊周圍的混凝土比中間稍高出10 cm左右，然后再振搗，每處振搗的時間不宜過長，不使混凝土離析。

2.混凝土表面氣泡多

混凝土混合料在攪拌過程中都引進一些氣泡，摻加外加劑也引進一些氣泡，混凝土內(nèi)氣泡含量一般為2%～4%。混凝土灌筑時要求模板要光滑，均勻涂刷脫模劑。混凝土灌筑每層厚30 cm搗固一次，混凝土入模應先鈀平，并使模邊周圍稍高出10 cm再振搗，振動棒距離模板10 cm，點與點之間距離15～20 cm，快插慢拔，每一處的振動時間一般為10～15 s，最多不要超過20 s。在振動過程中氣泡即沿著模板邊向上排出，其速度為2 cm/s。振動過后應用搗固錘或人工踩模邊混凝土，將個別還滯留在模邊的氣泡完全排盡。

3.混凝土表面顏色不一致

一是模板本身有污垢（如鐵銹或涂刷過多的油）；二是混凝土拌合物干稀不勻。模板應清理干凈，涂擦一層薄薄的脫模劑即可，前后灌筑的混凝土拌合物坍落度不均勻誤差控制在±2 cm。

4.構(gòu)筑物兩邊對稱裂縫

一般是灌筑的混凝土面積比較大，用兩個串筒送料，振搗時沒有先鈀平而用振搗器趕漿，致使粉煤灰漿集中形成稀漿與混凝土分離，不均勻收縮且凝固慢，此處稀漿強度很低，稍加有點溫差就容易產(chǎn)生裂縫。要求振搗前應用布料工具將混凝土鈀平后再振搗。

5.混凝土表面不規(guī)則的裂紋

（1）溫差裂紋。內(nèi)外溫差小，出現(xiàn)小縫；內(nèi)外溫差大則會出現(xiàn)較大的縫。這與混凝土內(nèi)溫度高，環(huán)境氣溫、骨料、拌合水溫度以及每立方米混凝土中的水泥用量多少有關(guān)?？刂苹炷聊虦囟葢α芽p，混凝土內(nèi)外溫差≤25℃，最好控制在＜20℃。

（2）混凝土養(yǎng)生降溫方法。內(nèi)降，適用與大體積混凝土施工降溫。方法是在混凝土界購物內(nèi)安設(shè)冷卻水管，但要注意通過水管內(nèi)的水溫與混凝土的溫差≤20℃。外保，適用于混凝土體積不太大，但內(nèi)外溫差較大。灌筑混凝土時，模板外設(shè)保溫層，使混凝土熱量向外散發(fā)時蓄集在模板邊，可減少混凝土內(nèi)外溫差。內(nèi)降加外保，內(nèi)通冷卻水管，外加保溫層。

6.防止混凝土表面脫皮

（1）選用好的脫模劑，涂抹時一定要均勻，不能漏涂。

（2）灌筑混凝土前先將模板面的舊灰渣清除干凈，并涂好脫模劑再灌筑混凝土，避免舊灰渣粘在混凝土面影響光面。

（3）適當晚些拆模，待表面混凝土的抗拉強度增長到大于混凝土面與模板面的粘結(jié)強度才能拆模?；炷帘砻媾c模板面的粘結(jié)強度可根據(jù)模板面的實際情況預先進行拉拔試驗測定，按試驗結(jié)果作依據(jù)進行施工控制。實驗證明，混凝土的抗拉強度約為抗壓強度的1/10，拆模時為不使混凝土表面粘模，則等到混凝土的抗拉強度大于混凝土表面與模板面的粘結(jié)強度時才能拆模。

墊石混凝土施工。墊石混凝土施工方量小，墊石混凝土的模板待墩身混凝土凝固后再架立。在混凝土灌注之前，測量班精確測定墊石的平面位置及高程。特別注意錨栓孔的預留（采用符合尺寸圓木，在澆筑過程中控制圓木的位置，保證其設(shè)計位置符合架梁要求），預留孔影響的鋼筋，可以調(diào)整鋼筋，不可截斷。支座墊石的標高誤差控制在0～-5 mm。

十、結(jié)論

通過墩身施工實踐證明，上述模板、支架的設(shè)計以及混凝土的施工工藝是科學、合理的，取得了良好的效益。