墩柱施工工艺及质量控制要点

墩柱施工工艺及质量控制要点

一、简介 墩柱 ，即土木工程中用于承载上部结构物的下部承重物。墩柱截面多为圆形，也有椭圆形、方形、曲线形、抛物线形等异性墩柱。在公路桥、铁路桥、人行道等桥梁、立交桥、匝道桥、天桥等工程中是重要的组成部分。 2.1 空心墩 2.1.1 施工流程 京 沈京冀客专Ⅶ标段( DIK118+491 ～ DK147+996.28 )桥梁工程的空心墩均采用塔吊翻模施工，塔吊的悬臂长度不小于 30m ，每台塔吊可以为两墩的施工完成垂直运输任务。模板按最高墩的高度 36.5m 来设计，墩身模板 19 节，每节高度 2.0m 。除整节段外，根据墩高，不足 2.0m 的设调整节。第一次浇筑 4.5 ～ 7.5m ，以后每次浇筑 4m 。 二、施工程序及流程 2.1.2 空心墩 施工 程序 施工准备→测量放样→清理基础顶面→搭设钢管支架、工作平台→绑扎首段墩身钢筋→安装首段墩身模板→浇筑首段墩身混凝土→搭设钢管支架、工作平台→绑扎第二节段钢筋→拆除首段模板、安装第二节段模板、砼养护→浇筑第二节段砼→ ( 循环施工 ) →搭设墩顶钢管支架、工作平台→绑扎墩顶钢筋→拆除墩顶上一节段模板、安装墩顶段模板、砼养护→测量放样→绑扎支座垫石钢筋→浇筑墩顶砼→砼养护→拆除模板、支架。 二、施工程序及流程 空心墩 施工工序图 2.2 实心墩 2.2.1 施工流程 墩身高度小于 15m 时，墩身混凝土一次浇筑成型。施工程序为：施工准备→测量放样→清理基础顶面→搭设钢管支架→绑扎墩身钢筋→安装墩身模板→测量放样→绑扎支座垫石钢筋→浇筑墩身混凝土→墩身养护→拆除模板、支架→墩身养护 。 二、施工程序及流程 墩身高度小于 15m 时，墩身 施工工艺流程 图 墩身 高度大于等于 15m 时，墩身混凝土分两次浇筑成型。施工程序为：施工准备→测量放样→清理基础顶面→搭设钢管支架、平台→绑扎首段墩身钢筋→安装首段墩身模板→浇筑首段墩身混凝土→首段墩身养护→清理首段墩身顶面→搭设钢管支架、平台→绑扎终段墩身钢筋→安装终段墩身模板→测量放样→绑扎支座垫石钢筋→浇筑终段墩身混凝土→墩身养护→拆除模板、支架→墩身养护 。 二、施工程序及流程 墩身 高度 大 于 等于 15m 时，墩身 施工工艺流程 图 3.1 测量放样 对墩身角点位置进行放线，人工粗校各角点间距离。位置确定后用墨线精确弹出各边立模控制线。距离立模线外 50cm 弹出 4 条墨线以便检测复核模板偏差。 3.2 清理基础顶面 为 保证墩身与下部结构物承台结合良好，对于下部承台、基础施工时凿毛不到位或没有处理到的地方，重新进行凿毛（避免破坏墨线），直至墩身范围内符合要求为止，凿毛后的混凝土面用水冲洗干净。 3.3 搭设 钢管支架 确定 支架每根钢管位置，钢管间距 0.8m ，并弹墨线保证钢管距离墩身距离相等，以免脚手架扭曲失稳。前后、左右方向至少两排，并且每排的竖向断面上必须设斜向抗剪钢管。脚手架高度宜高出模板顶 1.5m ，并设置施工平台，施工平台需加强防护，保证施工安全 。 三 、施工工艺 脚手架示意图 3.4 绑扎 墩身 钢筋 所用钢筋均应有制造厂家的质量保证书和出厂合格证，按规定对钢筋进行抽样检查，其技术要求应符合现行国家标准的有关规定。 钢筋在钢筋场加工严格按照规范规定及图纸尺寸集中下料（主筋下料前先确定承台上墩身预埋筋的长度，下料长度应减去该部分；如果采用搭接焊，下料时考虑搭接长度）、加工，加工好后运往现场按图纸要求进行绑扎。 钢筋绑扎时可利用搭设的脚手架，以便于钢筋绑扎，脚手架采用钢管搭设。绑扎宜先用箍筋每隔2m从下至上将主筋按图纸尺寸进行定位，再从下至上逐根绑扎箍筋，使整个墩身钢筋骨架结构满足要求。绑扎箍筋时注意每根主筋应顺直，间距符合设计及规范要求。同时增设垫块，引接综合接地钢筋至墩顶。垫块应与钢筋扎紧，并相互错开，以保证钢筋砼保护层厚度符合设计要求。垫块采用同标号混凝土预制块，数量不小于每平方米4块 。 三 、施工工艺 墩身 主筋纵向采用套筒连接时，应提前对主筋丝口、丝口长度、端部平整情况、套筒强度、套筒丝口等内容进行严格检查，不合格的决不能使用。 墩身主筋采用焊接时,优先考虑纵向搭接双面焊。焊接时特别注意要保证两根主筋轴线处于同一直线，接头处的弯折角度偏差不大于4度，且轴线偏移不超过0.1倍钢筋直径同时不大于2mm。 现场钢筋安装时应保证箍筋与主筋垂直，箍筋弯钩的叠合处沿柱高方向交错布置，且位于箍筋与竖向主筋交接点上。 墩帽钢筋分层进行绑扎，绑扎要求核对每层钢筋型号和钢筋位置，绑扎必须牢固，圆弧位置必须加设不低于墩身强度的混凝土垫块。绑扎过程引综合接地至墩顶，并按要求位置布设吊篮螺栓、接地端子和支座螺栓预留孔等预埋件。 试验室应对钢筋焊接头按规范规定的频率进行抽检。 三 、施工工艺 三 、施工工艺 3.5 安装 墩身模板 墩身模板采用大块定型整体桁架钢模板，模板间采用螺栓连接。立模前，应对模板彻底除锈，并完成涂刷脱模剂等工作。模板安装前应进行试拼，检查合格后，对其进行编号存放。墩身模板必须与承台或基础顶面密封，封闭材料不得侵入墩身。立模时，注意模板内侧与墩身边线重合，模板角点与墩身角点重合，模板间相互密合，并不得有错缝出现；一层模板立完后，采用水平尺、垂线、水准仪等方法校正垂直度，达到要求后，方可立下一层，以免问题累积到最后无法处理。 最上一层立模完成后，应对模板的垂直度、平整度、错台、拉筋和螺栓的连接牢固程度以及支架的稳固性等进行检验。符合要求后，四周拉紧揽风绳，揽风绳下部地锚固定。拉杆穿过墩身的部分应外套 PVC 管，以便拉杆拆除、倒用 。 三 、施工工艺 模板加固示意图 三 、施工工艺 3.6 垫石 测量放样 墩身模板安装完成后，进行支座垫石钢筋预埋位置的测量放样，在墩顶钢筋上面做好支座垫石位置的标记。 3.7 支座垫石钢筋预埋 根据测量队放出的支座垫石位置进行钢筋的预埋，钢筋绑扎完成后对垫石钢筋的位置及标高进行复核，达到设计要求后方能进行下一步工序。 三 、施工工艺 3.8 浇筑 墩身混凝土 3.8.1 砼制备 搅拌混凝土前，应测定粗、细骨料的含水率，及时调整施工配合比。每工班至少抽测一次，雨天应增加抽测次数。 混凝土搅拌在拌和站集中搅拌。严格按照批准的施工配合比准确称量砼原材料，其最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料等）为± 1% ；外加剂± 1% ；粗、细骨料± 2% ；拌合用水± 1% 。 砼原材料计量后，宜先向搅拌机加入骨料、水泥和矿物掺合料，搅拌均匀后加水和液体外加剂，直至搅拌均匀为止。粉体外加剂应与矿物掺和料同时加入。水泥的入机温度不应大于 70 ℃。自全部材料装入搅拌机开始搅拌起，至开始卸料时止，砼搅拌时间不应少于 2min 。 三 、施工工艺 3.8.2 砼运输 采用大方量搅拌车运输砼，运输过程中，确保砼不发生离析、漏浆、严重泌 水、坍落度损失过多等现象；运输过程中宜以 2 ～ 4r/min 的转速搅动；到达现场时，应高速旋转 20 ～ 30s 后再将砼送入泵车受料斗。 3.8.3 砼浇筑 浇筑混凝土时，应设专人检查模板、钢筋、沉降观测点及预埋部位的位置和保护层的尺寸，确保其位置符合设计要求。同时应检查模板及支架系统稳固状况，发现问题及时采取相应措施进行处理。 浇筑墩身混凝土时，脚手架、工作平台等不得与模板、支架连接，必须相互连接时，须经特殊设计计算，确保在混凝土浇筑过程中模板支架不发生位移及变形。模板支架的支撑部分应支于可靠的地基上，必要时应设置防、排水设施。 三 、施工工艺 砼采用泵车施工，罐车将砼送入其料斗，泵车将砼泵入墩身，完成砼浇筑。砼从高度自由下落的高度不宜超过 2m 。当倾落高度超过 2m 时，应采用串筒进行混凝土浇筑。串筒出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过 1m 。 墩身混凝土的浇筑应在整个截面内按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。分层应保持水平，分层厚度按 30cm 控制。 混凝土采用机械振捣，振捣器应缓慢自然垂直插入混凝土中，避免触碰模板、钢筋、管道、预埋件。振捣器与模板间距为 10-20cm 。振捣器插点应均匀排列，插点距离如图 5 所示，不应大于振动作用半径 (R) 的 1.5 倍，振动作用半径一般为 30-50cm 。振捣过程中将振捣器上下抽动，并插入下层混凝土内 5-10cm ，使混凝土上下层结合密实。当混凝土表面呈水平及出现浮浆并将模板边角部位填满、不再显著下沉及出现气泡时停止振捣。混凝土振捣完毕，振捣器应缓慢拔出，以便插孔闭合不留空隙。 三 、施工工艺 混凝土振捣完成后，应及时修整、抹平混凝土裸露面，待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。 在混凝土施工缝处连续浇筑新混凝土时，应凿除已浇筑混凝土表面的水泥砂浆和松弱层，凿毛后露出的新鲜混凝土面积不低于总面积的 75% 。人工凿毛时，混凝土强度不低于 2.5MPa ，使用风动机等机械凿毛时，混凝土强度不低于 10MPa 。经凿毛处理的混凝土面应用水冲洗干净，但不得存有积水。 三 、施工工艺 振捣器插点距离示意图 3.9 墩身 养护 在混凝土浇筑完毕后 1h 内对混凝土进行保温保湿养护。露面混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少两遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。 混凝土拆模后，可采取浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护，也可在砼表面处于潮湿状态时，迅速采用土工布将暴露面砼覆盖或包裹，再用塑料布将保湿材料 包裹。 包裹期间，包裹物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠。养护期间，养护水温与混凝土表面温度之差不得大于 15 ℃。 当环境温度低于 5 ℃时，禁止对混凝土表面进行洒水养护，应采取保温、保湿养护。 混凝土养护期间，应进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表面温度以及环境的气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求。 三 、施工工艺 3.10 拆除 模板、支架 根据天气条件、温度和同条件养护试件砼强度的结果来综合确定拆模时间。应遵循以下几个原则：砼同条件养护强度不小于 2.5MPa 且保证表面及棱角不因拆模而受损；芯模或预留孔洞的内模应在混凝土强度能保证墩身和孔洞表面不发生塌陷和裂缝时，方可拆除；拆模时混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，混凝土内部开始降温以前不得拆模；拆模温度的控制，控制砼内部与表面、表面与环境的温差不大于 20 ℃，气温不得低于零度；拆模前应仔细检查模板的约束条件是否彻底清除，是否做好场地准备、养生材料准备等；注意大风及气温有急剧变化的情况下不可以拆模；在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。 为保证脚手架拆除中的稳定性，拆除脚手架必须完成下列准备工作：全面检查脚手架，重点检查扣件、支撑体系等是否符合安全要求；根据拆除现场的情况，设围栏或警戒标志，并有专人看守；清除脚手架上留存的材料、电线等杂物及地面障碍物。 三 、施工工艺 脚手架的拆除应符合下列要求： （ 1 ）拆除脚手架必须有专人指挥，参与拆除的人员应注意动作的配合和协调，在拆除过程中不宜中途换人，不得单人拆除较重杆件等有危险的构配件。必须由上而下逐层进行，严禁上下同时作业。 （ 2 ）拆除顺序应是后搭设的部件先拆，先搭设的部件后拆，严禁采用推倒或拉倒的拆除做法。 （ 3 ）拆脚手架宜一步一清，分段拆除时高度差不应大于 2 步，如高差不得已大于 2 步，应采取临时固定措施。 （ 4 ）拆剪刀撑和纵向水平杆时，应先拆除中间扣件，后拆两端扣件。拆除扣件时，应有防止杆件突然坠落的措施。 三 、施工工艺 3.10 墩身 观测 标预 埋 三 、施工工艺 沉降 标施工步骤：墩身钢筋绑扎→组装沉降标预埋件和标牌→预埋件口盖上防尘盖→利用墩身钢筋和锚固钢筋孔定位沉降标预埋件→浇筑墩身混凝土→拆除墩身模板→拆除防尘盖→安装连接头→利用接头锁紧块和连接接头销钉固定连接头→拆除标牌贴膜→墩身沉降标安装完成。 实心墩： 当 墩全高大于 14m 时 ( 指承台顶至墩身垫石顶 ) ，需要埋设两个观测标；当墩全高小于等于 14m 时，埋设一个桥墩观测标。 空心墩 ： 需要 埋设两个观测 标。 桥墩 观测标一般设置在墩身高出地面或常水位 0.5m 左右。 墩身 全高大于 14m 时， 观测 标预埋示意图 墩身 全高小于等于 14m 时， 观测 标预埋示意图 4.1 质量控制 钢筋 绑扎按图施工，要求牢固、准确，注意检查保护层厚度，应从下至上检查，垫块设置应适当，绑扎须牢固，防止浇筑过程中掉落。 为 保证墩身的外观质量，采用正规的脱模剂，严禁使用废机油或柴油作脱模剂。模板应有足够的刚度，以防混凝土浇筑时产生明显扭曲和变形。模板拼装后应平整圆顺，接缝严密、光滑，不漏浆。支立模板时应支撑牢固，锚系拉力平衡均匀，保证模板支立稳固，不位移、不倾斜。检查模板时，应检查模板垂直度、模板几何中心与墩身的设计中心、外形尺寸、模板稳固程度。 混凝土浇筑 时，如浇筑高度超过 2m 时应配串筒下料，防止混凝土直接倾倒产生离析而影响质量。如因钢筋较密无法配置串筒时必须对混凝土泵车前端软管进行加长，分层浇筑，合理振捣。混凝土浇筑前应对振捣工进行岗前培训，确保砼的内实外光 。 砼 浇筑结束后应及时养生，养生措施依照外界气温而定。正常气温时要求覆盖或裹覆后洒水。冬期施工时按冬期施工要求办理。 四、质量控制及检验 4.2 质量检验 四、质量控制及检验 序号 名称 允许偏差（ mm ） 检验方法 1 受力钢筋全长 ± 10 尺 量 2 弯起钢筋的弯折位置 20 3 箍筋内净尺寸 ± 3 钢筋加工允许偏差和检验方法 墩身的允许偏差和检验方法 序 号 项 目 允许偏差（ mm ） 检验方法 1 前后、左右距中心线尺寸 ± 10 测量检查每边不少于 2 处 2 表面平整度 3 1m 靠尺检查不少于 5 处 3 相邻模板错台 1 尺量检查不少 5 处 4 预埋件和预留孔位置 5 纵横两向尺量检查 四、质量控制及检验 钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法 序 号 名 称 允许偏差（ mm ） 检验方法 1 受力钢筋排距 ± 5 尺量，两端、中间各 1 处 2 同一排中受力钢筋间距 柱 ± 10 3 分布钢筋间距 ± 20 尺量，连续 3 处 4 箍筋间距 绑扎骨架 ± 20 焊接骨架 ± 10 5 弯起点位置（加工偏差± 20mm 包括在内） ± 30 尺量 6 钢筋保护层厚度 +10 -5 尺量，两端、中间各 2 处 墩身混凝土允许偏差和检验方法 序 号 项 目 允许偏差（ mm ） 检验方法 1 桥墩平面扭角 2 ° 测量检查不少于 5 处 2 表面平整度 5 1m 靠尺检查不少于 5 处 3 预埋件和预留孔位置 5 测量检查 谢 谢 !