桥梁墩柱清水混凝土施工工法1

1郑州市三环路快速化工程西三环陇海路互通立交（K7+059.754～K8+626.71）段桥梁墩柱清水混凝土施工工法批准：审核：编写：中国水电路桥郑州市三环路快速化工程BT项目第三项目经理部第六工程处二○一二年九月二十五日2郑州市西三环陇海路互通立交工程桥梁墩柱清水混凝土施工工法中国水电路桥郑州市三环路快速化工程BT项目总承包部1.前言清水混凝土是指直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果，不作其它外装饰的混凝土工程。要求混凝土表面平整光滑，色泽均匀，无碰损和污染，对拉螺栓及模板缝设置整齐美观，无普通混凝土质量通病。陇海路互通立交是郑州市三环路快速化工程中的关键性工程，为三层全互通立交桥，含陇海路主线高架桥、西三环主线高架桥及立交匝道桥。其中南北方向为西三环快速通道，主线高架全长2470m。东西向为陇海路快速通道，主线高架全长1114m。立交匝道共分为ES、EN、NE、NW、WN、WS、SE、SW、JS九条匝道。主要工程内容包括：桥梁桩基、承台、墩身、预应力混凝土连续箱、钢箱梁、防撞墙、铺装层等。本工程桥梁墩柱身采用独柱墩、门架墩等结构型式的现浇钢筋混凝土墩柱，墩柱混凝土强度标号为C40。由于郑州市三环路快速化工程是郑州市交通畅通工程的关键性项目，也郑州市面向全国各地的窗口工程，故规定所有桥梁外露结构混凝土为清水混凝土。为实现这一目标，特编制本施工工法。2.工法特点本施工工法通过改进施工工艺、提高墩柱混凝土外观质量，使其达到清水混凝土免装饰标准要求。墩柱清水混凝土造价比普通混凝土造价提高近20%，但清水混凝土以自然色为饰面，美化了市容市貌和城市环境，总体来说提高了社会效益。3.适用范围本工法适用于郑州市西三环陇海路互通立交工程西三环主线桥、陇海路主线桥及所有匝道桥桥梁墩柱混凝土工程施工。4.工艺原理本工法通过合理进行混凝土模板规划、改善模板制作及安装工艺、选用最佳脱模剂、优化混凝土配合比、提高混凝土拌和及振捣质量、加强混凝土脱模后养护及防护等手段，3消除普通混凝土的质量通病、提高桥梁墩柱混凝土整体观感质量。清水混凝土施工技术的关键是：（1）混凝土配合比设计和原材料控制。新拌混凝土必须有极好的工作性和粘聚性，绝不允许出现分层离析现象。原材料产地必须统一，砂、石的色泽和级配颗粒级配均匀。（2）模板工程。清水混凝土使用的模板必须具有足够的刚度，在混凝土的侧压力下，不得有任何变形，以保证墩身结构尺寸均匀、断面一致和防止混凝土浆液流失。模板表面要平整光洁、板面方正、接缝严密、钢模板周边加工应采用铣边工艺，面板经抛光处理。（3）养护。清水混凝土如养护不当，混凝土表面极易因失水收缩而产生微裂缝，影响混凝土外观质量和耐久性。因此对外露混凝土表面应及时粘贴塑料薄膜进行覆盖养护。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程墩柱清水混凝土施工艺流程见图5-1所示。图纸会审及设计交底制定施工方案及作业指导书向作业层进行技术交底模板加工钢筋下料测量放线基础凿毛脚手架搭设钢筋安装墩柱模板安装墩柱混凝土浇筑混凝土养护脱模成品保护钢筋加工检验批验收模板试拼模板刨光整修涂刷脱模剂混凝土厂家确定混凝土试拌优化混凝土配合比混凝土生产4图5-1墩柱清水混凝土施工艺流程图5.2施工操作要点根据陇海路互通立交桥的施工特点，墩柱主要采用柱顶扩大的板式墩（也称花瓶墩）和双柱墩两种。大部分桥梁墩柱的墩帽和墩身尺寸比较统一，模板可多次循环利用。因此，墩身所使用的模板安排在模板加工工厂制作成组合式定型钢模板。墩柱钢筋在现场搭设的加工棚内制作成型，运至现场绑扎。为确保施工精度，墩柱顶顶支座垫石混凝土预留为二期进行施工。墩柱高度小于12m可采用一次立模浇筑到顶的方法，大于12m采用二次浇筑。墩柱工程混凝土施工前先按设计墩柱要求尺寸浇注试验墩，以验证墩柱模板刚度、平整度和光洁度是否满足清水混凝土施工要求，确定优化后的混凝土配合比和原材料是否能使混凝土保证色泽一致，混凝土振捣工艺、机械设备组合、人员组织方法等是否满足施工需求。试验墩经工程师检验合格后方可正式进行墩身施工。5.3测量放线及施工准备在承台表面测设墩柱控制边线及承台顶面高程，经复核后，弹出墨线作为桥墩施工基准控制线。承台混凝土终凝后达到2.5Mpa强度后，人工凿除承台顶面与墩柱连接处混凝土表面水泥砂浆及软弱层，形成毛面，并用清水冲刷干净。并将预先埋入承台内的墩身钢筋进行扳正、校直、清除附着在钢筋上的水泥浆。墩柱施工前，按设计尽寸要求对模板进行规划设计，确定模板形式、分缝位置、分块大小，并对模板刚度和稳定性进行验算。对已进场钢模板进行试拼、调整和刨光处理。墩柱清水混凝土采用泵送混凝土，浇筑前对混凝土进行试拌，并优化混凝土配合比，原材料按规范要求确定后，不得随意更改。5.4搭设墩柱施工支架和工作平台5.4.1脚手架搭设方案墩柱施工脚手架采用扣件式钢管脚手架搭设，搭设高度10m以下的脚手架采用双排外脚手架，脚手架立杆间排距1.2~1.5m，横杆步距1.5m。搭设高度超过10m的脚手架采用三排外脚手架，脚手架立杆间排距1.2m，横杆步距1.5m。脚手架里立杆距墩柱边5线50cm，顶部工作小横杆间距不大于0.75m。脚手架搭设前，要将施工范围内地面整平夯实，与土质地面接触的部位，要在夯实后采用10cm厚C20混凝土进行硬化处理，局部不能硬化部位脚手架立杆下铺衬一层5cm厚的垫木。墩柱脚手架须环柱进行搭设，互相拉接。在脚手架顶部工作小横杆上满铺竹笆作为工作平台，工作平台周边设高1.5m钢管围栏，钢管围栏立杆间距1.5m，水平向设三道横杆，分布高度分别为50cm、100cm和150cm，围栏底部设18cm高踢脚板，踢脚板外侧涂刷宽10cm45°倾斜黄黑警示漆。脚手架搭设简图如下图所示：5%顺水坡素土夯实木脚手板通长钢制底座安全平网连墙件小横杆大横杆立杆5%顺水坡素土夯实木脚手板通长钢制底座安全平网小横杆大横杆立杆6图5-2脚手架搭设剖面图图5-3脚手架搭设立面图5.4.2盘梯及工作平台搭设方案每个墩柱搭设上人坡道或施工盘梯一座。高度不大于6m的脚手架，可采用一字型斜道；高度大于6m的脚手架，采用之字形盘梯。坡道或盘梯搭设在承台长边一侧，并随脚手架搭设施工采用钢管自下而上同时搭设，盘梯钢管立杆间排距、横杆步距与主体脚手架一致，并通过横杆脚手架钢管可靠连接。盘梯单幅宽度0.75～0.9m，通道坡度为1：1.6，每3m设一个转向平台，宽度不小于斜道宽度。坡道两侧设钢管护栏及木质踢脚板，栏杆高度为1.0m，并在0.6m处设置一道横杆，挡脚板高度不小于180mm。坡道板采用5cm厚木板，木板上每隔30cm设置一根防滑木条，木条厚度为50cm，板头的凸棱处采用三角木填顺。盘梯顶部与柱顶工作平台相通，柱顶工作平台是在脚手架顶部满铺竹笆形成用于通行、放置施工器具和进行混凝土浇筑施工的施工作业场地。作业平台下脚手架小横管加密布置，每块竹笆通过3道10#铁丝捆绑固定在脚手架小横杆上。施工脚手架顶部工作平台外围及靠墩身侧均设置防护栏杆。脚手架搭设时，其顶部内侧及外侧立杆高出墩柱顶部至少1.2m，并在上部设置防护栏杆，栏杆四周悬挂安全警示牌。防护栏杆采用Φ48×3.5mm钢管，用扣件与立杆连接，栏杆的横杆设置两道，上杆离作业平台高度1.2m以上，下杆离作业平台高度0.5～0.6m。71：1.61：1.65cm木板55cm防滑木条,间距30cm5cm木板5cm木板55cm防滑木条,间距30cm5cm木板55cm防滑木条,间距30cm钢管护栏说明：盘梯设在脚手架内，用钢管搭设，盘梯单幅宽度0.75mm，护栏临木踏板位置设宽18cm的木踢脚板。工作平台15cm踢脚板护栏高度大于1.2m图5-4施工盘梯及工作平台搭设立面图5.4.3脚手架稳固保护措施脚手架外排立杆断面必须设置剪刀撑进行稳固。剪刀撑斜杆杆件采用6m规格钢管，从地面直至顶部，全立面覆盖。外观立面目测要求图形大小一致，杆件挺直，交合高度一致。剪九撑斜杆设置的角度应与地面成45°～60°夹角。纵向总距较长的脚手架立面，应取60°夹角为宜。剪刀撑斜杆接长不采用对接扣件连接，应采用搭接连接。搭接距离不小于1m，并用两只旋转扣件牢固连接，扣件距接头位置不小于100mm。接长方向的杆件在被接长的杆件下方叠起。剪刀撑斜杆采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不大于15cm。脚手架外侧面采用绿色密目安全网进行全面围挡，脚手架平面每三层设一道尼龙防8抛安全网。工作平台铺竹笆，人行通道满铺5cm厚木板，通道侧面设木质踢脚板。5.4.4搭设工艺脚手架基础施工完毕后，进行脚手架的整体搭设施工。搭设的标准是：外观必须整体平整，横平竖直、几何图形一致。内侧连接牢固，平坦通顺。施工脚手架根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆及剪刀撑。钢管脚手架的施工程序为：里立杆→外立杆→小横杆→大横杆→安全网→防护栏杆→斜拉杆→连墙杆→竹笆→密目网。脚手架在施工过程中，如遇大门或必须留有施工出入口，需要除去部分落地立杆,原则上可挑空1-2付里外立杆。但需在开口两侧设置人字形斜杆，交合于悬空上部。斜杆应里外各设一付。斜杆的起步应从开口处第二立杆底部设立。脚手架施工过程中及时校正立杆的垂直度和步层大横杆的水平度。保持始终如一的步距、纵距和横距。为了保证脚手架每一立杆均匀受力，立杆与小横杆应作对称设置。所有扣件的螺栓紧固力矩应保持在40—65牛·米范围内。同时要求要求扣件的开口处（即螺栓的拧合处）朝外。里立杆、里大横杆的对接扣件闭合口朝墙内侧方向；外立杆、外大横杆扣件闭合口朝脚手架外侧方向。避免在操作中钩挂作业人员衣裤，酿成事故。脚手架搭设各阶段施工方法如下：（1）立杆每根立杆底部设置底座或垫板，垫板采用5cm厚木板。脚手架下部必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座上皮不大于20cm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不小于50cm。起步立杆先竖里立杆、后竖外立杆程序设立。里立杆保持与建筑物500mm净空距离。平行里立杆向外伸展1200mm～1500mm净距取外立杆位置。以后，按脚手架设计规格，等距离设里外立杆。立杆竖起后，应有临时的拉结或斜撑保护，切勿单独操作，引起脚手架倒塌伤人。立杆接长除顶层顶部可采用搭接外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接。对接、搭接应符合下列规定：①立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于50cm；9各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。②搭接长度不小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于10cm。③立杆顶端高出墩身顶部不小于1.5m，以便在顶部搭设防护栏杆。（2）纵向水平杆纵向水平杆设置在立杆内侧；纵向水平杆接长采用对接扣件连接也可采用搭接；对接、搭接应符合下列规定：①纵向水平杆的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3。②搭接长度不小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。③使用木脚手板时，纵向水平杆应作为横向水平杆的支座，用直角扣件固定在立杆上。(3)横向水平杆横向水平杆的构造要求：主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不大于纵距的1/2；当使用木脚手板时，横向水平杆两端均应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。(4)剪刀撑施工脚手架搭设时，脚手架四周外侧立面均设置剪刀撑。每道剪刀撑跨越立杆的根数为5～7根，宽度不小