高桩码头工程大型墩台模板施工技术

高桩码头工程大型墩台模板施工技术

王亚东

王亚东

（中交一航局第三公司工程有限公司）

【摘要】主要介绍广东珠海LNG一期工程码头工程大体积墩台的模板施工技术。

【关键词】大体积墩台；反吊系统；侧模

1、工程概况

广东珠海LNG一期工程码头工程大型钢管桩支承墩台为现浇C40钢筋混凝土结构，钢管桩伸入墩台1倍钢管桩桩径。墩台的尺寸及桩间距如表1所示。

表1大型墩台情况一览表

2、施工工艺

2.1墩台底模设计与安装

2.1.1底模设计

本工程墩台分二层浇注,第一层为80cm,第二层为120cm。根据混凝土分层厚度,进行受力计算选用底模系统所用材料,底模系统计算主要包括以下几个步骤:

（1）选定施工方案

采用反吊系统在钢管桩上搁置横担用拉杆反吊底模,底模主梁采用双拼Ι40a工字钢。底模结构断面图如图1所示。

图1底模反吊系统示意图

（2）受力计算

底模系统计算主要使用以下步骤：

混凝土浇筑分层验算→主梁强度及刚度、稳定性计算（主梁上的主要荷载有：主、次梁自重、底板重量、钢筋重量、第一层混凝土重量、倾倒及振捣混凝土产生的垂直力、施工人员及施工机械荷载和侧模板重量）→次梁计算→扁担梁及吊杆受力计算经过计算。反吊底模系统材料选用如下：

主梁：主梁采用双拼Ι40a工字钢（两型钢之间的拼缝根据所选吊底螺栓的大小确定）。

次梁：次梁采用Ι22a工字钢，间距40cm。

横担：横担采用双拼Ι30c工字钢。

面板：面板采用80mm×80mm木方间距100mm布置，上铺钉18mm厚竹胶板。

2.1.2底模制作与安装

在桩顶挂吊篮作为施工人员操作平台，横担梁摆放到位后施工人员摘掉吊具，然后用Φ16圆钢“U”型卡卡主横担梁，并与桩内壁焊接固定，防止一侧主梁固定后横担梁倾斜。横担梁两端距端部15cm处设Φ32mmPSB830精轧螺纹钢作为吊底螺栓。吊筋两端预留长度10mm，垫片采用Q345钢板（废桩头制作），垫片中间钻Φ35孔，每根吊筋两端锁精轧螺纹钢专用连接器（符合GB/T14370）。吊底螺栓外套Φ100mmPVC管（一方面可以将螺栓周转使用，另一方面可以作为拆底预留孔）。

主梁采用双拼Ι40a工字钢，缀板为240×120×10mm钢板，间距2m。主梁需要连接时同一根主梁连接处严禁在同一断面。主梁拼缝需坡口满焊，然后双面采用800mm（长度）×370mm（宽度）×10mm（板厚）连接板焊接。

吊安主梁时，先将主梁首尾两端吊挂在扁担梁上，安装完两端吊底螺栓后拆除吊挂钢丝绳，测量配合，施工人员用手扳葫芦调整主梁，然后补齐中间吊底螺栓。由于桩基存在平面扭角，与主梁之间不可能紧贴，因此基桩与主梁之间用木楔子垫实。

在主梁面按照间距400mm（内边间距）设Ι22a次梁，次梁摆放时应避开主梁缀板，避免次梁高低不平。次梁的长度应根据主梁排架间的跨度选择，保证次梁端部均搁置在主梁上。次梁与主梁点焊连接，点焊时同一根次梁均点焊同一侧下边缘，以利于次梁拆除。

铺底楞为80×80mm方木格栅，间距100mm（内边间距），用14#铅丝与次梁捆绑固定。上铺钉20mm厚竹胶板（铺设范围55m×28.5m），作为底模。

底模与桩、竹胶板之间拼接应紧密，用3mm厚宽10cm三层板铺钉在缝隙处。底板四周沿模板边线钉50×50mm三角木条，三角条下压海绵条止浆，三角条侧面钉Φ25mm塑料软管止浆。

底模安装完成后进行标高复测,对偏差超出允许范围进行调整,并对底模系统进行检查,确保底模安全可靠。

2.2侧模设计与安装

2.2.1侧模结构形式

侧模是保证混凝土外观质量的关键，既要满足强度、刚度和平整度，还应便于吊装、拼组重复使用，因此，侧模采用轻型钢模板。根据墩台结构尺寸确定单片模板尺寸；面板采用5mm冷轧板，[8@600mm作为横向加劲肋，∠50×50×5@300mm作为纵向加劲肋，外侧间距@1000mm设纵向[8背带。

2.2.2侧模安装

墩台混凝土采用分层浇筑的工艺，根据分层的厚度在模板上焊接限位铁三角，侧模底口利用同一根底层钢筋两端各焊接螺栓对拉固定，且在钢管桩周围的对拉螺栓应与钢管桩焊接牢固，上口与就近钢桩对拉，模板边安装边对正找直，单片模板正位后，内侧用钢筋将模板竖背带与钢桩顶焊接牢固，防止浇筑过程中模板外倾。

浇筑完第一层混凝土后，即拆除底模，侧模板靠模板与混凝土之间的磨擦力固定于墩台上，拆底模前必须将侧模底口螺栓重新拧紧。

2.3墩台底模拆除

底层混凝土浇筑完毕，待强度达到设计强度100%时方可开始底模板拆除。底模板拆除后，侧模板靠与混凝土之间的磨擦力固定在墩台上，拆底模板前必须将侧模板底口螺栓重新拧紧。

（1）用钢丝绳一端套入主梁下横担Φ36圆钢上（底模支立时钢丝绳一端套入横担圆钢后，将圆钢与主梁底部点焊，另一端通过Φ100mm预留孔外露在外），另一端通过5t手拉葫芦挂在墩台顶面预埋Φ20拉环上，随后手拉葫芦将钢主梁拉紧。同样方法将每组所有主梁均在基桩处用2个手拉葫芦拉紧。

预埋拉环随主梁布置，埋入方向与拉索方向基本一致。

（2）专人统一指挥，多人同时缓慢松动手拉葫芦，让底模在重力作用下缓慢平稳下放，下放前在钢丝绳上做好标尺，确保下放步调一致，当底模下降到距离墩台底1.5m时停止下放同时固定好手拉葫芦。底模下放过程中，下面严禁有任何作业人员或工作船通过。

（3）工作人员进入下放的底模，底板木模与次梁同步由陆侧向海测拆除，底板打捆利用吊机从边缘起吊。用撬棍将次梁上的焊点松动，然后将次梁捆牢由吊机带劲顺底木模滑至墩台边缘，方驳吊机吊起放在运输方驳上。

（4）施工人员将主梁在海测开孔处连接吊具，由吊机带劲后，工作人员将自制自动脱钩一端与吊底钢丝绳相连，另一端通过钢丝绳与手拉葫芦相连，手拉葫芦挂在预埋拆底拉环上，待此手拉葫芦带劲后，松开原吊底手拉葫芦和钢丝绳。施工人员用小锤将自动脱钩打开，主梁即可落入水中。方驳吊机后移吊起放在运输方驳上。

图3自动脱钩安装图

3、工艺实施效果及体会

（1）侧模采用大片钢模板，钢度大，拼组方便，对保证混凝土外观质量起到了很好的作用，同时利用侧模与混凝土之间的摩擦力来支承侧模自重保证后续混凝土浇筑，取得了成功。在选择侧模底口螺栓时除了满足混凝土浇筑过程中侧压力的要求外还应该满足：N模板＜αμnT

式中：N模板———单片模板自重；

α———安全系数；

μ———钢与混凝土之间的磨擦系数；

n———单片侧模板底口螺栓个数；

T———单个底口螺栓设计拉力。

（2）吊底螺栓选用精轧螺纹钢较普通螺栓重量降低，方便安装。

（3）吊底螺栓外套ф100mm塑料管，浇筑完第一层混凝土即拆除底模，吊底螺栓、吊架、底模均可重复使用，提高了施工材料的周转效率，降低了施工成本。

（4）用手拉葫芦下放底模的施工工艺，既降低了施工材料的损耗，又保证了拆底的安全。

（5）自制自动脱钩的使用，加快了底模拆除的速度，很好的解决了生产与安全的矛盾，可充分调动施工人员的积极性。

（6）本工程墩台施工投入方驳吊机2艘，运输船2艘，模板配置时充分考虑各墩台的周转使用，减少模板修改量，墩台施工均如期完工。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通部，JTJ202-2011,水运工程混凝土施工规范，北京：人民交通出版社，2011.

[2]孔宪雷，大型构件的模板设计，水运工程，1995（2）：41～42.