“两度三点”工法在桥梁圆柱墩身钢筋保护层厚度控制中的应用

李伟荣

（赣州诚正公路工程监理有限公司，江西 赣州 341000）

某高速公路高架一桥4#-0 和4#-1 墩柱钢筋保护层厚度控制首件工程施工，采用“两度三点”工法工后探测仪测定保护层厚度，基本处于控制状态，合格率可以达到90%以上，远远高于普通工法水准。

通过高架一桥4#-0 和4#-1 墩柱整个工程施工过程来看，所确定的墩柱保护层厚度施工控制“两度三点”工法满足墩柱施工的要求，可以用于后期的墩柱施工。

“两度”是指墩柱钢筋笼竖起原点固定后是垂直的，与水平面成90°；
墩柱模板安装固定后是垂直的，与水平面成90°，使墩柱的浇筑确保了垂直度。“三点”是指墩柱底的中心点，1/2 的圆柱模板中心点，圆柱模板顶端中心点，作业时吊垂线确保钢筋笼保护层达到规定的设计厚度，钢筋笼平面定位必须准确，保证上、中、下“三点”同心，铅垂线必须通过此“三点”。该工法特点是施工简单、操作方便，能够确保钢筋保护层合格率[1]。

如图1（a)、（b）所示，成品后的墩柱外缘AA′与水平面成90°，钢筋笼BB′与水平面成90°。地系梁圆头O 按桩基坐标放点，O′是圆柱模二分之一中点，即为圆柱模板的圆心点，若三点（O、O′、O″）在同心圆上，也在同一铅垂线上，则“三点”的竖坐标相同，均为桩位坐标，浇筑后的钢筋笼和墩柱混凝土与水平面垂直，结构的受力处在良好受力状态（L 为墩柱模板高度）。

图1 钢筋笼施工示意图

4.1 墩柱施工工艺流程

墩柱施工工艺流程如图2 所示。

图2 墩柱施工工艺流程

4.2 操作要点

4.2.1 墩柱钢筋安装制作

（1）钢筋原材料堆放要求

在桥梁施工中，钢筋是不可缺少的原材料，其质量直接影响到桥梁结构的整体质量。同时，钢筋也是一种很容易被腐蚀的材料，加上工程周期长，因此在堆放时，需要严格按照钢筋材料的等级、规格、厂家、使用性能、零部件的使用、生产规格等分类堆放，并同时在显眼处设置相应的标志，供施工人员识别。为了避免钢筋与混凝土黏结的情况发生，避免钢筋的腐蚀对混凝土力学性能的影响，在钢筋堆积制造时必须对现场进行处理。钢筋原材料、半成品应尽快使用，底部应提高防潮性能，应坚固、牢固，避免与油、泥等腐蚀性物质接触，同时采取遮盖措施，防止雨雪冰的影响[2]。

（2）加工工艺和操作方法

加劲箍制作盘直径控制（以1.6m 墩柱钢筋笼制作为例，见图3）。根据施工图纸上标注的箍筋直径，在钢板台座上找一中心点作为圆盘中心，并合理计算圆盘的直径，以外圆直径（138.8cm）作圆，加工成型后的加劲箍外径为144.4cm。然后，进行加劲箍的固定点的制作，其主要在圆盘上的同一圆周上分别按照8cm 的尺寸垂直焊接L12cm、d28mm 的螺纹钢筋。

图3 加劲箍制作盘示意图

在钢筋加工过程中，先将钢筋一头放在加工盘的钢筋上，另一头按照顺时针或者逆时针的方式转动。为了避免出现钢筋悬空而导致加劲箍不圆顺的问题，在加工过程中需要确保钢筋与加工圆盘贴紧。墩柱钢筋笼采用钢筋笼自动滚焊机制作成型，制作长度根据系梁高度而定，加工成型的钢筋笼分节编号，主筋采用滚轮直螺纹套筒连接，分节的钢筋笼进行配对，待加工的钢筋笼固定后，将节段分开再继续加工，此时上下主筋连接主筋标识划线，主筋与环形加强筋焊接时避免烧伤主筋，可将电焊机电流调小，敲除焊渣，防止假焊。

（3）成品及半成品钢筋保护措施

钢筋笼制作完成后，要按照有关要求进行布置，同时要采取相应的防护措施，避免受外界环境的影响，特别是雨水的腐蚀等。吊点应按设计要求设置，不得随意设置，以免影响钢筋笼的应力，避免钢筋变形[3]。

4.2.2 混凝土滚轮垫块定位和安装

成型后的钢筋笼设置高强混凝土滚轮垫块，每2m在钢筋笼周边对称设置4 个混凝土滚轮垫块，混凝土滚轮垫块均匀布设成90°，以确保混凝土保护层的合格率达到90%以上。混凝土滚轮的直径为10cm，即净保护层为5cm，用φ10 的钢筋穿过滚轮中心，两端焊于主筋上，精确控制焊接位置，若在吊装、运输过程中有损坏应当及时补上（见图4）。

图4 混凝土滚轮垫块定位和安装

4.2.3 破桩头

根据桩顶设计标高，把超浇部分的桩头全部破除，采用风镐和空压机破碎，或打断直接吊走，然后整平桩头。

4.2.4 桩头放样

按桩位坐标用全站仪在桩头上放出中心点O，同时报检监理复测合格后在O 点上打钢钉或点红油漆。

4.2.5 定型桩头预埋钢筋

以O 为圆心，将桩头的桩基预埋钢筋扳成喇叭状，预埋钢筋笼顶端应收缩成与墩柱钢筋笼同圆大小，在顶端上口增设N4 加筋箍（N4 为墩柱钢筋加强箍筋），定出N4 加强箍筋点O′，先对称固定4 根焊接于加筋箍上，完全对中后调整、扳直预埋筋，使每根都靠拢加筋箍并固定焊接，再调整、扳直过程中使预埋筋成规圆状态，完成后墩柱钢筋笼进行安装工作。

4.2.6 墩柱钢筋笼运输及安装

（1）钢筋笼的运输

运输过程中防止钢筋笼变形，用紧线机将钢筋笼扣紧在运输车上，防止运输中摇摆打滚。

（2）钢筋笼的吊装

钢筋笼经验收合格后，起重机司机和起重指挥人员必须做好吊装作业前的准备。目前，为了避免钢筋笼在吊装过程中发生弯曲变形，需要在钢筋笼顶部使用I25A 型钢梁，然后借助主副钩和钢丝绳同时将钢筋笼的吊点捆扎起来，主机主要作用在钢筋笼的顶端，辅机作用在钢筋笼的中下部，起吊时不能使钢筋笼下端在地面拖拉，以免造成钢筋笼下端变形。待一定高度后，放小钓，起大钓，将钢筋笼升起、竖直，缓慢摆动对齐预埋钢筋，位置定好后先从一侧焊接几根，再摆动吊车大臂和角度，使钢筋笼准确定位，吊线检查钢筋笼是否垂直，若不垂直调整至垂直，之后将钢筋笼焊接完成，同时吊车不动保持稳定钢筋笼。钢筋笼用吊装设备吊起后，首先要求技术人员根据施工要求用线锤调整钢筋笼的垂直度，确定垂直度后，钢筋笼可缓慢下降，然后将钢筋笼置于桩柱内，通过对称焊接固定与深基础中的预留钢筋连接，重点是四根主钢筋的焊接。最后，根据施工要求对钢筋笼和桩基中心进行二次校核检查。

4.2.7 墩柱模板安装

（1）模板安装

桩系梁浇筑完成后，脱模养生，对桩基顶端重新放样。用全站仪按桩位坐标放样，中心点为O。O 点打钢钉，以O 为圆心，以墩柱半径R 对称作装模的圆弧线，此圆弧即为墩柱模板安装线，装模时不能偏移轮廓线。墩柱模板分两片拼装，拼装高度至柱系梁底部，先起吊一片，竖直靠拢钢筋笼，模板内线紧靠圆弧线，定位和竖直后，用铁丝绑扎稳在钢筋笼上，吊起另一片，两片双向靠拢，纵向公母缝对齐，用高强螺丝将两片模板扣紧（注：安装前纵向、横向接缝双面胶已贴好）。模板分片安装合龙后，进行吊垂线对中工作，具体方法如图5 所示。

图5 三点同心控制及柱顶钢筋定位

在模板顶端定出柱模中心点O″（用φ10 钢筋十字架摆于柱模顶端，十字架中心至柱模内缘的距离相等，用钢卷尺量，移动十字架）并固定。用同样的方法在1/2 模板处定出模板中心点O′并固定。

从O″点吊垂直线至O 点，若“三点”在同一铅垂线上，说明墩柱模板已垂直，可以用缆风绳对称固定，模底用铁片垫平，模板顶端用四根短钢筋进行固定，防止浇筑过程中钢筋笼进行摆动；
若“三点”不在同一铅垂线上，则进行调整，方法是用千斤顶支顶底部某点，增加缝隙，用铁片垫起，用相同的方法检验校正其他面，直至“三点”在同一垂线上。在安装模板校正过程中，作业工人要进入模板内的底部查看吊线锥是否居中，需从模板外爬到模板顶，再从顶部内下到底部，必须系好安全绳、保险带。

（2）检查保护层

模板安装、校正、加固稳定、底部砂浆塞缝后对钢筋保护层进行检查，用钢尺量保护层厚度，上下四个面都要仔细检查，确保钢筋混凝土结构保护层厚度在钢筋安装过程中合格率达到90%以上，这时钢模安装自检完成，经监理验模后浇筑混凝土。

（3）混凝土浇筑

下串筒至离底部1m，每节串筒必须连接好；
钢模顶端架设好下料斗，料斗口接串筒，同时在钢模顶安装安全操作平台。检查混凝土的匀质性和坍落度，观察混凝土的黏聚性和保水性，确保混凝土质量符合相关的浇筑要求。混凝土下料堆积高度至1.0m 时，停止下料，耙平后振捣。相邻两插入点间的距离不超过作用半径的1.5 倍，振捣持续时间20～30s，根据“快插、慢拔”的振动原理，避免混凝土表面致密但下层分离、拉杆过快造成孔洞的现象，上层混凝土在下层混凝土完全振动前不能浇筑，振捣器应插入下层混凝土5～10cm，振捣器不能停止，直到混凝土表面有少量漂浮泥浆，不再产生气泡，在无渗漏、振捣过度的现象发生期间，确保所有振捣工作完成前的初始设置，避免影响混凝土的整体质量。

（4）混凝土的养护

混凝土拆模后，施工人员需要对混凝土开展养护工作。通常采用湿布或者塑料薄膜对混凝土进行包裹养护，同时适当进行喷水保湿，并做好隔离防护，并且将蓄水桶放置到墩顶进行滴漏养护，养护时间不得少于一周。

综上所述，“两度三点”工法作为当前桥梁工程施工中一项重要的施工工艺，在提升桥梁施工质量方面发挥着重要作用，其适用于圆柱形墩柱施工（不同的墩柱的直径大小均可适用）、下墩柱施工（桩系梁至柱系梁）和上墩柱施工（柱系梁至盖梁底）等作业过程中。随着科学技术的创新发展，“两度三点”工法必然能够发挥更大的功能作用。