用于重力式码头现浇胸墙的施工工艺

技术领域

本发明涉及桥梁施工中针对大跨度钢结构拱桥的预降施工技术领域，尤其涉及用于重力式码头现浇胸墙的施工工艺。

背景技术

现有技术中，重力式码头施工中，由于沉箱沉入误差，以及施工中胸墙不一定等高等特殊性，使得整个的施工，具有一定的难度，尤其是现有技术中，大多通过简易桁架模板或平面式钢模板构成，导致整个的施工作业进度慢，影响工期。

发明内容

本发明的目的在于提供用于重力式码头现浇胸墙的施工工艺，其通过选用直接拼装形成的大模板等，提高了整个的施工效率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

用于重力式码头现浇胸墙的施工工艺，包括以下步骤：

S1)分层：从上之下，将待施工胸墙分为至少两层，并按照从下至上的顺序，分层施工；

S2)模板安装：以工具式大模板方案按照封层进行模板拼装，包括位于沉箱两侧的内模板和外模板，以及位于沉箱端部的端部模板，模板安装高度部分与沉箱重合，使得模板将沉箱进行包覆；

S3)模板调整：利用端模与内模板或外模板之间的调节组件，调节模板形成的浇筑腔的大小；

和/或通过调节组件，使得端模沿内模板或外模板旋转，使得端模形成倾斜面，以补充沉箱的偏差；

S4)模板浇筑：按照先中间后两边的方式浇筑模板。

进一步地，所述步骤S1)分层中，至少分为四层，且从下至上，每层的厚度逐渐变薄。

进一步地，所述四层分别为基础层、首次调整层、二次调整层以及整平层，所述基础层的厚度大于等于后三层的厚度之和。

进一步地，所述步骤S4)模板浇筑中，还包括分别通过首次调整层和二次调整层进行施工面高度的调整，且首次调整层的调整范围大于二次调整层的调整范围。

进一步地，所述步骤S4)模板浇筑中，基础层选用浇筑方式浇筑，且基础层浇筑后，模板外侧进行填石施工，所述首次调整层、二次调整层以及整平层均采用抛石施工。

进一步地，所述步骤S4)模板浇筑中，具体为下一层的结构施工完成且沉降结束后，再进行上一层的结构施工。

进一步地，所述步骤S2)模板安装中，还包括内模板和外模板的连接，具体为在模板顶面，设置连接内模板和外模板的顶撑梁，同时在顶撑梁上设置操作平台。

进一步地，所述顶撑梁两端设置钢筋限位装置，所述钢筋限位装置包括背对背焊接以形成定位槽的角钢，所述定位槽上安装定位钢筋，且所述定位槽上标记钢筋绑扎位置。

进一步地，所述步骤S2)模板安装中，具体是先安装内模板再安装外模板，最后安装端模，且模板拼接处设置有低发泡聚乙烯板。

进一步地，还包括拆模，具体为：先拆内模板和外模板，再拆端模，内模板和外模板通过若干模板单元拼接而成，拆除时，按照一段内模板一段外模板的方式，间隔拆卸。

本发明的有益效果如下：

本发明中，选用分层的方式进行施工处理，进而能够确保沉降一定阶段后再去施工，进而使得最终的面比较平整，提高了胸墙浇筑的效率，避免了从头去调整的问题。

本发明中，配合调整组件，实现了对于浇筑腔的大小调节，以及在沉箱超出时，通过改变浇筑腔，配合浇筑的胸墙嵌入沉箱的方式，提升整个的精度。

本发明中，利用模板拼装形成较大的空间，同时利用上层的结构，构建成工作平台，进而使得整个的使用更加安全。

附图说明

图1为本发明提供的用于重力式码头现浇胸墙的施工工艺的流程图；

图2为本发明提供的码头胸墙施工用模板的组装图；

图3为本发明提供的码头胸墙施工用模板的断面图；

图中：

100、模板组件；110、外模板；120、内模板；121、混凝土垫块；130、端模；131、拉条；132、装配孔；140、调节块；150、卡扣件；160、支撑架；170、工作平台；180、安装顶撑梁；200、沉箱；210、第一钢筋；220、隔舱；221、第二钢筋。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本实施例中，以某部分涉密项目的实际施工为例，着重介绍工具式大模板在重力式码头现浇胸墙的应用。对类似的胸墙施工及码头工程模板形式的选择有一定的借鉴作用。

一、工程概况

该工程位于平潭港区某金井作业区，其设置1#～5#泊位工程码头岸线建设总长1760m(1#、2#泊位与3#～5#泊位码头前沿线呈110°夹角)。陆域形成总面积84.87万m2。1#、2#泊位建设20000GT客货滚装泊位2个，近期按兼顾2个2万吨级多用途泊位使用。1#泊位岸线326m，2#泊位建设岸线长度276m；3#泊位建设150000GT国际邮轮泊位1个，近期按兼顾1个5万吨多用途泊位使用。3#泊位建设岸线长度384m；4#、5#泊位建设5万吨级多用途泊位2个(结构兼顾10万吨级集装箱船)。4#、5#泊位建设岸线长度661m；工程位于海坛海峡东岸，地处平潭岛西南侧前方海域。距平潭海峡大桥西南侧约3.5km，与金井5000吨级码头距离约2.5km，距平潭城关约12km，全年大于8级的大风达107d，年平均降水量为1192.6mm。全年平均风速8.42m/s，受风浪流影响较大，作业条件较差，特别是现浇胸墙模板安装拆除施工将是最关键的影响因素。

本项目计划的现浇胸墙共计101段，顶标高+9.65m，底标高+2.4m，胸墙总高7.25m(嵌入沉箱40cm)，宽5.5m，为矩形截面。其中1#～2#泊位胸墙段长14.64m，3#～5#泊位胸墙段长19.2m。

二、胸墙施工方案

胸墙及护轮坎拟分4层次施工，第一层高度3.95m(标高+2.4～+6.35m)，第二层高度2.4m(标高+6.35～+8.75m)，第三层(面层)高度0.9m(标高+8.75～+9.65m)，第四层(护轮坎)高度0.3m(标高+9.65～+9.95m)。

这一过程中，分层中，至少分为四层，且从下至上，每层的厚度逐渐变薄。实际施工中，所述四层分别为基础层、首次调整层、二次调整层以及整平层，所述基础层的厚度大于等于后三层的厚度之和。即浇筑或施工中的厚度越来越薄，进而前期的基础打好，后面进行慢慢的平整度调整，尤其是二次调整层，基本确保面层处于较平整的结构上。在分别通过首次调整层和二次调整层进行施工面高度的调整，且首次调整层的调整范围大于二次调整层的调整范围。此时首次调整层调整范围大，此时要求的平整度大于基础层，然后二次调整层的可调整范围或厚度大于首次调整层的可调整范围或厚度。

施工中，基础层选用浇筑方式浇筑，且基础层浇筑后，模板外侧进行填石施工，所述首次调整层、二次调整层以及整平层均采用抛石施工。

具体施工中，下一层的结构施工完成且沉降结束后，再进行上一层的结构施工。比如首次调整层沉降完成后，在进行二次调整层的施工。

三、模板工艺

3.1模板工艺设计需满足的条件

(1)要能抵御平潭恶劣的气候条件的风、浪、流冲击的影响，同时能够满足101段胸墙周转次数的要求；

(2)模板安装、拆除简便快捷，确保趁潮作业有充裕的作业时间；

(3)设置满足模板安装拆除、钢筋绑扎、混凝土浇筑等施工所需要的作业平台；

(4)模板要有满足施工作业要求的安全防护设施；

(5)要能提高胸墙混凝土的外观质量，进一步消除质量通病；

(6)最大限度节约材料，有效降低成本，提高经济效益。

3.2模板工艺设计方案

(1)模板采用工具式大型模板方案。面板采用6mm厚钢板，内横楞采用10#工字钢，间距为50cm，内竖楞采用-40*4扁钢，间距为40cm。桁架内外弦杆采用双肢背对背10#槽钢，腹杆采用50mm*50mm方钢，桁架高0.8m，桁架榀距为1.2m。在模板顶面桁架的腹杆上铺设8*40*100*600钢板网作为施工平台。采用槽钢[10作为栏杆立柱与桁架的外弦杆焊接成整体，确保栏杆安全牢靠。模板安装后，模板上的走道联接成封闭的整体。为施工作业人员提供安全可靠的工作平台。

(2)全套模板共设8块，分别由3块前模，3块后模和南北2块封头模组成。模板间用M24螺栓联接，拼接缝采用契型接口的止浆工艺。结构受力采用拉条加固和法兰螺栓调整，采用50t履带吊配合进行安装和拆卸。

(3)在模板的混凝土浇筑顶标高处上焊接倒趴的L30*3角钢，作为混凝土浇高度的控制线，角钢形成的倒角不仅有利于上一层模板安装接口坡度修正与调整，同时在浇筑混凝土时能防止和消除由于混凝土泌水顺着模板面下渗形成砂斑砂线的缺陷。

(4)在模板顶面设置安装顶撑梁，在顶撑梁两端设置钢筋限位装置，该装置采用2节L50*50角钢背对背焊成间宽22mm的定位槽，在定位槽上通长安装一根直径22mm的定位钢筋，并在其上用红油漆标出钢筋绑扎位置，胸墙竖向钢筋与该定位筋对准绑扎牢固，不仅能加快筋绑扎速度，确保绑扎质量，同时避免在混凝土浇筑振捣过程钢筋产生偏位，确保保护层的厚度的准确。

四、模板施工

4.1模板安装

(1)模板加工成型后在加工场进行试拼和检验。检验合格后用平板车运至现场，采用50t履带吊配合人工进行安装，安装顺序为：先装后模再装前模，最后安装封头模。模板采用法兰螺栓进行加固和调整，前后模板设有Φ24拉条。上下2道，水平距离1.2m。模板间拼缝除设凸鼓锲接外，还增夹设一道厚度5mm的低发泡聚乙烯板，提高止浆效果。

(2)模板安装成型后进行检验，主要检验模板的前沿线位置、标高、内截面尺寸、顶面对角线、坡度、长度、侧向弯曲失高、相邻模板错台、拉条紧固度、前后撑是否牢靠等。并用全站仪复测前沿线位置和高程，安装成型并检验合格具备混凝土浇筑条件的工具式大模板。

(3)模板采用50t履带吊配合人工进行，拉条及联接螺栓松解后进行模板拆吊，拆吊顺序为先前模，再后模，最后拆封头模。将模板吊放在经平整的棱体上进行清理整修和保养。

五、工具式大型模板的实施效果

5.1应用情况

截至到施工开始一段时间，已经完成71段胸墙的浇注施工任务，胸墙外观质量得到明显提高。施工完成后，鉴定码头主体一期工程观感质量评价综合得分率为92.8％。与胸墙施工相关的观感质量评价项目码头面层、迎水面、混凝土结构评价等级均达一级标准。

5.2与以往模板工艺比较分析

以往胸墙模板主要采用平面钢模板和简易桁架钢模板。

表1工具式大型模板与以往胸墙模板经济技术等指标比较

通过上表1的对比分析，经过该项目作业区1～5#泊位码头工程已经是施工完成的71段胸墙的实际使用，取得较好的效果。主要有：

(1)节约成本、经济效益可观。与以往使用的“简易桁架式大模板”相比，可节约成本105.6万元。与“平面式钢模板”相比，可节约成本41.6万元。

(2)工具式大型模板拆装方便，提高工作效率，加快施工进度：本套模板安装和组拼均采用同一种规格的螺栓进行连接，无须电焊和气割，施工操作简单方便，安装一段胸墙模板仅需2个潮水，拆除也仅需1个潮水。确实有效提高施工效率和模板的周转速度。与以往的胸墙模板相比节约时间达到30％。即加快施工进度，降低劳动强度，也提高模板的完好率，增加周转使用次数；

(3)安全可靠：将安全防护栏杆和施工操作平台与模板设计成一个整体。为施工作业人员构造一个安全可靠的施工作业平台，确保施工作业安全；通过一年多的使用，证明整体性好，在平潭的恶劣气候条件的情况下，能正常使用，经得起10级风力及浪流的冲击考验。

⑷有效提高胸墙混凝土质量：通过采用契型拼缝的止浆工艺、角钢倒角的混凝土面高程控制和防泌水渗流工艺、钢筋定位架等。全方面细致的设计，确实有效消除质量通病提高胸墙混凝土的外观质量。

本发明中设计的工具式大模板经过71段次胸墙的周转使用，强度、刚度等各项技术指标均满足要求。设计的模板具有：安全可靠、装拆方便、工效高、成本低、胸墙外观质量得以保证等特点。它的成功为今后类似工程的应用提供了借鉴。

为了进一步进行介绍，下面参照附图2-3，对本发明中应用到的模板进行详细说明介绍，具体包括形成沉箱围挡腔的模板组件100，所述模板组件100的装配高度部分与沉箱200的装配高度重合；

所述模板组件100包括低于沉箱200最高点且包住沉箱200顶部的外模板110，以及装配高度高于外模板110的内模板120；

还包括连接外模板110和内模板120的端模130，所述内模板120或外模板110端部设置有调节块140，所述端模130带动所述调节块140运动，以调整围挡腔的长度，

所述端模130与内模板120或外模板110之间形成调节间隙，所述端模130沿所述调节间隙转动，以实现端模130的角度调整。

本实施例中，模板的装配高度与沉箱的装配高度部分重合，使得模板能够包住沉箱，进而防止沉箱上方浇筑时的漏浆等，提高了使用中的安全性和密封性。

本实施例中，增加调节块，使得内外模板形成的围挡腔的长度得以调整，以满足不同的长度要求，在长度变化较大时，还可以通过选用多个模板单元配合调整单元拼装形成较长的外模板或内模板，此时调整单元内设置加肋板，以确保连接处的稳定性。

本实施例中，设置的调节间隙，使得端模具有一定的可调节性，进而在沉箱施工有误差时，比如沉箱朝外伸出较多时，则可以将端模朝内进行倾斜，进而使得伸出部分的浇筑变少，以满足最终结构的准确性，以及最终的可使用性。即在沉箱跑出来，错位时，导致无法靠窗，进而将端模朝内倾斜，使得浇筑形成的胸腔与设计一致。

实际使用中，一般是通过调整一端的端模，进行整个的调整，可以先调整围挡腔的大小，此时的围挡腔相当于后期的浇筑腔，利用浇筑该围挡腔，实现在沉箱上施工胸腔的结构，在胸墙较长时，可以多次分段完成浇筑。

在一个实施例中，还包括沉箱200上的隔墙，所述端模130上的拉条131通过与隔墙上的第一钢筋210连接，以带动端模130沿调节间隙的角度调整或水平运动。

本实施例中，此时伸出沉箱的隔墙，可以在比如水平方向或垂直方向进行端模的部分调整，比如在水平方向，则是端模上下两端的局部调整，或者中间位置在水平面方向的前后调整，或垂直方向，此时则是在垂直面方向上的上下调整。本实施例中，直接利用现有的第一钢筋，配合端模上的拉条等，实现了整个的浇筑结构的调整。

在一个实施例中，沿所述端模130的长度方向设置若干装配孔132，所述隔墙上设置若干预埋式的第一钢筋210，若干所述装配孔132与所述第一钢筋210的预埋位置处于同一水平线。

本实施例中，设置若干第一钢筋以及若干个装配孔，此时利用这种装配方式，进而可以进行同一水平面的水平以及倾斜调整，以满足端模的倾斜角度调整。相比于设置一个的结构，多个装配孔以及第一钢筋，可以实现多种组合，进而可以进行不同高度不同水平面的调整拉扯，而这些不同的组合，每一种组合都是一个方向的调整，进而使用起来，调整的效果更好。

在一个实施例中，还包括位于端模130外侧的斜撑(图中未示出)，所述斜撑固定于既有建筑上，用于端模130调整中外侧的支撑。

本实施例中，斜撑其实是从外侧对端模进行保护，比如可以选用方钢等，其目的是在进行浇筑等过程中，一旦需要调整端模，则利用斜撑使得端模始终处于有外力支撑的稳定状态。施工中，遵循有拉必有撑的特点，进而可以选用型钢等构成支撑，提高稳定性。

在一个实施例中，所述调节块140为端模130朝外延伸形成的弹性块，所述弹性块卡入所述内模板120或外模板110形成的插槽内。本实施例中，利用这种设置，弹性卡具有一定的弹性，能够决定伸入插槽的多少，进而调整端模与内模板或外模板的距离，以调整整个的长度。

在一个实施例中，还包括分别位于外模板110和内模板120上的第一卡扣部以及第二卡扣部，所述第一卡扣部以及第二卡扣部通过卡扣件150连接。

本实施例中，利用卡扣件使得内外模板连接，进而在进行端模调整时，需要保证内外模之间的间距，可以设置多个卡扣件，扣压住内外模，保证其稳定性。

在一个实施例中，所述沉箱200上朝向模板组件方向留有浇筑空间，以及位于沉箱200内并伸出沉箱的隔舱220，所述隔舱220内的有若干第二钢筋221。

本实施例中，所述外露钢筋以及隔舱浇筑后形成隔墙。实际施工中，沉箱本来是填充填石，此时增加浇筑液，形成浇筑腔，进而将整个的胸腔吃进去，并使其利用浇筑局部镶嵌在沉箱内，可以形成榫头，使其具有良好的连接。

在一个实施例中，所述外模板110与沉箱200在高度方向部分重叠，所述重叠高度至少为20mm。

本实施例中，采样重叠的目的是为了实现沉箱包覆，进而减少漏浆；而重叠的高度在20mm时，不仅能保证模板浇筑后与沉箱的部分镶嵌，而且成本较低。

在一个实施例中，还包括位于端模130底部的支撑架160，所述支撑架160形成倾斜支撑面，使得端模130支撑装配于所述沉箱200外侧。

本实施例中，在进行端模调节中，还需要充分考虑端模底部的支撑，故可以通过预埋在沉箱内的预埋螺栓，进行支撑架的装配，此时支撑架为框架结构，故其高度可以根据框架与螺栓的适配进行调整，进而在调整至合适位置时，在进行框架结构与螺栓的固定装配。现有技术中，端模基本是在隔墙上，但是还可以增加支撑架，混凝土进行调平，此时端模也是要坐在混凝土垫块上，或者在支撑架上设置混凝土垫块进行调整。

为了确保装配，所述内模板120底部设置有混凝土垫块121。

本实施例中，内模板是因为要达到隔墙的标高，故需要增加混凝土块，进行垫平。

参照附图1-2所示，本发明中的模板采用工具式大型模板方案，还包括常规的面板、内横楞、内竖楞等，具体地，面板采用6mm厚钢板，内横楞采用10#工字钢，间距为50cm，内竖楞采用-40*4扁钢，间距为40cm。桁架内外弦杆采用双肢背对背10#槽钢，腹杆采用50mm*50mm方钢，桁架高0.8m，桁架榀距为1.2m。在模板顶面桁架的腹杆上铺设8*40*100*600钢板网作为施工平台。采用槽钢[10作为栏杆立柱与桁架的外弦杆焊接成整体，确保栏杆安全牢靠。在内外模板以及端木安装后，在模板组件顶部上的走道联接成封闭的整体，此时将工作平台170设置于该封闭的整体内，为施工作业人员提供安全可靠的工作平台。

本实施例中，还在模板的混凝土浇筑顶标高处上焊接倒趴的L30*3角钢，作为混凝土浇高度的控制线，角钢形成的倒角不仅有利于上一层模板安装接口坡度修正与调整，同时在浇筑混凝土时能防止和消除由于混凝土泌水顺着模板面下渗形成砂斑砂线的缺陷。

本实施例中，在模板顶面设置安装顶撑梁180，在顶撑梁两端设置钢筋限位装置(图中未示出)，该装置采用2节L50*50角钢背对背焊成间宽22mm的定位槽，在定位槽上通长安装一根直径22mm的定位钢筋，并在其上用红油漆标出钢筋绑扎位置，胸墙竖向钢筋与该定位筋对准绑扎牢固，不仅能加快筋绑扎速度，确保绑扎质量，同时避免在混凝土浇筑振捣过程钢筋产生偏位，确保保护层的厚度的准确。

本发明不仅满足了对于沉箱偏移时的补充，而且实现了大模板的组装，比如可以选用多个模板单元拼接成外模板或内模板，而模板单元之间的连接模板，选用具有多个支撑筋的框架模板，以确保连接处的支撑强度。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。