胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝淺析
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摘要：胸墻傳統(tǒng)施工工藝為現(xiàn)澆施工，水面以下乘潮現(xiàn)澆。本文以某護(hù)岸改造工程胸墻為例，介紹了胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的創(chuàng)新施工工藝，本工藝適用于設(shè)計(jì)底標(biāo)高位于施工水位以下，導(dǎo)致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：施工工藝；胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合
一、前言
胸墻是水運(yùn)工程中的常見(jiàn)主體結(jié)構(gòu)，它構(gòu)成船舶系靠所需的直立墻面，擋住墻后回填料，承受作用在碼頭上的各種荷載，并將這些荷載傳遞給基礎(chǔ)和地基中，此外，胸墻還起著將墻身構(gòu)件連城整體的作用。其位置一般位于水位變動(dòng)區(qū)，因此常規(guī)鋼筋混凝土胸墻施工主要采取乘潮施工的方式進(jìn)行分層分段現(xiàn)澆施工，即在低潮時(shí)進(jìn)行底層胸墻的鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑和拆模作業(yè)，通過(guò)合理安排乘潮時(shí)間，確保在潮位再次上漲時(shí)，混凝土已經(jīng)澆筑完畢并初凝。隨著近年來(lái)對(duì)碼頭使用功能需求的提高，胸墻的標(biāo)高范圍也越來(lái)越大，部分工程的胸墻底標(biāo)高已接近甚至低于設(shè)計(jì)低水位。使胸墻底層施工段的乘潮機(jī)會(huì)越來(lái)越少，平均每月符合施工條件的潮位只有0~2次，無(wú)法滿足施工工期需求，獲只能應(yīng)用造價(jià)較高的水下混凝土澆筑工藝，造成施工成本的增加。同時(shí)底層胸墻存在養(yǎng)護(hù)難題，易產(chǎn)生裂縫等質(zhì)量通病。為攻克上述難題，依托青島區(qū)某兩個(gè)護(hù)岸工程，對(duì)多種方案進(jìn)行技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性的比選后，最終提出“碼頭胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合施工工藝”，即將難以施工的胸墻底層施工段劃分為預(yù)制部分和現(xiàn)澆部分，其中內(nèi)外墻面作為預(yù)制部分陸上預(yù)制、水上安裝，其余部分作為現(xiàn)澆部分，從而顯著減少乘潮施工需求。該工藝目前已成功應(yīng)用于這兩個(gè)護(hù)岸工程中，解決了胸墻底層施工段無(wú)法乘潮施工的難題，并產(chǎn)生了一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
二、胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的特點(diǎn)及工藝原理
1．胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的工藝特點(diǎn)
施工效率高：通過(guò)將胸墻內(nèi)外墻面轉(zhuǎn)變因?yàn)轭A(yù)制塊體，在陸上完成預(yù)制施工，不再受潮位影響，省略了難以乘潮施工的現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎、模板安拆、混凝土養(yǎng)護(hù)等工序，將乘潮施工次數(shù)由4次縮短為1次，施工效率顯著提高。提高胸墻施工質(zhì)量：將胸墻內(nèi)外墻體以預(yù)制構(gòu)件的形式在陸上施工，更易于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理和混凝土養(yǎng)護(hù)，同時(shí)把底層胸墻這一大體積混凝土結(jié)構(gòu)拆解為兩部分，減少了混凝土出現(xiàn)裂縫的可能，提高了胸墻施工質(zhì)量。施工方便：通過(guò)合理安排流水施工進(jìn)行陸上進(jìn)行胸墻構(gòu)件的預(yù)制，能夠提供充足的工作面和施工時(shí)間，在鋼筋綁扎、模板安拆和混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)等重要工序方面，施工難度均明顯低于乘潮施工。
2．胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的工藝原理
將常規(guī)現(xiàn)澆碼頭胸墻分割為預(yù)制和現(xiàn)澆兩部分，其中預(yù)制部分包含：胸墻內(nèi)外側(cè)一定厚度的墻體，墻體厚度一般為300~400mm；預(yù)綁扎完畢的底層施工段胸墻鋼筋網(wǎng)片；以及連接內(nèi)外墻體，形成一個(gè)預(yù)制構(gòu)件整體的的連系梁?，F(xiàn)澆部分則是剩余的底層胸墻施工段素混凝土部分。將預(yù)制塊體安裝完畢后，乘1次潮位直接進(jìn)行混凝土澆筑，即完成底層胸墻施工段澆筑。
三、胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝流程及操作要點(diǎn)
1．施工工藝流程。2．操作要點(diǎn)。（1）預(yù)制塊體設(shè)計(jì)預(yù)制塊體設(shè)計(jì)主要包括塊體長(zhǎng)度、寬度、高度、前后墻厚度、連系梁和總重（如圖3）。1）長(zhǎng)度：將施工圖上的胸墻分段長(zhǎng)度，劃分為盡量等分的小段，即預(yù)制塊體的長(zhǎng)度，此劃分原則可減少預(yù)制構(gòu)件模板加工成本。劃分時(shí)應(yīng)保證塊體排列安裝后，胸墻分段施工縫與塊體安裝縫重疊，以保證沉降位移整體穩(wěn)定性。案例工程長(zhǎng)度選擇為1.8m。當(dāng)遇到個(gè)別塊體無(wú)法與標(biāo)準(zhǔn)塊體長(zhǎng)度保持一致時(shí)，可單獨(dú)預(yù)制。2）寬度：寬度等于胸墻前后墻面之間的距離，案例工程中寬度選擇為2.3m。3）高度：預(yù)制塊體高度的設(shè)置，以保證上層胸墻施工乘潮作業(yè)為宜，即通過(guò)查詢潮汐表，確定滿足每天均有足夠乘潮時(shí)間潮位高度，以此高度為預(yù)制塊體安裝后頂標(biāo)高，減胸墻底標(biāo)高后得到預(yù)制塊體高度。案例中高度選擇為0.6m。4）前后墻厚度：以能夠滿足塊體吊裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為宜，一般可取300~400mm。5）連系梁：主要起到固定前后墻位置和保證塊體吊裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作用，一般可取200mm寬，300~400mm高，并進(jìn)行適當(dāng)配筋，聯(lián)系量的位置以方便安裝為宜，重力式碼頭可直接與前后墻墻底面齊平，案例工程為板樁碼頭結(jié)構(gòu)，為預(yù)留樁端入胸墻深度，將連系梁位置設(shè)置于與前后墻頂面齊平。6）總重：在確定預(yù)制塊體長(zhǎng)度、寬度、高度和前后墻厚度和連系梁后，可計(jì)算混凝土總方量和塊體總重，并以此總重確定吊機(jī)型號(hào)。若現(xiàn)場(chǎng)施工條件對(duì)施工機(jī)械存在限制，不足以起吊預(yù)制塊體，則可通過(guò)縮短塊體長(zhǎng)度、前后墻厚度等措施調(diào)整塊體規(guī)格。塊體形狀BIM示意圖塊體配筋BIM示意圖圖3預(yù)制塊體設(shè)計(jì)示意圖（2）塊體預(yù)制1）鋼筋綁扎塊體鋼筋配置參照原有胸墻進(jìn)行，底層鋼筋網(wǎng)及豎向鋼筋與胸墻配筋數(shù)量、位置相同。于聯(lián)系梁處增加連系梁鋼筋，連系梁配筋僅做塊體吊裝是保證塊體整體穩(wěn)定性用，可使用φ12HRB400鋼筋作為縱筋，與塊體鋼筋網(wǎng)片連接為整體，使用φ10HPB300鋼筋作箍筋，200mm間距布置。以φ16鋼筋設(shè)置4個(gè)吊環(huán)，并確保吊環(huán)對(duì)角線交點(diǎn)與塊體重心處于同一平面位置（如圖3）。此外，可于內(nèi)外墻面處預(yù)埋圓臺(tái)螺母，便于上層胸墻施工段施工。注：黃色鋼筋為預(yù)制時(shí)綁扎的原設(shè)計(jì)鋼筋；紅色鋼筋為預(yù)制時(shí)綁扎的新增鋼筋；綠色鋼筋為預(yù)制塊體安裝后再進(jìn)行綁扎的原設(shè)計(jì)鋼筋。2）模板安裝及澆筑養(yǎng)護(hù)若塊體預(yù)制量較大，可使用定型鋼模板，若預(yù)制數(shù)量較少，可直接采用木模板進(jìn)行安裝。塊體使用與胸墻相同型號(hào)的混凝土進(jìn)行澆筑施工，混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)施工要求與常規(guī)水運(yùn)工程預(yù)制塊體要求相同，參照《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》或《防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》執(zhí)行（如圖4）。塊體養(yǎng)護(hù)完畢后，對(duì)前后墻內(nèi)側(cè)立面及頂面混凝土進(jìn)行鑿毛作業(yè)。3）塊體安裝基面整理塊體安裝前，先進(jìn)行基面處理，若是重力式碼頭，可直接安放于沉箱或方塊上，安放前于塊體和沉箱接觸面之間座漿即可。案例工程為板樁碼頭結(jié)構(gòu)，安放前，于安放面鋪設(shè)100mm厚碎石墊層，并人工水下整平。4）塊體安裝經(jīng)測(cè)量放線后，使用吊車(chē)從陸上進(jìn)行吊裝（如圖5），每吊裝完成一個(gè)胸墻施工段后，使用砂漿填塞塊體安裝縫（胸墻施工縫處除外），并使用竹膠板作為堵頭模板。安裝完畢后，按5.3中鋼筋分布鋪設(shè)縱向胸墻底部鋼筋。（與現(xiàn)澆部分共乘1個(gè)大潮位即全部完成施工）5）現(xiàn)澆部分施工預(yù)制塊體安裝完畢后，直接進(jìn)行現(xiàn)澆部分的施工工作，現(xiàn)澆采用料斗或溜槽送料，混凝土澆筑操作要點(diǎn)同常規(guī)胸墻混凝土現(xiàn)澆工序（如圖7）。6）上層胸墻施工段施工完成底層胸墻施工段施工后，上層胸墻施工段即具備常規(guī)乘潮施工條件，即每天均有4~8h海面低于施工工作面高程?？芍苯舆M(jìn)行常規(guī)鋼模板支模現(xiàn)澆工藝（如圖8）。
四、質(zhì)量控制
1．模板質(zhì)量控制。模板進(jìn)場(chǎng)前技術(shù)人員對(duì)模板進(jìn)行逐件驗(yàn)收，確保尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，嚴(yán)禁偏差過(guò)大的模板投入使用。請(qǐng)專業(yè)模板生產(chǎn)廠家對(duì)模板進(jìn)行設(shè)計(jì)，需經(jīng)過(guò)詳細(xì)受力計(jì)算，并考慮一定的安全系數(shù)，模板進(jìn)場(chǎng)前需檢查焊接質(zhì)量，確保模板強(qiáng)度足夠。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，模板支立完成后需對(duì)模板進(jìn)行逐件檢查，確保模板拼縫整齊、支撐牢靠、脫模劑涂刷均勻。模板支立時(shí)需將預(yù)埋件固定牢靠，澆筑時(shí)振搗棒需避開(kāi)預(yù)埋件位置，避免對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行碰撞；砼澆筑完成后需由測(cè)量人員對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行復(fù)核，確保位置準(zhǔn)確。2．鋼筋質(zhì)量控制。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，鋼筋加工完成后需對(duì)鋼筋尺寸進(jìn)行驗(yàn)收，防止尺寸不正確的鋼筋用于綁扎。使用技術(shù)熟練的焊工，焊接完成后需按規(guī)范要求對(duì)焊接鋼筋進(jìn)行抽檢，檢驗(yàn)合格才能進(jìn)行下步施工。后對(duì)尺寸不足的地方及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保鋼筋保護(hù)層厚度。3．混凝土質(zhì)量控制。使用技術(shù)熟練的砼工，作業(yè)前進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)交底，施工過(guò)程中加強(qiáng)控制。砼澆筑前進(jìn)行作業(yè)條件檢查，確保砼供應(yīng)和模板拼裝質(zhì)量，檢查所有設(shè)備是否完好并備用設(shè)備預(yù)防突發(fā)事件。嚴(yán)格按照方案進(jìn)行施工，派專人及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)并留好養(yǎng)護(hù)記錄。根據(jù)天氣氣溫、試驗(yàn)結(jié)果確定拆模時(shí)間，嚴(yán)禁提前。4．預(yù)制塊體安裝質(zhì)量控制。安放預(yù)制塊體之前對(duì)塊體放置區(qū)域進(jìn)行壓實(shí)，并用砂漿找平，保證塊體安放無(wú)偏位。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制，確認(rèn)相鄰塊體間無(wú)錯(cuò)臺(tái)、無(wú)前沿線偏差后方可進(jìn)行胸墻模板支設(shè)。
五、結(jié)語(yǔ)
胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工檢驗(yàn)，該工藝成功解決了胸墻底層施工段乘潮作業(yè)時(shí)間不足、無(wú)法乘潮現(xiàn)澆施工的難題，提高了胸墻施工的施工效率，縮短工期的同時(shí)保證了較高的施工質(zhì)量，并節(jié)約了成本，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝可適用并推廣應(yīng)用于設(shè)計(jì)底標(biāo)高位于施工水位以下，導(dǎo)致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結(jié)構(gòu)。
作者:張永敏 單位:中建筑港集團(tuán)有限公司