余 飛

上海市政工程設(shè)計研究總院（集團(tuán)）有限公司 上海 200092

隨著我國經(jīng)濟(jì)與技術(shù)能力的發(fā)展，各類技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的日漸成熟，使得預(yù)制拼裝技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓展。相較傳統(tǒng)工藝，預(yù)制拼裝技術(shù)有著利于施工質(zhì)量及安全的管理，同時有著施工周期短，安裝便捷等得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。在現(xiàn)場施工質(zhì)量及安全管控要求不斷提高的大環(huán)境下，使得預(yù)制拼裝技術(shù)在越來越多的工程建設(shè)項(xiàng)目中得以應(yīng)用、推廣。本文介紹了在國家會展中心二層步廊東延伸工程中預(yù)制拼裝技術(shù)的應(yīng)用情況，總結(jié)了預(yù)制墩柱施工過程中的施工工藝及注意事項(xiàng)。

1 工程概況

國家會展中心二層步廊東延伸工程是2018年中國首屆進(jìn)口博覽會重要配套項(xiàng)目之一。本工程地處虹橋核心區(qū)，建成后作為連接虹橋商務(wù)區(qū)與國家會展中心的唯一空中連廊，項(xiàng)目意義重大。同時為保證進(jìn)博會順利召開，施工工期僅為6個月，建設(shè)任務(wù)重。

本工程跨河段考慮結(jié)構(gòu)耐久性，河中墩柱采用預(yù)制混凝土形式。整個墩柱通過工廠預(yù)制，運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行安裝，現(xiàn)場僅通過墩柱預(yù)埋灌漿套筒與承臺預(yù)留筋進(jìn)行灌漿連接即可。相較常規(guī)混凝土墩柱施工有著施工周期短、施工人員少、機(jī)械化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。

2 預(yù)制混凝土墩柱結(jié)構(gòu)

預(yù)制混凝土墩柱采用預(yù)埋螺栓與灌漿套筒連接的拼裝工藝，由于施工場地受限及對預(yù)制拼裝構(gòu)件高精度的要求，所有預(yù)制混凝土墩柱均采用工廠預(yù)制，隨后運(yùn)至現(xiàn)場安裝的方式進(jìn)行施工。

預(yù)制混凝土墩柱采用直立柱（圖1），截面尺寸為1500mm×1500mm，立柱高11.17m,墩柱主筋采用HRB400φ40鋼筋，箍筋及拉筋采用HRB400φ16鋼筋。凝土等級為C40，采用立式澆筑法一次性澆筑完成。承臺采用四樁單柱形式，柱底預(yù)埋40型高強(qiáng)度球墨鑄鐵灌漿套筒與承臺預(yù)埋鋼筋進(jìn)行連接，柱身預(yù)留灌漿孔，在灌漿后進(jìn)行封堵。預(yù)制蓋梁與預(yù)制墩柱通過蓋梁預(yù)留金屬波紋管進(jìn)行連接。

圖1 預(yù)制混凝土墩柱節(jié)點(diǎn)圖

主要施工工藝：承臺施工時預(yù)留鋼筋→預(yù)制墩柱加工完成后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行吊裝→將預(yù)制墩柱套筒對準(zhǔn)承臺預(yù)留插筋緩慢下放→灌漿套筒壓漿作業(yè)→待漿液達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)制蓋梁安裝→金屬波紋管壓漿作業(yè)→待蓋梁漿液達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行橋梁上部結(jié)構(gòu)的安裝[1]。

3 預(yù)埋件安裝

預(yù)制墩柱主要通過預(yù)埋配對鋼筋與承臺連接，配對鋼筋與承臺一同澆筑。承臺施工采用支模澆筑方法，基坑開挖采用機(jī)械開挖和人工開挖相結(jié)合的方法。

預(yù)埋鋼筋主筋為φ40鋼筋，主筋應(yīng)表面潔凈、無損傷，鋼筋平直、無局部彎折，鋼筋露出承臺面為80cm，錨入承臺長度不小于1m。為保證預(yù)埋鋼筋定位準(zhǔn)確，鋼筋預(yù)埋前先制作預(yù)制胎架以保證鋼筋標(biāo)高及位置達(dá)到預(yù)制構(gòu)件對接要求。

為保證預(yù)埋鋼筋定位準(zhǔn)確，鋼筋預(yù)埋前先根據(jù)柱底預(yù)留套筒位置制作鋼筋胎架，并將預(yù)埋部分的鋼筋籠按照圖紙先制作完成。待承臺底部鋼筋綁扎完畢后，將預(yù)制鋼筋籠進(jìn)行安裝。根據(jù)圖紙軸線及標(biāo)高將預(yù)制鋼筋籠調(diào)整完畢后進(jìn)行固定，隨后完成承臺鋼筋綁扎（圖2）。

圖2 預(yù)埋件與鋼筋籠制作大樣圖

承臺鋼筋綁扎完畢后，混凝土澆筑前對承臺預(yù)留主筋進(jìn)行復(fù)核。用預(yù)制鋼胎膜檢查鋼筋中心位置偏差；用直尺檢查外露連接鋼筋長度，外露長度、頂點(diǎn)標(biāo)高允許偏差0mm～+15mm；鋼筋表面應(yīng)無嚴(yán)重銹蝕和粘附異物。

4 預(yù)制混凝土墩柱加工及安裝工藝

4.1 鋼筋加工

預(yù)制墩柱主筋采用直螺紋機(jī)械連接接頭的形式進(jìn)行連接，以確保墩柱保護(hù)層厚度及截面尺寸，箍筋采用MEP全自動鋼筋成型彎箍機(jī)進(jìn)行彎曲及剪切加工。整個鋼筋籠通過胎架端頭定位鋼板在專用胎架上進(jìn)行安裝、制作（圖3），經(jīng)過安裝灌漿套筒→安裝上排主筋→安裝箍筋→安裝兩側(cè)及底部主筋→安裝豎向及橫向拉鉤的整體順序制作成型。

圖3 預(yù)制墩柱鋼筋籠加工

4.2 模板施工

本工程預(yù)制混凝土墩柱采用立式澆筑法一次性澆筑完成，澆筑模板采用厚度為8 mm的鋼模板。模板對拉螺桿采用高強(qiáng)度精軋螺紋鋼，采用雙螺帽進(jìn)行固定。墩柱模板安裝過程共分成安裝底面模板→安裝側(cè)面模板→安裝立柱鋼筋籠→安裝頂面模板固定翻轉(zhuǎn)點(diǎn)→安裝翻轉(zhuǎn)吊架→安裝吊索具→模板翻轉(zhuǎn)七個步驟進(jìn)行。

4.3 混凝土澆筑

為保證混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生離析，澆筑采用泵車+導(dǎo)管的方式進(jìn)行澆筑。混凝土采用分層澆筑，分層厚度為30-50cm，在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑工作，同時需對分層澆筑部位進(jìn)行充分振搗。混凝土土振搗采用四角振搗法，為防止鋼筋移位、變形，振搗期間盡量不接觸模板及鋼筋。

為防止缺棱掉角，預(yù)制混凝土墩柱養(yǎng)護(hù)應(yīng)適當(dāng)增加帶模養(yǎng)護(hù)時間，混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)采取澆水、灑水等措施進(jìn)行保濕、保溫養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行拆模。

4.4 預(yù)制墩柱的吊裝

預(yù)制墩柱在辦理完出廠驗(yàn)收手續(xù)后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行吊裝，本工程預(yù)制墩柱重約63噸，根據(jù)現(xiàn)場情況，吊裝半徑約18米，項(xiàng)目選用500 噸汽車吊進(jìn)行吊裝，額定起吊重量71噸，可以滿足吊裝需求。構(gòu)件通過預(yù)制墩柱預(yù)埋的鋼絞線進(jìn)行吊裝，安裝期間需有測量人員隨時對墩柱垂直度進(jìn)行控制。

4.5 預(yù)制墩柱的安裝

墩柱吊裝前在柱腳四周設(shè)置座漿模板及墊塊，鋪筑高強(qiáng)無收縮水泥座漿料。預(yù)制墩柱在慢速下放的過程中，控制承臺預(yù)埋鋼筋精確插入連接套筒內(nèi)，對墩柱軸線、垂直度調(diào)整無誤后進(jìn)行灌漿作業(yè)。灌漿料采用M100高強(qiáng)無收縮水泥砂漿，從灌漿套筒下部預(yù)留灌漿口灌注（圖4）。直至上方的排漿孔連續(xù)流出漿料后，用專用橡膠塞封堵完成單個灌漿套筒的灌漿作業(yè)[2]。

圖4 預(yù)制墩柱現(xiàn)場灌漿作業(yè)示意圖

4.6 預(yù)制蓋梁的安裝

待墩柱灌漿料同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，方可進(jìn)行蓋梁安裝施工。蓋梁與墩柱預(yù)留鋼筋采用金屬波紋管進(jìn)行連接，吊機(jī)緩慢下放的過程中，控制墩柱頂預(yù)埋鋼筋精確插入金屬波紋管中。灌漿料同樣采用M100高強(qiáng)無收縮水泥砂漿，同一波紋管內(nèi)的灌漿作業(yè)應(yīng)保持連續(xù)，漿液直至金屬波紋管頂面后停止。靜置5分鐘后檢查灌漿口，對漿液面下降的進(jìn)行補(bǔ)漿，最后用圓形金屬蓋將灌漿口蓋好完成蓋梁安裝作業(yè)。

圖5 預(yù)制蓋梁灌漿作業(yè)示意圖

5 制作及安裝過程中需要注意的問題

(1) 由于預(yù)制墩柱對加工精度要求極高，且加工程序較為固定，如發(fā)現(xiàn)問題造成返工，往往是整個墩柱需要從頭開始制作，所以在加工過程中應(yīng)及時做好對工序的檢查、驗(yàn)收工作[3]。

(2) 墩柱鋼筋籠安裝前，應(yīng)首先對胎架各個部件進(jìn)行復(fù)測，尤其是套筒端定位板、鋼筋端定位板及開孔開槽位置。為防止鋼筋安裝時發(fā)生彎扭，拼裝過程應(yīng)隨時檢查胎架底座情況。

(3) 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，鋼筋的加工質(zhì)量、鋼筋的保護(hù)層墊塊、灌漿套筒、錨固波紋管、吊裝鋼絞線必須驗(yàn)收合格后方可用于預(yù)制混凝土墩柱的制作。同時在安裝過程中應(yīng)隨時進(jìn)行測量，確保每一步的加工精度得到控制。

(4) 為保證墩柱成型質(zhì)量，墩柱合模后必須要按設(shè)計要求及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，主要檢查接縫處、脫模劑、軸線、高程等。符合要求后進(jìn)行加固，保證模板在澆筑混凝土過程中受力后不變形、無移位。

(5) 夏季施工時，砼的入模溫度不宜高于氣溫且不宜超過30℃，若當(dāng)天溫度過高應(yīng)調(diào)整澆筑時間至傍晚或第二天早晨澆筑。冬季施工時，應(yīng)適當(dāng)推遲拆模時間。對于已拆模的墩柱構(gòu)件進(jìn)行包裹保溫養(yǎng)護(hù)，并通入蒸汽，確?；炷恋乃療犴樌M(jìn)行。

(6) 預(yù)制混凝土構(gòu)件自重較大，在吊裝前應(yīng)對周邊地基承載力、吊裝作業(yè)半徑、周邊施工環(huán)境進(jìn)行分析、計算。編制預(yù)制混凝土墩柱吊裝專項(xiàng)方案，超過一定規(guī)模的應(yīng)進(jìn)行專家論證并經(jīng)監(jiān)理審批通過后實(shí)施。

(7) 在安裝過程中為確保預(yù)埋套筒孔路暢通，在灌漿前應(yīng)用清水對灌漿孔先進(jìn)行沖洗。吊機(jī)慢速下放的過程中，測量人員應(yīng)隨時控制墩柱垂直度，對墩柱軸線、垂直度調(diào)整后再進(jìn)行灌漿作業(yè)。

6 結(jié)束語

預(yù)制混凝土拼裝技術(shù)作為一種新型施工工藝，在橋梁施工、房屋建筑、盾構(gòu)區(qū)間、綜合管廊等工程上的應(yīng)用日益廣泛。預(yù)制混凝土拼裝不僅對周邊環(huán)境影響小、環(huán)保而且施工速度快、綜合施工費(fèi)用低，同時相較傳統(tǒng)鋼筋混凝土施工工藝的質(zhì)量及施工安全得到保障。隨著預(yù)制拼裝技術(shù)的日益推廣、應(yīng)用，在今后的工程建設(shè)項(xiàng)目中定能發(fā)揮自己不可替代的作用。