馬亮亮 中港疏浚有限公司

1.引言

傳統(tǒng)現(xiàn)場施工的L型大斷面防浪墻澆筑方式，由于底層與外墻均需分二次施工,且外墻高度較高，造成現(xiàn)場澆筑組織復雜，工期也較長；由于現(xiàn)澆砼防浪墻具有現(xiàn)場風沙大、海邊鋼材易腐蝕、淡水維護麻煩、冬季溫度較低時無法澆筑等弊端，而且防浪墻施工與柵欄板安放、墻后回填、內(nèi)坡結構以及其它工序交錯施工，易產(chǎn)生大量的現(xiàn)場工程質(zhì)量與安全問題，質(zhì)量和安全控制要求高、難度大。裝配式鋼筋防浪墻的應用為一線海塘防浪墻施工帶來了諸多改善，同時也給工程建設施工管理帶來了新的挑戰(zhàn)。

橫沙東灘圈圍(八期)工程項目位于橫沙六、七期工程項目以北，橫沙三期以東，N23 潛堤以西，已建成的促淤堤南側。裝配式鋼筋砼防浪墻施工現(xiàn)場擬選取位置：北堤17+867～17+963（6#圍區(qū)，5#平臺內(nèi)側），總長96m。位置詳見圖1。

圖1 橫沙八期施工平面布置圖

2.準備階段的質(zhì)量控制

由于L形懸臂式防浪墻還未見采取裝配式預制施工工程實例，沒有相關經(jīng)驗可以借鑒，所以前期的準備工作內(nèi)容主要有：

①防浪墻結構分塊的研究；

②模板設計與制作；

③防浪墻分體預制的研究；

④預制構件堆放與運輸工藝的研究。

2.1 結構分塊、分體預制

設計驗算防浪墻抗滑、抗傾以每延米為單位，因此分段大于1m對防浪墻結構穩(wěn)定不會有影響。

為最大程度提高預制化率，提高防浪墻預制對現(xiàn)場施工的便利性，并考慮結構受力，采用全截面預制。根據(jù)分倉安排，每一段以縱向4m、寬度2m、高度2.75m為一段預制，方量7m3，重量17.2t。

2.2 模板設計與制作

防浪墻側面形狀為凹型，為了方便支模澆筑，模板設計為橫向預制。采用鋼模板，模板之間采用螺栓連接固定，側面兩塊模板上下采用對拉螺桿固定，共10根對拉螺桿。為了保證模板的剛度，背后用矩形管加固。

2.3 模板設計與制作

裝配式防浪墻的起吊、轉(zhuǎn)堆、出運，共設置預埋吊點8個，其中4個用于脫模起吊，4個用于安裝起吊。預埋吊鉤和鋼絲繩使用卸扣連接。同時制作專用吊架，保證構件在吊裝過程中平穩(wěn)可靠。

3.預制階段的質(zhì)量控制

3.1 施工工藝和質(zhì)量控制要求

3.1.1 立模

（1）支模之前需對底模和模板進行清潔，檢驗底模是否光滑平順，尤其是小塊的積灰需要逐一清除。模具表面無變形，無裂紋，接縫處需焊接后用磨光機研磨至均勻光滑，無殘留混凝土。若有破損則需要立即停機檢查并進行修補，以確保該底模和側模能夠正常使用。

圖2 模板效果圖

圖3 脫模起吊

圖4 脫模起吊

圖5 安裝起吊

圖6 安裝起吊

圖7 預埋吊點

圖8 吊鉤

（2）模具清洗完畢后，在模具上均勻、整齊地涂抹模具油脂，禁止?jié)姙?、傾倒模具油，確保不積油污。模板涂油應當在附近空地上進行，禁止在已建成構件上進行，也禁止在鋼籠安裝好以后進行，涂刷應當一致。

（3）在模板連接處先將止?jié){條貼好，并確保其固定不松動，以防止漏漿。支模時,兩側模須垂直放置，底部緊貼底模，不留縫隙，兩側模板緊貼底模兩側止?jié){條后用螺絲緊固。螺絲緊固后測量模板寬度尺寸是否符合要求，用水平尺測量模板是否水平，保證兩塊模板之間為直角。模板外側打入鋼筋頭，后用木楔子敲緊加固。

（4）上層側模必須與外側模用10根對拉螺桿緊固，對拉螺桿上套入PVC圓管，方便拆除。模板拆除后再把圓管割除，保證構件表面平整。

3.1.2 鋼筋安放

鋼筋骨架安放首先必須保證鋼筋骨架牢固，若出現(xiàn)扎絲脫落、斷裂或者箍筋移位等情況必須重新綁扎和調(diào)整，扎絲端頭必須壓至鋼筋以下，不得伸入鋼筋保護層。鋼材骨架裝入模具后，在底部設置約5cm的保護層墊片，鋼筋墊塊數(shù)量不能小于12塊,且嚴禁使用鋼筋頭、石塊、殘磚碎瓦、細木塊等建筑廢棄物充當墊片。安放完成后檢查保護層厚度是否符合要求，不足之處必須進行調(diào)整或者增加墊塊。預埋吊孔與鋼筋骨架相對位置必須準確，必須進行焊接加固。詳見表1。

表1 鋼筋綁扎技術要求

3.1.3 澆筑

施工之前必須檢驗混凝土質(zhì)量，出現(xiàn)問題及時反應。下灰放料應平順，不堆放，如有堆放需要人工或用鐵鍬分灰，也不能用振搗棒趕灰。振搗必須采用快插慢拔，確保氣泡排出，振點也要均衡排列，逐點移動，依次推進，不能遺漏，保證均勻振實。當混凝土振搗時，振搗棒不能觸及鋼筋和模板，且和模板之間必須維持5～10cm間隙。振搗以砼體不再下沉，無明顯氣泡上升，且表層水平，并已開始浮現(xiàn)水泥漿為宜。

裝配式建筑的防浪墻混凝土施工宜分層進行，每一次下灰放料后澆在L型倒角上100mm處，然后停工一段時間，待水泥初凝后再繼續(xù)進行上層。下灰完畢后，振搗、抹面均須及時跟進。在施工過程中,應注意察看模板、鋼筋等有無移動、變形等狀況。

3.1.4 抹面收光

圖9 方向吊鉤

圖10 構件堆放

圖11 防浪墻底板接縫處鋼筋加固示意圖

抹面收光后必須做好“一毛二光”，首先要用木抹子把表層搓毛，也要盡量平整，然后用刮板將表面刮平，澆筑底板上層面及側面頂面必須刮平后才可收光。收光時應當按照天氣狀況、混凝土狀況掌握準確，同時應當進行二次收光。混凝土在凝結過程中，泌水嚴重的地方須將水鏟除。

3.1.5 構件標識

因防浪墻還需翻身，選擇合適位置做好構件標識，采用刻板油漆噴涂，內(nèi)容包括預制廠家簡稱、防浪墻規(guī)格型號、生產(chǎn)日期、構件編號等信息。

3.1.6 拆模修補

待鋼筋混凝土到達規(guī)定強度后，應先拆掉上面的側模、再拆除L型側模，最后底部側模。側模拆除時，整個過程都需要平穩(wěn)，且必須垂直起吊，不可傾斜吊裝或左右移動，以防止用力過大撞壞構件。拆模后，8個吊孔位置需塞上泡沫條，防止雜物掉入吊孔。如發(fā)生氣泡、麻面、棱角斷裂等情形，需要即時修復。修補料需按照一定比例拌合，根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整，避免出現(xiàn)色差較大的問題出現(xiàn)。

3.1.7 養(yǎng)護

構件拆除模板后,對于齡期少于28天的構件還需要進行灑水保養(yǎng)。普通砼施工完畢,應于12h內(nèi)進行覆蓋和灑水，灑水次數(shù)以能保持砼充分的濕潤狀況為宜。

3.1.8 起吊堆放防浪墻澆筑時留好同條件試塊，起吊前強度必須達到構件強度的75%以上方可起吊，起吊時先擰緊4個方向吊鉤，再用卸扣連接鋼絲繩，起吊過程要求平穩(wěn)，必須垂直起吊。起吊至臨時堆放場地，場地地面必須平整，底部兩側位置必須放置兩根木方，且必須放置于吊點位置。

3.1.9 構件翻身

裝配式防浪墻堆放好之后對構件進行翻身，需用8個方向吊鉤、8個卸扣、2副鋼絲繩。使用1臺35T汽車吊（有主副鉤）、或2臺汽車吊同時配合。翻身起吊時現(xiàn)場需有指揮人員，其他人員輔助施工。首先拉緊鋼絲繩同時緩慢往上吊離地面50cm左右，然后1臺吊機停止上升，另1臺吊機再緩慢提升。等提升角度達到45°左右之后，1臺慢慢往下放，另1臺慢慢往上升。地面放置木方，翻完身之后平穩(wěn)的放在墊木上。

3.2 接縫處理

預制防浪墻考慮到現(xiàn)場安裝設備的其中能力，將原12m一段改為4m一段，以減少自重。為保證防浪墻的穩(wěn)定，在橫斷面分縫處墻身和底板位置設置凹凸槽，使防浪墻縱向成為整體，增加抗頃和抗滑穩(wěn)定性。凹凸槽位置設計了φ8HRB300的補強鋼筋。

防浪墻每4m設一道變形縫，縫內(nèi)填充料則采用了厚度為20mm的低發(fā)泡聚乙烯板，變形縫外露部分用聚氨酯材料嵌縫。變形縫盡量與砼鎮(zhèn)腳、護面結構、素砼格埂和路側石沉降縫對齊。

3.3 結構計算

3.3.1 防浪墻穩(wěn)定性計算

按照《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286-2013），防浪墻抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)應按下式計算。

式中：Kc——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

∑——指作用在同一墻體上的所有垂直作用力的值總和（kN）；

∑——指作用在墻體上的所有水平作用力的總和（kN）；

f——底板與堤基之間的摩擦系數(shù)。

防浪墻的抗傾穩(wěn)定性應按下式計算：

式中：K0——抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)；

Mv——抗傾覆力矩（kN·m）；

MH——傾覆力矩（kN·m）；

防浪墻正常運用條件下，1級防浪墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.35，抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)1.60。防浪墻抗滑和抗傾穩(wěn)定計算結果如表2所示，均滿足要求。

表2 防浪墻穩(wěn)定性計算結果

3.3.2 吊裝受力計算

（1）結構計算建模：借助于大型通用有限元軟件ANSYS可以實現(xiàn)對該結構的建模和研究分析，其幾何模型和有限元模型如圖12、13所示。

圖12 幾何模型

圖13 有限元模型

（2）計算工況。針對該結構的吊裝過程，本報告將分為如下三組工況進行研究：

工況1：結構在完成預制之后的第一次垂直起吊，墻身與地面平行，底板與地面垂直，四個吊耳同時發(fā)揮作用。

工況2：結構在完成第一次吊運后，通過托板進行翻轉(zhuǎn)，研究角度為45度時的起吊狀態(tài)，四個吊耳同時發(fā)揮作用。

工況3：結構在完成翻轉(zhuǎn)之后的第二次垂直起吊，墻身與地面垂直，底板與地面平行，四個吊耳同時發(fā)揮作用。

（3）計算結果：通過計算能夠得到每組工況下該結構的第一主應力分布和以及結構變形分布，如圖14、15、16。分析計算結果圖可以得出：在該結構的吊裝過程中，三組工況的最大拉應力均出現(xiàn)在吊耳周圍區(qū)域；工況2中所出現(xiàn)的最大拉應力的數(shù)值要大于另外兩組工況；三組工況中，擋浪墻結構的應力均在混凝土強度允許范圍內(nèi)。

圖14 工況一

圖15 工況二

圖16 工況三

4.安裝階段的質(zhì)量控制

4.1 基槽開挖和墊層施工

為防止不均勻沉降，基槽開挖后應仔細壓實整平?；A墊層澆筑時,通過水準儀控制頂面所處高度，確保與頂面處的高度偏差在3mm之內(nèi)。墊層結構采用碎石墊層，以便施工過程中進行局部微調(diào)。

4.2 構件運輸及吊裝

構件采用50 t 載重平板卡車運輸。由于現(xiàn)場路況較差，卡車長度限制在10m以內(nèi)。構件下部采用墊木墊平，邊角用高密度海綿或橡膠板包裹，防止碰撞損角?，F(xiàn)場吊裝采用75噸履帶吊。

4.3 裝配段與現(xiàn)澆段接頭處理

由于現(xiàn)澆段防浪墻無凹凸槽，為保證連接順暢，裝配段的頭尾兩段裝配式防浪墻設計為一側有凹凸槽，與現(xiàn)澆段相接的一側不設凹凸槽。為保證連接緊密，先做完裝配段后再現(xiàn)澆連接段的防浪墻。

4.4 墻后回填

為保證防浪墻的穩(wěn)定性，裝配式鋼筋混凝土防浪墻施工完成后，將及時進行墻后回填，以及坡面柵欄板安裝。墻后回填及護坡按照原設計圖紙進行施工。

5.現(xiàn)場監(jiān)測

施工過程中混凝土原材料和結構按照現(xiàn)行規(guī)范要求檢測。同時，對施工效率，原材料，設備，人力投入進行監(jiān)測，并與傳統(tǒng)現(xiàn)澆防浪墻進行技術經(jīng)濟比對。施工完成后，將持續(xù)開展現(xiàn)場監(jiān)測，監(jiān)測裝配式防浪墻的結構安全、耐久性、擋浪效果等。

6.結束語

裝配式鋼筋防浪墻受氣候的影響相對較小，施工時有效天數(shù)多，工程質(zhì)量可控，施工速度快，可復制性高。能夠極大提升施工效率、提高工程質(zhì)量、壓縮施工工期?？梢杂行Ы鉀Q我國近年來突顯的建筑勞動力短缺問題。