裝配式人防外墻施工工法研究

吳樂翔

同濟大學土木工程學院

裝配式人防外墻施工工法研究

吳樂翔

同濟大學土木工程學院

一直以來，國防人防工程是國家領導人高度重視的工程之一，這關系到國家戰略地位的穩定。如何解決快速、便捷、低成本構筑國防人防工程是建筑領域的一大難題。

裝配式人防工程是一種構筑人防工程的新技術。即對于明挖人防工程，在基坑開挖前，先構筑裝配人防結構的外墻或內墻，然后進行澆筑底板和頂板，它們和墻體之間采用接駁器等方式連接。接著進行土方開挖，最后對結構進行修整，構成完整的人防工事。此時裝配形成的人防外墻可兼作擋土墻，保證基坑的安全穩定。

一、工法特點和適用范圍

普通人防外墻圍護結構具有受力特別大（抗常規武器和核武器應力波、沖擊波）、投資相對較多、對結構抗滲性能要求較高和要求施工工期盡可能短等特點。

裝配式人防外墻有著較普通連續墻很多的優點。裝配式人防外墻作為人防主體結構，有別于普通結構，主要有以下優點：

1.一構二用，節省了工程投資。裝配式人防外墻不僅在施工階段起到擋土、擋水和抗滲的作用，而且在使用階段可充分發揮其承載能力，減小基礎底面地基附加應力，抵抗側向沖擊波荷載。其本身強度和周圍地層的支承能力都能得到充分的利用，有效地減小建筑物、構筑物的沉降。通過這種形式，無需再單獨構筑建筑外墻，節省了投資。

2.工程質量更穩定。墻體混凝土澆筑處于受控狀態，混凝土質量完全能夠確保，實施強度等級也無需提高一級。可解決現澆地下連續墻的無規則夾泥和滲漏問題。預埋可準確定位，其精度小于2cm，完全滿足設計要求。

3.減少了工程量，縮短了工期。采用裝配式人防外墻結構，墻面平整度高，可直接作為地下室的外墻，省去了構筑建筑外墻的時間。采用預制墻體，構筑墻體可以與成槽同時進行。可采用逆作法施工。這樣可以大大提前后序工序，縮短工期。

4.增加了基坑施工的安全性。由于裝配式人防外墻的墻體剛度大，基坑開挖過程中，極少會發生地基沉降或塌方事故。裝配式人防外墻的抗滲能力較強，較大限度地減少基坑涌水的可能性。

總之，裝配式人防外墻圍護結構工效高、工期短、質量可靠，經濟效益明顯。

二、施工工法研究

裝配式人防外墻結構的施工主要工序有：墻體制作、成槽、導墻澆注、墻體吊裝、開挖、樓板澆注等。這里主要對墻體制作、墻體吊裝、接頭樁施工、壓密注漿等進行研究。

（一）墻體制作

1.模板施工

底模采用50mm厚細石混凝土地坪,表面平整度必須滿足構件驗收要求。側模采用木模板，接縫抗剪凹槽可采用木模板成型，亦可采用鋼模板。側模和底模連接采用靠模方法，下端地坪插樁側模靠緊底模，上端用鋼管對拉，間距1000～1200mm，確保構件不變形。

2.空心成型工藝

可采用外套橡膠膠囊專用產品。膠囊外套涂刷糊狀滑石粉作隔離。膠囊每次使用前必須充氣檢查,不得有漏氣現象。空心部分預先綁扎定位筋,鉤住橫向筋,以防止膠囊上浮。在兩段實心段之間，芯模必須采用不回收的EPS泡沫塑料。空心段也宜采用不回收的EPS泡沫塑料較橡膠膠囊。待底板混凝土澆注完畢,及時從墻兩端穿入EPS泡沫塑料或膠囊,固定后再充氣,壓力一般為0.035～0.04MPa，視膠囊硬實即可，混凝土澆導過程中保持壓力穩定。待面層混凝土初凝后，再間隔一段時間（視氣候條件、混凝土塌落度及經驗確定），放氣抽拔膠囊，要求面層混凝土不得有任何錯動開裂。

3.鋼筋、預埋件施工

預制時下面為迎土面，上面為迎坑面。鋼筋采用可對焊接頭，同一截面錯開50%，對焊接頭必須有合格的試驗報告。嚴格控制裝配式人防外墻上段和下段縱向主筋間距,縱向主筋間距、縱向筋及助筋間距、膠囊定位筋間距，鋼筋骨架綁扎后定型。嚴格控制接駁器錨筋錨固長度、接駁器縱向間距、接駁器露出主筋面長度，垂直方向尺寸必須嚴格按設計控制尺寸，端頭封蓋不得漏漿。裝配式人防外墻迎坑面在車庫底板以上部位兩邊需預埋接頭樁鋼筋，檢查接頭樁距墻邊距離，預埋筋需先彎折在墻面。

4.混凝土澆搗

涂刷的隔離劑不得使用廢機油，隔離劑應涂刷均勻，不允許流淌、沉積，鋼筋不得粘油。澆搗混凝土前應檢查鋼筋骨架，不符合要求的必須修復，保護層宜采用墊層砌塊。混凝土澆搗按高度分底板、肋面板三次完成。底板混凝土振搗至90～100s左右，隨向穿入膠囊：肋部位混凝土應采用高頻插入式振動器，多人多器分類由一端向另一端同步進行，掌握插入間隔和振搗時間，不得漏振或過振；板面坍落度可適當降低（有利膠囊抽拔時間），面層混凝土要求振搗密實平坦，表面無明顯氣泡溢出。安放膠囊停頓時間不得超過45分鐘，前期工作應準備充分，前層混凝土向前推進時，后層混凝土應及時跟上，縮短間隔時間，上、下層混凝土的振搗要求有搭接高度。面層混凝土在實心段處振搗密實。PVC測斜管上、下口及接頭必須用膠帶密封，嚴禁漏漿，建議每間隔1 000mm用鐵絲綁扎定位。每幅裝配墻各做一組抗壓、抗滲試塊。混凝土養護采用自然養護方法，表面覆蓋保溫材料，零度以上時要求保濕。

（二）人防外墻墻板吊放

機械選用應滿足起吊要求。起吊宜采用釣鉤四點起吊。成槽、安裝為兩點吊，應采用厚鋼板加焊錨筋方案。預制墻段加工或由運輸公司承包裝車、運輸送到現場，卸到墻段堆場處，用道木墊實。每車宜運輸一幅墻段，在運輸過程中，墻段應用鋼絲繩緊固器固定牢固。成槽施工結束后，根據已測出的導墻標高（埋鐵位置）使導向槽鋼固定在已成型的導墻預埋鐵上。測出導墻上擱置點標高，利用預制墻外伸主筋接長焊好槽鋼，誤差應控制在1cm內。裝配墻頂預埋兩只鋼板吊耳，用三角鐵扁擔單點起吊、回直，鐵扁擔上可再掛兩只神仙葫蘆，墻體中心彈好墨線，用兩臺經緯儀校正X、Y方向，對于起吊不垂直的墻段，借助神仙葫蘆回直，順導向槽鋼垂直放入已成好的導墻上內，并對準導墻中心線，控制吊放速度，吊放與回收泥漿同步進行，到標高后用槽鋼擱置在導墻。吊放裝配墻墻段關鍵過程控制。吊放入槽時，不允許強行沖入槽，同時注意墻段基坑面與迎土面，嚴禁放反。擱置點槽鋼必須根據實測導墻標高焊接。吊放索具用三角鐵扁擔為調整重心，在吊鉤上掛兩只神仙葫蘆，吊放過程中用經緯儀加以校正，并有專用導向槽鋼。

（三）接頭樁施工

相鄰裝配式人防外墻墻段的接頭，采用小直徑灌注樁接頭，深度同地墻深；單幅墻板的兩端宜采用凹口形式。接頭鋼筋籠中預留插筋，待結構施工時，其插筋與扶壁柱鋼筋相連，起到穩定墻段不移動，加強扶壁柱的穩定性。預制墻段吊放后，應先在相鄰墻段接頭處澆注30～50cm的混凝土，以防預制墻段的偏位。接頭樁混凝土澆筑：采用水下混凝土灌注方法, 混凝土應為水下細石混凝土，因鋼筋籠的直徑小，采用小導管澆注。接頭樁施工流程：安放鋼筋籠→埋設導管→清孔→接放料斗、投料→吊車提升澆混凝土。施工方法：相鄰兩幅裝配式人防外墻墻段安放好后，在接頭處吊放鋼筋籠，利用兩根主筋與裝配墻外伸鋼筋電焊牢固。根據所測孔深，沉渣厚度應小于30cm，達不到要求需進行反循環清孔。清孔后，接放料斗，并用隔水塞放入導管內然后進行混凝土澆筑。由于是水下小導管澆筑混凝土，要保證翻漿和埋管深度，澆筑過程中要不斷提拔導管，并用測繩測孔內混凝土體上升高度。同時注意混凝土的密實，確保混凝土不滲漏。接頭施工完畢后，方可進行裝配式外墻墻底、墻側壓密注漿。

（四）兩側壓密注漿

注漿流程為：設好注漿管→拌制漿液→注漿→提拔漿管；注漿壓力宜控制在0.2～0.3MPa左右，速度控制在20L/m。

每安裝完兩幅墻，在中間接頭樁施工完后，需及時跟進墻槽兩側注漿。注漿前應對場地進行平整，開好溝槽，保持場地的整潔干燥；充分做好準備工作，包括機械準備、儀表管路、注漿料斗等的檢查及必要的試驗。注漿所用的水泥宜采用普通硅酸鹽水泥，受潮結塊不得使用；水泥的各項技術指標應符合現行國家標準，并應附有質保書和復試報告。施工方法：采用振動法將金屬注漿管壓入土層中；待金屬管到達目標土層后，向地層注入水泥漿。注漿流量一般為7～15L/min，注漿用水不宜采用PH值小于4的酸性水和工業廢水。漿體必須經過攪拌機充分攪拌均勻后，才能開始壓注，并應在注漿過程中不停頓地緩慢攪拌，攪拌時間應小于漿液初凝時間。漿體在泵送前應經過篩網過濾。所制成的漿體在一小時內不應發生淅水現象。注漿管每次注漿提拔高度建議為1m。

裝配墻兩側壓密注漿主要措施：

(1)注漿位置在裝配式人防外墻墻段的兩側，尤其是在需要保護的裝配式人防外墻墻段外側。

(2)填充槽里裝配式人防外墻外側的空隙，灌入水泥和粉煤灰配制的漿液換出成槽泥漿。

(3)第一種方法：在每幅墻段設置四根注漿管，埋入深度按墻段深但底部提高1m。四根注漿管兩根為一組，每組中一根注入水泥漿，另一根注水玻璃。

第二種方法：第一種方法是用預埋注漿管來注漿填充墻段外側空隙，但在實際操作中墻段外側空隙可能達不到預期填充的效果，則必須在墻段外側進行鉆孔插管注漿，鉆孔深度同于墻深，再下注漿管注漿，隨漿液上升后逐步提管，直到墻段外側空隙填滿。

(4)此漿液注入槽壁置換出泥漿等固化后形成土體，因摻入水玻璃加快固化時間，約3小時后可恢復到土的強度，約到0.5MPa，但施工前需要做配合比實驗。

（五）裝配式人防外墻墻底壓密注漿

1.墻底壓密注漿在全部接頭澆筑混凝土基本結束后，進行墻頂預留孔處理及墻底壓密注漿施工。先鑿出預留孔位置，灌放碎石漿。

2.注漿流程：拌制漿液→注漿→提拔漿管。

3.注漿技術要求：注漿壓力控制在0.2～0.3MPa左右，速度控制在20 L/min，漿液水灰比為0.5～0.55，注漿流量一般為7～15L/min，注漿用水不宜采用PH值小于4的酸性水和工業廢水。

4.只有在墻底注漿完成，并且漿液達到規定強度后，才能去除墻段頂部擱置的槽鋼等承受墻段重量的物件。