弧型擋浪墻現澆改預制與后澆帶相結合的施工工藝

樊湘偉，任寧

（中交一航局第二工程有限公司，山東青島 266071）

1 工程概況

1.1 工程概述

東營港經濟開發區防潮堤工程位于東營港經濟開發區內，東靠渤海灣，西鄰東港高速，北連東營港，南接東營市中心漁港。該工程總長為7.21 km，建成后可連接孤北防潮堤和孤東防潮堤，形成封閉的防護體系，是東營市重要的堤防工程。

本工程為拋石斜坡堤結構，部分里程設有親水平臺等景觀結構。拋石堤頂高程5.0m，頂寬7.0m，堤心采用1～300 kg塊石，在高程+1.5m處設置3m寬戧臺（兼做親水平臺），并在K3+650～K5+800m段堤前間隔布置33處半圓形親海觀景平臺，直徑為15m，采用花崗巖及蘑菇石砌石護面結構；分不同里程段交替采用柵欄板及四腳空心塊兩種護面形式，堤頂設反弧型混凝土擋浪墻，混凝土強度等級為C35，抗凍等級為F300，防潮堤效果圖及堤頂擋浪墻結構斷面分別見圖1及圖2。

圖1 防潮堤效果圖

1.2 施工工期及擋浪墻施工工程量

I標段擋浪墻設計總長度3.25 km，總方量6288m3，鋼筋綁扎309 t，根據設計圖紙每10m設一道伸縮縫，共計325段。

建設方于7月中旬提供擋浪墻設計圖紙，要求擋浪墻施工于當年11月30日前完成。

1.3 施工自然條件

年內月平均氣溫：1月份最低，平均-2.9℃；7月份最高，平均27.1℃。年極端最低氣溫－16.9℃。初霜期一般在10月下旬。東營港海域通常每年的12月上旬由岸邊開始結冰，翌年3月上旬終冰，冰期90 d左右。

1.4 工程特點分析

本工程因系景觀護岸，對觀感質量要求高。堤身軟基處理后，需在堤壩的堆載沉降穩定后進行上部施工。根據7月份工程整體開展情況，堤身及路面尚未形成，施工中需密切關注沉降與位移變化，直至趨于穩定后方可進行堤頂擋浪墻施工。

擋浪墻采用反弧結構，現澆施工弧面及斜面處氣泡難以排出，會有較多的氣泡及水線砂線，觀感質量難控制。拌和站距施工現場較遠（10 km以上），且路況差，現澆混凝土質量較難保證。

擋浪墻單片模板重量達4 t，模板支拆需使用吊機，堤頂道路寬度有限，一旦進行模板支拆和現澆施工，道路會被封堵，對其他工序交叉作業制約影響大。

根據工程進展情況，堤身沉降最早于10月下旬方可穩定，此后開始擋浪墻現澆施工，11月底即進入冬季施工，12月上旬最低氣溫降至-10℃左右，無法再進行混凝土施工，工期無法保證。

2 方案比選

通過認真分析工程進展情況，對不同的施工工藝方案進行分析研究，積極與設計單位溝通，綜合考慮各方案的優缺點，以選擇有利于整個工程施工組織的方案。

2.1 方案一

按設計圖紙，擋浪墻采用現澆施工工藝，單段長度10m，施工中每隔10m設置一道20mm伸縮縫。優缺點分析如下：

2.1.1 優點

1）擋浪墻一次性澆注成型，結構整體性強。

2）對擋浪墻底部C15混凝土墊層的平整度要求不高，適應性強。

2.1.2 缺點

1）最早于10月下旬方可進行擋浪墻現澆施工，計算日平均完成量需達10段，工作面開展多、施工強度高，模板、人、機等投入非常大。

2）堤頂道路寬度有限，施工交叉干擾多，總體施工效率低下。

3）擋浪墻采用反弧結構，觀感質量難以保證。

4）受冬季氣溫影響大，投入的冬季施工措施費較大。

2.2 方案二

擋浪墻采用預制與現澆相結合的施工工藝。將單元段長度10m劃分為3段，采用弧面向下預制工藝（見圖3），中間預留50 cm的后澆帶，優缺點分析如下。

圖3 弧面向下翻轉預制示意圖

2.2.1 優點

1）采用預制與現澆相結合的施工工藝，將大量的鋼筋混凝土施工集中到預制場進行，減少現場鋼筋混凝土施工工作量。自8月開始預制，確保在現場安裝前完成所有擋浪墻的預制，降低人、材、機的投入，降低總成本。

2）改為預制安裝工藝后，擋浪墻安裝可在10月底進行，此時堤頂道路已成型，其他分項施工所需施工機械陸續減少，安裝施工對其他分項作業影響小。

3）進入冬季施工前，已基本完成擋浪墻施工，保證了混凝土的施工質量，減小冬季施工措施費的投入。

4）擋浪墻采用反弧向下預制，利于氣泡的排出，保證反弧及斜面處的觀感質量。

5）因下伸部分預留為現澆，與底部護面塊體等其他結構的結合性可以得到保證。2.2.2 缺點

1）對擋浪墻底部C15混凝土墊層的平整度要求高。

2）預制擋浪墻的翻轉、存放及出運增加了工序，成品保護要求相對較高。

云南中行黨委高度重視首屆進博會的前期準備和服務工作。早在今年初，就成立了以行長周洪源為組長的工作領導小組，先后召開多次專題會議研究做好進博會的工作部署，制定了客戶邀約、現場服務保障、金融產品定制等一系列工作方案。

3）預制安裝工藝，需增設出運存放及運輸和后澆帶斷面處理費用。

2.3 方案造價分析

方案造價見表1。

表1 方案造價分析表

2.4 方案工期比較

方案一：受堤身沉降、堤頂道路及工作面限制，自10月21日開始完成325段擋浪墻施工。綜合現場實際情況，每天可完成8段施工。按照有效作業天計算，工期需68 d，至12月27日完成。

方案二：預制至10月31日完成。安裝自10月底開始，按照兩個工作面，考慮其他因素影響，則需工期20 d。此時同步推進后澆帶施工，至12月上旬基本完成。

經過施工方案比選，綜合考慮施工進度、質量、效益、安全、環保等因素，最終確定采用方案二的部分斷面預制與現澆相結合施工工藝。

3 施工工藝及操作要點

3.1 工藝原理

將擋浪墻原單段長度為10m的現澆擋浪墻更改為內含3塊3m長預制塊的10m單元段，預制塊安裝后其間設置2處0.5m的后澆帶，下伸部分以10m為單段長度進行現澆，從而實現擋浪墻全斷面施工。預制施工中，采用弧面向下翻轉預制的工藝，出運時通過吊架進行翻轉調正，減小了擋浪墻的混凝土質量通病，確保了混凝土觀感質量。

3.2 施工方法及操作要點

3.2.1 模板加工及支拆

本工程預制塊體工程量較大，模板周轉次數多，因此選用剛度較大的鋼模板。翻轉預制時，底部弧形底板為工程外露面，須防止因周轉次數多而產生變形。重點做好模板安裝及鋼筋綁扎時底模上細小雜物顆粒的清理，同時控制好模板油的質量和用量，以免造成混凝土污染。模板結構形式如圖4所示。

圖4 胸墻塊體模板圖（側視）

因擋浪墻預制臺座為下凹式（較路面低50cm），且預制塊體高度為1.5m，使用混凝土攪拌車到達澆筑點時，放低并橫移卸料斗，直接澆筑，澆筑工藝如圖5。

圖5 混凝土澆筑工藝示意圖

混凝土分3層澆筑到頂，每層厚度約50 cm。為了避免頂層振搗時其下突出部分處出現翻漿，在此處設25 cm寬模板壓漿，壓漿板以外部分為工程外露面，此部分需壓面抹光。壓漿模板及外漏處抹面分別見圖6及圖7。

圖6 壓漿板示意圖

圖7 外露處混凝土抹面

3.2.3 翻轉出運

由于預制采用弧面向下施工工藝，出運時需采用預制塊端頭設置吊裝孔進行90°翻轉。在每塊預制塊3m長方向的兩端分別設置3個吊裝孔，孔徑55mm，孔深50 cm，模板安裝時使用鋼管插銷，拔出后形成預留吊裝孔，見圖6中鋼管。

根據塊體重量12 t、塊體重心位置、翻轉后吊點需在重心向下20 cm以上、50 t汽車吊小鉤承受重量5 t等設備能力，設置吊裝孔點位。吊裝孔布設圖及吊具見圖8。

圖8 吊裝孔布設圖及吊具示意圖

為使小鉤盡量承受小的力量，僅起輔助翻轉作用，設置構件臺座上起重狀態時，小鉤吊點距離重心60 cm，大鉤吊點距離重心20 cm，小鉤吊點與大鉤吊點至重心距離比為3∶1，使小鉤承受重量在3 t以內。因塊體長度3m，考慮每邊富裕20cm，使用3.4m長10 cm×10 cm角鋼 (壁厚5mm)組合焊接制作撐桿，以便吊裝時將鋼絲繩撐開，防止吊裝時鋼絲繩勒壓，造成邊棱殘缺（撐桿及受力計算簡圖見圖9）。撐桿端頭吊耳板與型鋼連接方式為焊接，撐桿不僅受軸向力，同時因吊耳板吊點不在軸線上，跨中截面受彎矩內力，軸向力可視為二力桿，進行跨中彎矩計算，從而驗算拉應力與材料容許應力的關系。

圖9 撐桿及受力計算簡圖

因每邊大鉤設置兩個吊裝點，構件臺座上狀態時為上下布置，翻轉后為水平布置，因此兩吊點使用同一根鋼絲繩，以便通過滑輪自行調整兩邊長度，繞過滑輪連接起吊。

大小鉤同時起吊將塊體調離臺座，離地60 cm后，即可收小鉤進行翻轉，同時大鉤可適當進行落鉤，緩緩將塊體翻轉，待塊體基本翻轉完成后，即可裝車出運存放。安裝時，使用出運吊裝孔即可進行安裝。

4 實施效果

將擋浪墻現澆混凝土施工改為部分斷面塊體預制與兩次后澆相結合，預制塊弧面向下翻轉預制的施工工藝，減小了擋浪墻的混凝土質量通病，確保了混凝土觀感質量（見圖10）。同時便于施工組織，與現澆施工相比縮短了堤上施工工期，合理調配使用了現場的人、材、機，降低了工程投入。安裝任務于11月底完成，有效保證了施工工期，為堤上其他工序工作面開展、作業效率的提高起到了關鍵作用。

圖10 擋浪墻弧面觀感質量

5 結語

通過本工程的施工方案選擇，綜合分析各施工方案的利弊，不僅自身的施工能力和經驗得到提高，積累了預制質量控制經驗，提高了預制場生產技術管理水平，工程能夠按時保質保量的完成，同時得到業主的信任，開拓了市場。此次探索可為類似受干擾因素多、上部結構相對較小的混凝土現澆工程施工提供一條新的思路。

[1] JTS 257—2008，水運工程質量檢驗標準[S].

[2] JTS 202—2011，水運工程混凝土施工規范[S].

[3] JTS 202-2—2011，水運工程混凝土質量控制標準[S].

[4] 中交第一航務工程局有限公司.港口工程施工手冊[M].北京：人民交通出版社，1994.