預(yù)制裝配式柱板組合擋墻施工工法

裴艷 PEI Yan

（安徽省新路建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，阜陽 236000）

0 引言

目前，為了適應(yīng)不同地區(qū)的建筑條件（如地基、料源、地形等）和不同的使用要求（如建筑高度、穩(wěn)定性等），已研發(fā)各種現(xiàn)澆的重力式擋墻、懸臂式擋墻、樁板墻等。在工程實(shí)踐中，各種現(xiàn)澆支擋結(jié)構(gòu)存在以下不足。發(fā)展預(yù)制拼裝式的新型支擋結(jié)構(gòu)將具有較大的應(yīng)用前景。

1 特點(diǎn)

①本方法采用裝配式預(yù)制板與柱組合結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同的優(yōu)化，當(dāng)基礎(chǔ)采用條形淺基礎(chǔ)時(shí)，條形淺基礎(chǔ)預(yù)留臺(tái)階式杯口，基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋錨固端板，錨固端板上的長短螺桿分別與柱底及樁底部翼板錨固，并澆膨脹混凝土加強(qiáng)連接，由此省略傳統(tǒng)預(yù)制柱施工時(shí)的臨時(shí)支撐步驟，且連接強(qiáng)度高。②本方法當(dāng)樁柱同步澆筑施工完成時(shí)，在樁柱交接面區(qū)域吊放與鋼筋籠主筋固定連接的抗剪錨固筒；當(dāng)采用預(yù)制柱時(shí)，抗剪錨固筒在樁基施工時(shí)植入，并在筒周澆筑擴(kuò)大段，有效保證連接段的穩(wěn)定性。③本方法涉及的預(yù)制板的錨桿（索）固定端設(shè)置于柱底部翼板上，柱板頂部設(shè)置整體式的錨固板，埋入現(xiàn)澆混凝土壓頂內(nèi)，擋墻整體好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。④當(dāng)擋墻高度較高時(shí)，在預(yù)制柱（或現(xiàn)澆柱）間預(yù)埋連接筋，通過在裝配式預(yù)制板上安裝后置U形鋼筋混凝土槽并灌漿形成限位肋，增加與墻后土體接觸面從而提高擋墻穩(wěn)定性。

2 工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

預(yù)制裝配式柱板組合擋墻施工工藝流程：

施工前準(zhǔn)備→基礎(chǔ)開挖→構(gòu)件預(yù)制→擋墻基礎(chǔ)施工→擋墻柱體施工→預(yù)制板吊裝→U型鋼筋混凝土槽安裝→U型槽注漿作業(yè)→現(xiàn)澆混凝土壓頂施工→墻背土回填

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 施工前準(zhǔn)備

①熟悉結(jié)構(gòu)圖紙；同時(shí)刷坡至設(shè)計(jì)位置，清除邊坡上的松土；②編制詳細(xì)的施工方案和施工進(jìn)度計(jì)劃；③施工設(shè)備、材料進(jìn)場，搭建臨時(shí)設(shè)施和安裝、調(diào)試設(shè)備，水電接通到位，并配備發(fā)電機(jī)組備用；④各預(yù)制構(gòu)件根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的尺寸要求進(jìn)行預(yù)制，質(zhì)檢合格后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場統(tǒng)一堆放。

2.2.2 擋墻基礎(chǔ)施工

①當(dāng)基礎(chǔ)采用條形淺基礎(chǔ)時(shí)：

1）施工工藝流程：清理—混凝土墊層—清理—鋼筋綁扎—安裝預(yù)埋件—支模板—相關(guān)專業(yè)施工—清理—混凝土攪拌—混凝土澆筑—混凝土振搗—混凝土找平—混凝土養(yǎng)護(hù)

2）地基驗(yàn)槽完成后，清除表層浮土及擾動(dòng)土，不得積水，立即進(jìn)行墊層混凝土施工。

3）條形淺基礎(chǔ)鋼筋綁扎時(shí)，預(yù)埋入錨固端板，錨固端板與已綁扎的鋼筋焊接連接，錨固端板上設(shè)置長短螺桿，如圖1所示，長短螺桿伸出基礎(chǔ)企口頂面，如圖2所示。

圖1 錨固端板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 條形淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖

4）鋼筋綁扎及相關(guān)專業(yè)施工完成后立即進(jìn)行模板安裝。

5）在澆筑開始時(shí)，先滿鋪一層5~10cm厚的混凝土，然后對(duì)稱澆筑。

6）已澆筑完的混凝土，常溫下，應(yīng)在12h左右覆蓋和澆水。

7）側(cè)面模板在混凝土強(qiáng)度能保證其棱角不因拆模板而受損壞時(shí)方可拆模，拆模前設(shè)專人檢查混凝土強(qiáng)度，拆除時(shí)采用撬棍從一側(cè)順序拆除。

②當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí)（以鉆孔灌注樁為例）：

1）樁基施工前，先做好樁位的定點(diǎn)工作，護(hù)筒的埋設(shè)與校正工作，每個(gè)樁位均已設(shè)置不少于4點(diǎn)的護(hù)樁。護(hù)筒的中心線與樁位中心線的允許偏差不大于20mm，護(hù)筒應(yīng)垂直。樁位中心偏差不得大于5cm。

2）護(hù)筒采用8mm厚的鋼板加工制作，護(hù)筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大20cm。護(hù)筒長為2.5m，并根據(jù)設(shè)計(jì)樁位中心線埋設(shè)，外露30cm，埋設(shè)后進(jìn)行復(fù)核校正，其樁位偏差不大于5cm。

3）鉆機(jī)安裝必須平直、穩(wěn)固。在架立鉆架時(shí)，應(yīng)使鉆架天車中心、轉(zhuǎn)盤中心及樁位中心，必須三點(diǎn)一線。

4）清孔應(yīng)分二次進(jìn)行。第一次清孔在成孔完畢后立即進(jìn)行；第二次在下鋼筋籠和導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行。

5）鋼筋籠施工：a）當(dāng)擋墻采用現(xiàn)澆柱時(shí)，鋼筋籠內(nèi)直接預(yù)埋帶栓釘?shù)目辜翦^固筒，錨索（桿）固定在內(nèi)部隔板上；b）當(dāng)擋墻采用預(yù)制柱時(shí)，鋼筋籠內(nèi)預(yù)埋無栓釘?shù)目辜翦^固筒，錨固筒上預(yù)留溢流孔，同時(shí)采用臨時(shí)蓋板對(duì)頂部進(jìn)行遮蓋，橡膠塞臨時(shí)封堵溢流孔，如圖3所示；吊放鋼筋籠入樁孔時(shí)使用吊車，鋼筋籠要緩慢吊入孔內(nèi)，避免盲目碰接孔壁，鋼筋籠按設(shè)計(jì)標(biāo)高放置后應(yīng)馬上固定好后，二次清孔后灌注水下混凝土。

圖3 預(yù)制柱時(shí)樁基施工示意圖

6）利用專用商品混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸至現(xiàn)場通過導(dǎo)管下灌混凝土，混凝土澆筑第一次下料量應(yīng)使導(dǎo)管埋深不能小于1m；整個(gè)澆筑過程中要做到均勻、連續(xù)、緊湊。

2.2.3 擋墻柱體施工

①擋墻采用現(xiàn)澆柱體時(shí)，柱一次澆筑成形，內(nèi)部通過PVC管預(yù)留錨索壓漿通道，柱澆筑采用導(dǎo)管導(dǎo)落，使混凝土自由傾落高度不超過2m，導(dǎo)管直徑在250mm以上，且在卸落前應(yīng)先用砂漿潤滑導(dǎo)管。澆筑混凝土?xí)r，要分層澆筑，分層振搗。

②擋墻采用預(yù)制柱時(shí)，檢驗(yàn)合格后直接進(jìn)場吊裝就位，通過底部端板與條形淺基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)連接錨固。連接條形淺基礎(chǔ)時(shí)，校正垂直度后可直接澆筑膨脹混凝土；連接樁基礎(chǔ)時(shí)，預(yù)先將樁基頂部混凝土剝離，并在抗剪錨固筒上焊接栓釘，吊裝預(yù)制柱并校正垂直度后，支設(shè)模板澆筑擴(kuò)大段。

③高擋墻（高度≥6m）施工時(shí)，預(yù)制柱內(nèi)預(yù)埋橫向連接筋，相鄰柱體安裝完成后，采用直螺紋套筒連接。

2.2.4 擋墻預(yù)制板安裝

①在擋墻壁板預(yù)制（現(xiàn)澆柱體養(yǎng)護(hù)）的同時(shí)，可先進(jìn)行挖方區(qū)域土方清理，至設(shè)計(jì)標(biāo)高40cm時(shí)停滯，待預(yù)制板（現(xiàn)澆柱體）混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，清除預(yù)留的40cm土石層，運(yùn)輸預(yù)制板至施工區(qū)域待安裝。

②在路堤施工的同時(shí)，要把擋墻預(yù)制板安裝范圍內(nèi)的地基表層浮渣、松散物清除干凈并夯實(shí)，當(dāng)預(yù)制板的基底不平整時(shí)，采用漿砌片石墊塊填補(bǔ)。

③安裝預(yù)制板時(shí)，確保與樁體搭接處的接觸面平整，高擋墻作業(yè)時(shí)，由于需安裝U型鋼筋混凝土槽，因此相應(yīng)標(biāo)高處的預(yù)制板須設(shè)置上下限位肋板。

2.2.5 U型鋼筋混凝土槽安裝

U型鋼筋混凝土槽根據(jù)圖紙尺寸預(yù)制，外觀尺寸校驗(yàn)合格后直接采用吊機(jī)吊裝就位，采用螺栓與預(yù)制板錨固，如圖4所示。

圖4 U型鋼筋混凝土槽安裝示意圖

2.2.6 U型槽注漿作業(yè)

①U型槽注漿采用水泥素漿。宜采用UBJ-1.8灰漿泵向頂部預(yù)留孔內(nèi)灌注水泥漿，采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.38~0.5配料進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不少于兩分鐘。②注漿完成后，及時(shí)將U型槽頂部預(yù)留的注漿孔封堵。

2.2.7 現(xiàn)澆混凝土壓頂施工

上述作業(yè)完成后，在預(yù)制板及擋墻柱體頂部安裝整體式錨固板，錨固板可采用鋼板也可采用鋼筋混凝土板。整體式錨固板與柱體內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨索張拉錨固，安裝完成后，在頂部支模，澆筑混凝土壓頂以提高擋墻整體性。

2.2.8 墻背土回填

①現(xiàn)澆混凝固體壓頂強(qiáng)度級(jí)別達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度級(jí)別的75%以上，可進(jìn)行墻背填料施工。填料采用挖方石渣填筑，其內(nèi)摩擦角不小于35度。②墻后必須回填均勻，攤鋪平整。填料頂面橫坡符合設(shè)計(jì)要求。墻后1.5m范圍內(nèi)，不應(yīng)有大型機(jī)械行駛或作業(yè)，為防止碰壞墻體，應(yīng)采用小型壓實(shí)機(jī)械碾壓，分層厚度不應(yīng)超過0.2m。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 預(yù)制柱及預(yù)制板吊裝質(zhì)量控制

①預(yù)制柱及預(yù)制板的外觀、強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求，外觀質(zhì)量符合表1規(guī)定。

表1 預(yù)制柱板制作允許偏差表

②預(yù)制柱扶直后，通過安裝吊點(diǎn)將其吊至安裝點(diǎn)。為防其在吊升過程中任意擺動(dòng)，應(yīng)使用纜風(fēng)繩拉住預(yù)制柱，以避免損壞、減少事故發(fā)生。由于預(yù)制柱需通過錨索及鋼筋與基礎(chǔ)相連，在定位安裝的過程中離基礎(chǔ)較近，因此，在安放的過程中須保持緩慢平穩(wěn)。待預(yù)制柱基本就位后，用倒鏈和纜風(fēng)繩對(duì)其位置進(jìn)行微調(diào)和校正。預(yù)制柱位置達(dá)到安裝的精度要求后，去掉吊裝設(shè)備。

③預(yù)制板吊裝過程中，可預(yù)先包裹50mm左右的紙板保護(hù)結(jié)構(gòu)凸榫及預(yù)埋件，并確保吊裝機(jī)械夾完全貼合預(yù)制板的頂部，防止夾具損壞板體。

3.2 柱內(nèi)錨索安裝質(zhì)量控制

①柱體內(nèi)預(yù)留孔徑誤差±100mm，軸線的偏差斜率不應(yīng)大于錨索長度的2%。

②在張拉前取0.1~0.2p的張拉力進(jìn)行預(yù)張拉，使錨索處在完全順直狀態(tài)，各部位緊密接觸。張拉穩(wěn)壓時(shí)間除第一級(jí)要穩(wěn)壓20~30min外，其余每級(jí)持荷穩(wěn)定時(shí)間2~5min。

③封錨時(shí)，多余外露的錨索用手提砂輪機(jī)切除，嚴(yán)禁電弧燒割，并留長50~100mm的外露錨索。

3.3 U型槽注漿質(zhì)量控制

①地面拌漿人員應(yīng)按配比拌漿，嚴(yán)格質(zhì)量管理并及時(shí)報(bào)監(jiān)理現(xiàn)場檢查。

②出漿時(shí)要經(jīng)網(wǎng)篩過濾，拌漿液須經(jīng)檢測符合要求后方能送至作業(yè)面使用。

③由于U型槽內(nèi)腔體積較小，注漿時(shí)須嚴(yán)格控制壓力和注漿量，以防超注流漿。

④若發(fā)現(xiàn)U型槽與預(yù)制板及預(yù)制柱之間有漏漿現(xiàn)象，及時(shí)封堵，確保槽內(nèi)填滿。

3.4 墻背土回填施工質(zhì)量控制

①填土前，應(yīng)將基土上的雜物處理完畢，清理干凈。

②檢驗(yàn)土質(zhì)。

③回填時(shí)必須根據(jù)設(shè)計(jì)斷面水平向分層填筑和壓實(shí)。分層最大松鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，且不應(yīng)超過30cm；分層最小壓實(shí)厚度不小于10cm。

④回填土方每層壓實(shí)后，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行環(huán)刀取樣，測出土的質(zhì)量密度，達(dá)到要求后，進(jìn)行上一層的鋪土。

3.5 預(yù)制板運(yùn)輸質(zhì)量控制

①運(yùn)輸車的車況檢查。運(yùn)輸前對(duì)運(yùn)輸車進(jìn)行全面的檢查，防止預(yù)制板運(yùn)輸過程中出狀況；加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸車的定期保養(yǎng)。②預(yù)制板在運(yùn)輸車上就位后用手拉葫蘆將預(yù)制板與車架捆成一體。預(yù)制板底鋪設(shè)具有防滑移、防沖擊特性的方木及橡膠墊。

4 效益分析

4.1 資源節(jié)約

本方法針對(duì)不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同的優(yōu)化，當(dāng)基礎(chǔ)采用條形淺基礎(chǔ)時(shí)，杯口空腔后澆膨脹混凝土加強(qiáng)連接，由此省略傳統(tǒng)預(yù)制柱施工時(shí)的臨時(shí)支撐步驟，且連接強(qiáng)度高；當(dāng)采用預(yù)制柱時(shí)，抗剪錨固筒在樁基施工時(shí)植入，頂部設(shè)置連接環(huán)板與預(yù)制柱底部預(yù)埋螺桿連接，并在筒周澆筑擴(kuò)大段，有效保證連接段的穩(wěn)定性，施工快捷、方便，節(jié)約施工過程中的時(shí)間成本；綜上所述，本方法不但能有效保證擋墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及施工安全性，而且大大節(jié)約了資源，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益非常顯著。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

本方法采用裝配式預(yù)制板與柱組合結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同的優(yōu)化，當(dāng)基礎(chǔ)采用條形淺基礎(chǔ)時(shí)，條形淺基礎(chǔ)根據(jù)柱截面尺寸預(yù)留臺(tái)階式杯口，預(yù)制柱吊裝后，杯口空腔后澆膨脹混凝土加強(qiáng)連接，同時(shí)省去預(yù)制柱臨時(shí)支撐的工序；當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，在樁柱交接區(qū)安裝抗剪錨固筒，并安裝臨時(shí)模板在筒周澆筑擴(kuò)大段；另一方面，擋墻板均采用預(yù)制方式，且合理設(shè)置加強(qiáng)背肋，保證穩(wěn)定性的同時(shí)大幅縮短工期；總體而言，相比于傳統(tǒng)擋墻施工，節(jié)約總造價(jià)可達(dá)10%以上。

4.3 社會(huì)效益分析

采用預(yù)制裝配式柱板組合擋墻施工方法施工時(shí)，整體施工操作常規(guī)、簡便，施工效率高，施工時(shí)安全可靠，工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全均按合同要求完成，完工后獲得社會(huì)各方的高度好評(píng)。該方法推進(jìn)了裝配式擋墻施工的技術(shù)進(jìn)步，社會(huì)效益明顯，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場應(yīng)用前景。

5 應(yīng)用實(shí)例

臨泉縣G345臨泉至關(guān)廟改建工程，路線全長約30.982km。主要工程內(nèi)容包括路基土方、水泥穩(wěn)定碎石基層、老路碎石化處理和瀝青混凝土面層，標(biāo)內(nèi)小橋1座、蓋板涵3座、圓管涵17道及街道段排水等工程。工程中部分路段護(hù)坡采用“預(yù)制裝配式柱板組合擋墻施工工法”，與傳統(tǒng)擋墻工藝相比，整體施工節(jié)約造價(jià)約8%，縮短工期約10%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。2019年8月施工路段順利通過整體驗(yàn)收，綜合效益明顯。