“臺階式”預制裝配式擋墻在蘇州河堤防工程中的應用

徐瑞

（上海東華工程咨詢有限公司，上海 200434）

通過近幾年的發(fā)展，裝配式建筑已經(jīng)充分發(fā)展，工業(yè)廠房、民用住宅、市政給排水等工程建設領域均有裝配式結構的使用。許多成功的裝配式案例在工程質(zhì)量、進度控制以及成本節(jié)約方面均有明顯的優(yōu)勢[1]。

在水利工程建設領域，裝配式結構自1955 年前后就已開展相關工作[2]。防汛墻（或擋墻）作為堤防工程的核心組成部分，在預制裝配的領域中不斷的探索。“臺階式”預制裝配式混凝土二級防汛墻原理是采用壓重式拼接，能很好地起到止水效果，再通過垂直向螺桿連接，壓緊止水材料，更好地發(fā)揮防汛墻的防汛功能，在保證質(zhì)量的前提下，施工更安全可靠。因其在質(zhì)量、安全、生態(tài)、經(jīng)濟等方面優(yōu)越的綜合性能，可供類似工程予以參考、推廣使用。

1 案例工程

2018 年12 月30 日，上海市蘇州河環(huán)境綜合整治四期工程全面啟動，作為其重要子項之一的蘇州河（真北路～蕰藻浜）堤防達標改造工程（以下簡稱“蘇四期堤防達標改造工程”）直接影響蘇州河水安全與水環(huán)境，牽涉面較廣，結合往期建設慣例，需先行實施，為后續(xù)穩(wěn)步推進各項工程打下堅實基礎[3]。

蘇四期堤防達標改造工程在不征地的原則下，結合廊道貫通工程設計方案尚未落地前提，同步考慮提出了近遠期結合過渡的銜接處理方案——“臺階式”預制裝配式混凝土二級防汛墻結構[4]（以下簡稱“預制二級擋墻”），近期布置在設計河口線的位置，實現(xiàn)近期防汛墻的簡單、快速、綠色施工，形成防汛封閉，待后期沿線生態(tài)景觀提升改造時，將原先預制裝配式二級擋墻整體吊裝至墻后腹地范圍，實現(xiàn)二級擋墻的重復利用，減少廢棄工程[5]。

2 “臺階式”預制裝配式二級混凝土防汛墻方案介紹

“蘇四期”堤防達標改造工程Z 型護岸采用“臺階式”預制裝配式混凝二級土防汛墻，見圖1。預制二級擋墻底部寬度為1.5m，墻身高1.8m，長度為3.18m，強度等級為C40，臺階式拼裝，單節(jié)重量為7.6T。工程總長約為2676m，約892 塊。初步設計方案見圖2。

圖1 “蘇四期”堤防達標改造工程Z 型護岸設計方案

圖2 預制二級擋墻標準塊設計方案

2.1 方案適用性

預制二級擋墻施工技術目前主要用于堤防工程防汛墻的二級擋墻施工，尤其適用于墻后場地受限制的區(qū)域和考慮近遠期結合設計的重要堤防工程建設。并且，預制二級擋墻在工程中使用的愈多，越有利于降低其工廠化預制成本，從而產(chǎn)生更加良好的經(jīng)濟性。

2.2 方案應用優(yōu)點分析

預制二級擋墻與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土擋墻在施工過程中形成鮮明對比，具有一定的優(yōu)點，體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）工廠化預制，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品（尤其外觀）質(zhì)量好；將現(xiàn)場粗放型施工轉(zhuǎn)變?yōu)楣S標準化、專業(yè)化的精致型加工[6]，避免現(xiàn)澆結構施工跑模、振搗、養(yǎng)護等造成的質(zhì)量通病問題。

（2）工程開工伊始即可進行預制，待具備安裝條件后，可迅速運至現(xiàn)場進行多作業(yè)面同步施工，提高了施工效率，縮短了建設周期，解決了現(xiàn)澆結構施工場地要求高、混凝土澆筑工期長、工序繁雜不能同步作業(yè)等弊病[7]。

（3）單塊結構體量較小，水上、陸上均可運輸和安裝，克服了作業(yè)面大小的限制；對于堤防護岸線形有較好的適用性，安裝成品直線段順直，曲線段順暢。

（4）構件之間采用臺階式拼合，螺栓加固，安裝簡便，結構可靠；連接處設置2 道遇水膨脹橡膠止水條，止水可靠。

（5）減少了現(xiàn)場作業(yè)量，節(jié)約了大量資源，優(yōu)化了施工工序，降低了建筑垃圾和環(huán)境污染，節(jié)能減排。

（6）一般情況下為清水混凝土飾面，如有需要也可使用造型模板生產(chǎn)，實現(xiàn)結構外飾面造型裝飾，更具藝術美感。

3 主要施工工藝流程

預制二級擋墻施工工藝主要包括工廠化預制和現(xiàn)場安裝兩個過程。

3.1 工廠化預制

（1）必須選擇優(yōu)秀的預制品生產(chǎn)商，經(jīng)過實地考察，擇優(yōu)供應。

（2）由于安裝尺寸精度要求較高，預制前運用BIM 模擬進行圖紙轉(zhuǎn)化及深化設計（見圖3），采用定型鋼模預制加工，確保構件生產(chǎn)質(zhì)量和截面精度。

圖3 運用BIM 技術深化設計

（3）先試制幾個樣塊（見圖4），進行工廠預安裝，確保滿足各項施工要求后，再進行大規(guī)模的排產(chǎn)。

圖4 預制二級擋墻樣塊工廠預拼裝

3.2 現(xiàn)場裝配安裝

以“首件制”為引領，施工前設置試驗段，確保大規(guī)模安裝作業(yè)的施工質(zhì)量和進度，見圖5。主要安裝工藝流程如下：

圖5 “首件制”現(xiàn)場拼裝試驗段

①基底處理：一、二級擋墻之間，用10～20mm 的1∶2水泥坐漿找平，并按要求施工限位C20 混凝土塊；②安裝：根據(jù)工況條件，采用陸上或水上起重設備進行吊裝作業(yè)；通過專用調(diào)節(jié)工具進行校正，安裝時注意連接處的止水縫處理，安裝完成后線型須順直；③安裝止水：在吊裝下一塊構件之前，應先放置好遇水膨脹橡膠止水條和聚乙烯低發(fā)泡板；④螺栓加固：施工岸段預制擋墻吊裝后，進行螺栓緊固并調(diào)整線形；⑤嵌縫：安裝作業(yè)完成后，變形縫外露部分、螺栓孔及吊點孔等采用單組份聚氨酯密封膏嵌縫。

3.3 閉水試驗

預制裝配式擋墻結構的防水性能非常重要。因此，待岸段整體安裝完成后需進行閉水試驗，見圖6。試驗程序如下：試驗準備→清理檢查水池→池內(nèi)蓄水→浸泡24 小時→檢查擋墻外側(cè)及底板滲水情況→檢查驗收→填寫驗收記錄表。

圖6 閉水試驗現(xiàn)場實景圖

4 主要施工質(zhì)量控制要點

（1）在工廠應采用一次成型澆搗工藝。

（2）運輸、吊裝等過程中應確保構件的完整性；進場的構件應嚴格進行進場檢查檢驗。

（3）嚴格控制構件吊裝精度，利用全站儀（或者GPS）放樣結構控制軸線及邊線，利用水準儀進行基底墊層及構件墻身的高程控制。

（4）應先實施試驗段，經(jīng)參建各方及質(zhì)監(jiān)單位審核通過后，方可大規(guī)模實施。

（5）選擇合適的遇水膨脹橡膠止水條，避免影響拼裝結構止水效果。

（6）各項安裝工作完成后，應嚴格按照施工質(zhì)量驗收評定要求進行驗收。

5 結語

案例工程應用“臺階式”預制裝配式混凝土二級防汛墻施工工藝，采用工廠化預制、規(guī)模化生產(chǎn)，節(jié)約了資源投入，提高了生產(chǎn)效率，保證了結構實體及外觀質(zhì)量；現(xiàn)場裝配作業(yè)方式，克服了場地局限，縮短了施工周期，減少了環(huán)境污染，節(jié)能減排，符合“綠色施工”的理念。

同時，其成功應用是建筑工業(yè)化裝配式技術在上海市水利堤防建設領域的首次嘗試，它成功地利用了二級擋墻結構相對簡單的特性，實現(xiàn)了較大結構的整體預制，為該項技術在更復雜的水工結構中的應用打下堅實的基礎。最主要的是，為后續(xù)墻后景觀生態(tài)廊道改造工程建設實施預留空間，方便安拆，反復利用，避免廢棄工程，經(jīng)濟性良好。