胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝淺析

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摘要：胸墻傳統(tǒng)施工工藝為現(xiàn)澆施工，水面以下乘潮現(xiàn)澆。本文以某護岸改造工程胸墻為例，介紹了胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的創(chuàng)新施工工藝，本工藝適用于設(shè)計底標高位于施工水位以下，導(dǎo)致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：施工工藝；胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合

一、前言

胸墻是水運工程中的常見主體結(jié)構(gòu)，它構(gòu)成船舶系靠所需的直立墻面，擋住墻后回填料，承受作用在碼頭上的各種荷載，并將這些荷載傳遞給基礎(chǔ)和地基中，此外，胸墻還起著將墻身構(gòu)件連城整體的作用。其位置一般位于水位變動區(qū)，因此常規(guī)鋼筋混凝土胸墻施工主要采取乘潮施工的方式進行分層分段現(xiàn)澆施工，即在低潮時進行底層胸墻的鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑和拆模作業(yè)，通過合理安排乘潮時間，確保在潮位再次上漲時，混凝土已經(jīng)澆筑完畢并初凝。隨著近年來對碼頭使用功能需求的提高，胸墻的標高范圍也越來越大，部分工程的胸墻底標高已接近甚至低于設(shè)計低水位。使胸墻底層施工段的乘潮機會越來越少，平均每月符合施工條件的潮位只有0~2次，無法滿足施工工期需求，獲只能應(yīng)用造價較高的水下混凝土澆筑工藝，造成施工成本的增加。同時底層胸墻存在養(yǎng)護難題，易產(chǎn)生裂縫等質(zhì)量通病。為攻克上述難題，依托青島區(qū)某兩個護岸工程，對多種方案進行技術(shù)性、經(jīng)濟性和可行性的比選后，最終提出“碼頭胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合施工工藝”，即將難以施工的胸墻底層施工段劃分為預(yù)制部分和現(xiàn)澆部分，其中內(nèi)外墻面作為預(yù)制部分陸上預(yù)制、水上安裝，其余部分作為現(xiàn)澆部分，從而顯著減少乘潮施工需求。該工藝目前已成功應(yīng)用于這兩個護岸工程中，解決了胸墻底層施工段無法乘潮施工的難題，并產(chǎn)生了一定的社會經(jīng)濟效益。

二、胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的特點及工藝原理

1．胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的工藝特點

施工效率高：通過將胸墻內(nèi)外墻面轉(zhuǎn)變因為預(yù)制塊體，在陸上完成預(yù)制施工，不再受潮位影響，省略了難以乘潮施工的現(xiàn)場鋼筋綁扎、模板安拆、混凝土養(yǎng)護等工序，將乘潮施工次數(shù)由4次縮短為1次，施工效率顯著提高。提高胸墻施工質(zhì)量：將胸墻內(nèi)外墻體以預(yù)制構(gòu)件的形式在陸上施工，更易于現(xiàn)場質(zhì)量管理和混凝土養(yǎng)護，同時把底層胸墻這一大體積混凝土結(jié)構(gòu)拆解為兩部分，減少了混凝土出現(xiàn)裂縫的可能，提高了胸墻施工質(zhì)量。施工方便：通過合理安排流水施工進行陸上進行胸墻構(gòu)件的預(yù)制，能夠提供充足的工作面和施工時間，在鋼筋綁扎、模板安拆和混凝土澆筑養(yǎng)護等重要工序方面，施工難度均明顯低于乘潮施工。

2．胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的工藝原理

將常規(guī)現(xiàn)澆碼頭胸墻分割為預(yù)制和現(xiàn)澆兩部分，其中預(yù)制部分包含：胸墻內(nèi)外側(cè)一定厚度的墻體，墻體厚度一般為300~400mm；預(yù)綁扎完畢的底層施工段胸墻鋼筋網(wǎng)片；以及連接內(nèi)外墻體，形成一個預(yù)制構(gòu)件整體的的連系梁?，F(xiàn)澆部分則是剩余的底層胸墻施工段素混凝土部分。將預(yù)制塊體安裝完畢后，乘1次潮位直接進行混凝土澆筑，即完成底層胸墻施工段澆筑。

三、胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝流程及操作要點

1．施工工藝流程。2．操作要點。（1）預(yù)制塊體設(shè)計預(yù)制塊體設(shè)計主要包括塊體長度、寬度、高度、前后墻厚度、連系梁和總重（如圖3）。1）長度：將施工圖上的胸墻分段長度，劃分為盡量等分的小段，即預(yù)制塊體的長度，此劃分原則可減少預(yù)制構(gòu)件模板加工成本。劃分時應(yīng)保證塊體排列安裝后，胸墻分段施工縫與塊體安裝縫重疊，以保證沉降位移整體穩(wěn)定性。案例工程長度選擇為1.8m。當遇到個別塊體無法與標準塊體長度保持一致時，可單獨預(yù)制。2）寬度：寬度等于胸墻前后墻面之間的距離，案例工程中寬度選擇為2.3m。3）高度：預(yù)制塊體高度的設(shè)置，以保證上層胸墻施工乘潮作業(yè)為宜，即通過查詢潮汐表，確定滿足每天均有足夠乘潮時間潮位高度，以此高度為預(yù)制塊體安裝后頂標高，減胸墻底標高后得到預(yù)制塊體高度。案例中高度選擇為0.6m。4）前后墻厚度：以能夠滿足塊體吊裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為宜，一般可取300~400mm。5）連系梁：主要起到固定前后墻位置和保證塊體吊裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作用，一般可取200mm寬，300~400mm高，并進行適當配筋，聯(lián)系量的位置以方便安裝為宜，重力式碼頭可直接與前后墻墻底面齊平，案例工程為板樁碼頭結(jié)構(gòu)，為預(yù)留樁端入胸墻深度，將連系梁位置設(shè)置于與前后墻頂面齊平。6）總重：在確定預(yù)制塊體長度、寬度、高度和前后墻厚度和連系梁后，可計算混凝土總方量和塊體總重，并以此總重確定吊機型號。若現(xiàn)場施工條件對施工機械存在限制，不足以起吊預(yù)制塊體，則可通過縮短塊體長度、前后墻厚度等措施調(diào)整塊體規(guī)格。塊體形狀BIM示意圖塊體配筋BIM示意圖圖3預(yù)制塊體設(shè)計示意圖（2）塊體預(yù)制1）鋼筋綁扎塊體鋼筋配置參照原有胸墻進行，底層鋼筋網(wǎng)及豎向鋼筋與胸墻配筋數(shù)量、位置相同。于聯(lián)系梁處增加連系梁鋼筋，連系梁配筋僅做塊體吊裝是保證塊體整體穩(wěn)定性用，可使用φ12HRB400鋼筋作為縱筋，與塊體鋼筋網(wǎng)片連接為整體，使用φ10HPB300鋼筋作箍筋，200mm間距布置。以φ16鋼筋設(shè)置4個吊環(huán)，并確保吊環(huán)對角線交點與塊體重心處于同一平面位置（如圖3）。此外，可于內(nèi)外墻面處預(yù)埋圓臺螺母，便于上層胸墻施工段施工。注：黃色鋼筋為預(yù)制時綁扎的原設(shè)計鋼筋；紅色鋼筋為預(yù)制時綁扎的新增鋼筋；綠色鋼筋為預(yù)制塊體安裝后再進行綁扎的原設(shè)計鋼筋。2）模板安裝及澆筑養(yǎng)護若塊體預(yù)制量較大，可使用定型鋼模板，若預(yù)制數(shù)量較少，可直接采用木模板進行安裝。塊體使用與胸墻相同型號的混凝土進行澆筑施工，混凝土的澆筑和養(yǎng)護施工要求與常規(guī)水運工程預(yù)制塊體要求相同，參照《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》或《防波堤設(shè)計與施工規(guī)范》執(zhí)行（如圖4）。塊體養(yǎng)護完畢后，對前后墻內(nèi)側(cè)立面及頂面混凝土進行鑿毛作業(yè)。3）塊體安裝基面整理塊體安裝前，先進行基面處理，若是重力式碼頭，可直接安放于沉箱或方塊上，安放前于塊體和沉箱接觸面之間座漿即可。案例工程為板樁碼頭結(jié)構(gòu)，安放前，于安放面鋪設(shè)100mm厚碎石墊層，并人工水下整平。4）塊體安裝經(jīng)測量放線后，使用吊車從陸上進行吊裝（如圖5），每吊裝完成一個胸墻施工段后，使用砂漿填塞塊體安裝縫（胸墻施工縫處除外），并使用竹膠板作為堵頭模板。安裝完畢后，按5.3中鋼筋分布鋪設(shè)縱向胸墻底部鋼筋。（與現(xiàn)澆部分共乘1個大潮位即全部完成施工）5）現(xiàn)澆部分施工預(yù)制塊體安裝完畢后，直接進行現(xiàn)澆部分的施工工作，現(xiàn)澆采用料斗或溜槽送料，混凝土澆筑操作要點同常規(guī)胸墻混凝土現(xiàn)澆工序（如圖7）。6）上層胸墻施工段施工完成底層胸墻施工段施工后，上層胸墻施工段即具備常規(guī)乘潮施工條件，即每天均有4~8h海面低于施工工作面高程?？芍苯舆M行常規(guī)鋼模板支模現(xiàn)澆工藝（如圖8）。

四、質(zhì)量控制

1．模板質(zhì)量控制。模板進場前技術(shù)人員對模板進行逐件驗收，確保尺寸偏差滿足設(shè)計和規(guī)范要求，嚴禁偏差過大的模板投入使用。請專業(yè)模板生產(chǎn)廠家對模板進行設(shè)計，需經(jīng)過詳細受力計算，并考慮一定的安全系數(shù)，模板進場前需檢查焊接質(zhì)量，確保模板強度足夠。加強現(xiàn)場控制，模板支立完成后需對模板進行逐件檢查，確保模板拼縫整齊、支撐牢靠、脫模劑涂刷均勻。模板支立時需將預(yù)埋件固定牢靠，澆筑時振搗棒需避開預(yù)埋件位置，避免對預(yù)埋件進行碰撞；砼澆筑完成后需由測量人員對預(yù)埋件進行復(fù)核，確保位置準確。2．鋼筋質(zhì)量控制。加強現(xiàn)場控制，鋼筋加工完成后需對鋼筋尺寸進行驗收，防止尺寸不正確的鋼筋用于綁扎。使用技術(shù)熟練的焊工，焊接完成后需按規(guī)范要求對焊接鋼筋進行抽檢，檢驗合格才能進行下步施工。后對尺寸不足的地方及時進行調(diào)整，確保鋼筋保護層厚度。3．混凝土質(zhì)量控制。使用技術(shù)熟練的砼工，作業(yè)前進行嚴格的技術(shù)交底，施工過程中加強控制。砼澆筑前進行作業(yè)條件檢查，確保砼供應(yīng)和模板拼裝質(zhì)量，檢查所有設(shè)備是否完好并備用設(shè)備預(yù)防突發(fā)事件。嚴格按照方案進行施工，派專人及時進行養(yǎng)護并留好養(yǎng)護記錄。根據(jù)天氣氣溫、試驗結(jié)果確定拆模時間，嚴禁提前。4．預(yù)制塊體安裝質(zhì)量控制。安放預(yù)制塊體之前對塊體放置區(qū)域進行壓實，并用砂漿找平，保證塊體安放無偏位。加強現(xiàn)場控制，確認相鄰塊體間無錯臺、無前沿線偏差后方可進行胸墻模板支設(shè)。

五、結(jié)語

胸墻預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合施工工藝，經(jīng)現(xiàn)場施工檢驗，該工藝成功解決了胸墻底層施工段乘潮作業(yè)時間不足、無法乘潮現(xiàn)澆施工的難題，提高了胸墻施工的施工效率，縮短工期的同時保證了較高的施工質(zhì)量，并節(jié)約了成本，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。該工藝可適用并推廣應(yīng)用于設(shè)計底標高位于施工水位以下，導(dǎo)致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結(jié)構(gòu)。

作者:張永敏 單位:中建筑港集團有限公司