親水消浪格型結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制工藝

王連才

（天津港港務(wù)設(shè)施管理中心，天津 300456）

1 工程概況

工程位于東疆港區(qū)東南部東外堤的外側(cè)，東海岸一期工程范圍內(nèi)。防波堤軸線為弧線，采用環(huán)抱形式，口門(mén)有效寬度為150 m，總長(zhǎng)度為2919.263 m。其中親水消浪結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度約為440 m，天然泥面高程為-0.6～+1.6 m，設(shè)計(jì)堤頂高程+6.0 m。工程地理位置見(jiàn)圖1。

2 構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式

親水格型構(gòu)件為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚850 mm，頂板厚550 mm，前墻厚450 mm，后墻和隔墻厚400 mm。構(gòu)件的縱長(zhǎng)為6.4 m，每個(gè)格型構(gòu)件的底板上設(shè)有8排12φ240的泄壓孔，親水平臺(tái)頂板、外墻、前隔墻和中隔墻上均設(shè)有φ200的排氣減壓孔，單個(gè)格型構(gòu)件質(zhì)量為448 t。格型構(gòu)件的混凝土標(biāo)號(hào)為C30F300。結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖2。

3 親水格型構(gòu)件預(yù)制施工工藝

3.1 構(gòu)件的預(yù)制施工總流程

構(gòu)件預(yù)制施工流程見(jiàn)圖3。

3.2 構(gòu)件模板工藝

構(gòu)件高度達(dá)到6.0 m，新澆注混凝土側(cè)壓力較大，模板設(shè)計(jì)分底模、外模、內(nèi)模、端模4部分，均采用定型鋼模，以保證構(gòu)件外形尺寸和質(zhì)量。

3.2.1 底板模板

底模板采用傳統(tǒng)的“蹲底”形式，底胎上鋪設(shè)油氈紙止?jié){。模板接口處采用子母縫接口（如圖4所示），以方便支、拆模，控制接縫處的錯(cuò)牙，保證構(gòu)件底板的順直度。安裝時(shí)用木斜撐、緊張器及木楔子配合，以承載混凝土施工時(shí)作用在模板上的側(cè)壓力和上浮力。

3.2.2 內(nèi)模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）化學(xué)成分分析 分別在原材料及拉拔斷裂樣品上取試樣采用瑞士ARL直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。由表1可知，化學(xué)成分符合GB/T24238—2009標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)平面圖

圖2 親水消浪格型結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 親水格型構(gòu)件預(yù)制施工流程

圖4 底板模板接口形式

依據(jù)構(gòu)件形式，內(nèi)模設(shè)計(jì)成3種尺寸的可伸縮的結(jié)構(gòu)形式。底部設(shè)計(jì)了“行走輪”用于內(nèi)模板移動(dòng)，底部桁架設(shè)千斤頂支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行高度調(diào)節(jié)。因構(gòu)件高度達(dá)6.0 m，澆注混凝土?xí)r，模板承受的側(cè)壓力較大，為防止模板產(chǎn)生變形，在內(nèi)、外膜的背面均采用桁架結(jié)構(gòu)，并用穿墻螺栓定位。內(nèi)模側(cè)模與頂部用鉸接形式連接，方便其支拆。（見(jiàn)圖 5）。

圖5 內(nèi)模拆模工作示意圖

內(nèi)模拆模塊的設(shè)計(jì)綜合考慮受力、止?jié){、操作空間和施工等問(wèn)題。拆模塊處于內(nèi)模的底部，結(jié)構(gòu)形式為八字腳，其承受的混凝土的側(cè)壓力大而復(fù)雜。拆模塊的底腳鑲嵌橡膠條，用其止?jié){和調(diào)節(jié)因底板抹面、底胎平整度引起的模板支立標(biāo)高誤差，方便穿墻螺栓的使用。為在有限的操作空間里方便拆模塊的使用及內(nèi)模側(cè)模的拆卸，根據(jù)放樣情況，最終確定拆模塊的尺寸及結(jié)構(gòu)（如圖6所示）。

圖6 拆模塊大樣圖

內(nèi)芯模側(cè)模全部用桁架加強(qiáng)模板剛度，防止變形。穿墻螺栓和頂絲配合使用，頂絲可調(diào)節(jié)側(cè)模板的垂直度，并起到穿墻螺栓的作用。

3.2.3 外模及端模

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，外模全部為直立面，背部設(shè)桁架保證其剛度。

所有模板接縫處均用橡膠條止?jié){順接。外模底部設(shè)置8號(hào)槽鋼，內(nèi)模側(cè)模底部設(shè)置5號(hào)槽鋼，用來(lái)鑲嵌不同型號(hào)的橡膠條。外模板支拆使用龍門(mén)吊配合施工。內(nèi)外模板間使用對(duì)穿螺栓進(jìn)行連接加固。利用螺栓連接端模，外部設(shè)置頂絲加固，角度控制在0°～45°，能充分利用。

3.2.4 模板施工與應(yīng)用

依照設(shè)計(jì)的理念和使用步驟，按照先預(yù)制底板，再預(yù)制上部的施工工藝進(jìn)行支拆模。支立上部模板時(shí)，注意穿墻螺栓的使用，并綜合考慮工作效率；內(nèi)芯模的推入堅(jiān)持兩相鄰內(nèi)模不同時(shí)支立的原則。

3.3 鋼筋施工

鋼筋按設(shè)計(jì)圖紙綁扎完畢后，為了防止墻體鋼筋移位，在鋼筋綁扎前先準(zhǔn)確放線定位，利用腳手架、水平桿、限位鋼筋綁扎墻體鋼筋，鋼筋綁扎時(shí)用兩根斜拉鋼筋綁扎在每面墻體上，兩筋呈八字交叉綁扎。綁扎完畢后，用鋼絲繩拉住墻體鋼筋防止發(fā)生位移。底板澆注前，復(fù)核每面墻各個(gè)部位尺寸，驗(yàn)收合格后澆注底板，墻體鋼筋被固定在混凝土中。側(cè)模板支立時(shí)發(fā)現(xiàn)有的墻體箍筋阻礙穿墻螺栓使用，經(jīng)典型施工，在鋼筋綁扎前，將穿墻螺栓的位置標(biāo)示出，綁扎箍筋時(shí)，適當(dāng)調(diào)整箍筋間距，避開(kāi)穿墻螺栓孔的位置，在不影響鋼筋綁扎質(zhì)量的前提下，方便了穿墻螺栓的使用。

3.4 混凝土澆注

親水消浪格型構(gòu)件混凝土澆注時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制分層下灰、振搗。澆注上部混凝土?xí)r，采用階梯式下灰。澆注格型上部結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，從標(biāo)高較低處下灰、振搗，鋼筋密集處采用HZ6X-30棒振搗，避免漏振現(xiàn)象發(fā)生，具體步驟如圖7所示。

步驟1完成后，用50 cm寬的壓板蓋在已澆注好的混凝土上并將其固定住，防止未初凝混凝土在自重和振搗的作用下自模板底部溢出，解決了澆注順序的難題?；炷翝沧⑼戤吅螅皶r(shí)抹面并控制好抹面質(zhì)量。

圖7 格型構(gòu)件澆注順序圖

3.5 預(yù)制施工中的難點(diǎn)

由于構(gòu)件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，沒(méi)有以往的施工經(jīng)驗(yàn)，施工中存在的困難及難點(diǎn)包括：

1）頂部預(yù)留消浪孔采用較輕的PVC管，混凝土澆注時(shí)易上浮，且在抹面施工時(shí)較困難。

2）由于構(gòu)件是偏心結(jié)構(gòu)，鋼筋綁扎后向重的一側(cè)傾斜，模板支立困難較大。

3）穿墻螺栓孔若采用常規(guī)的PVC管，由于在該部位漏漿，將影響結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量。

4）由于構(gòu)件呈臺(tái)階狀，側(cè)墻澆注施工時(shí)上部結(jié)構(gòu)臺(tái)階處混凝土自模板底部溢出，影響施工速度和外觀質(zhì)量。

3.6 針對(duì)問(wèn)題及難點(diǎn)的解決方法和措施

該構(gòu)件是一種新型構(gòu)件，在以往預(yù)制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)其做了典型施工。經(jīng)總結(jié)對(duì)存在的問(wèn)題采取了相應(yīng)的施工措施，主要包括：

1）在格型頂面排氣孔的管上方用定制橡膠蓋封堵，并用鋼筋將其壓住，防止上浮，在混凝土終凝后將橡膠蓋取出，用木抹子壓面。采用該工藝后防止了管周圍漏漿，成孔效果好且不移位。

2）針對(duì)構(gòu)件鋼筋綁扎后向一側(cè)傾倒的情況，在底板模板支立后，安排鋼筋工搭設(shè)腳手架綁扎鋼筋，鋼筋綁扎完畢，再調(diào)整底板模板至合格后澆注底板混凝土。推進(jìn)內(nèi)模板前首先使用龍門(mén)吊將鋼筋籠吊起，緩慢將內(nèi)模板推入，然后再使用墊塊配合調(diào)整鋼筋保護(hù)層。內(nèi)芯模板支立后，支立堵頭模板，堵頭模板正位后支立外側(cè)平面模板。支立內(nèi)芯模的同時(shí)兼顧穿墻螺栓的使用，嚴(yán)格按照兩相鄰內(nèi)芯模不同時(shí)支立的原則。

3）針對(duì)穿墻螺栓經(jīng)常有拔不出來(lái)的現(xiàn)象，在此次格型構(gòu)件預(yù)制中，在穿墻螺栓外套管的兩端用塑料喇叭狀墊片止?jié){，解決了螺栓孔漏漿和螺栓拔不出的問(wèn)題。如圖8所示。

圖8 穿墻螺栓使用方法

4）根據(jù)“吊垹”施工的難點(diǎn)，在側(cè)幫底部設(shè)置了1塊“壓板”減少混凝土上返，更便于混凝土的振搗。終凝前拆除“壓板”進(jìn)行壓面施工。

4 結(jié)語(yǔ)

親水格型構(gòu)件是防波兼景觀功能的新型構(gòu)件，施工工藝較復(fù)雜，對(duì)觀感質(zhì)量要求高，通過(guò)對(duì)預(yù)制工藝的不斷研究、典型施工和總結(jié)改進(jìn)等措施在構(gòu)件的預(yù)制上取得良好的效果。對(duì)今后該種類型的構(gòu)件施工具有借鑒作用。為新型防波堤構(gòu)件的施工總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

[1]牛恩宗，馬德堂，孫紹晨.新型梳式防波堤[C]//.中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)深港建設(shè)技術(shù)研討會(huì)論文集，2003.

[2]王國(guó)玉，王永學(xué).新型透空式防波堤結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究 [J].中國(guó)造船，2003，44（Z1）：350-358.

[3]吳靜萍，王仁康.浮漂式防波堤的試驗(yàn)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2001（1）：91-93.

[4]唐琰林，張寧川.雙層水平板型透空式防波堤消波性能試驗(yàn)研究[J].水道港口，2006（5）：284-288.