超高薄壁墻一次澆筑成型施工技術的研究及應用

周學民

【摘 要】超高薄壁墻為高厚比超過20的薄壁墻，通常的施工方法是設置水平施工縫，分幾次澆筑成型。由于水平施工縫過多會影響結構的整體性和抗?jié)B性，也影響工期和成本的控制。根據結構施工的多年經驗，結合上海松江工業(yè)園區(qū)某工程消防水池施工中的具體做法，研究了超高薄壁墻一次澆搗成型的施工工藝，質量保證措施，取得了良好的效果。

【關鍵詞】超高薄壁墻 一次澆搗成型 施工技術

引言

薄壁墻墻身厚度一般不超過450mm，是一種可以充分發(fā)揮鋼筋和混凝土力學性能的結構形式，具有節(jié)省勞動力、施工便捷、造型美觀、工程造價低等優(yōu)點。薄壁墻按用途可分為防滲墻和結構墻兩種。防滲墻通常指采用地下連續(xù)墻技術進行施工，位于地面以下起圍護和止水帷幕作用的墻體，多用于大壩、水庫等水利工程中。結構墻是經過綁筋、支模、澆筑混凝土的工序完成，作為建筑物結構一部分的墻體，在水池、地下室和薄壁橋臺領域有廣泛應用。薄壁墻按高厚比（h/t）可分為一般薄壁墻（≤10）、高薄壁墻（>10且≤20）和超高薄壁墻（>20）三種。

超高薄壁墻墻身很薄、墻高很高，導致混凝土澆筑施工難度較大，通常的工藝是設置水平施工縫，分幾次澆筑完成，每次澆筑高度不超過3m[1]。此工藝存在以下缺點：

1）工序多，用工量大，施工耗時長，混凝土養(yǎng)護總時間長，不利于工期和成本的控制。

2）水平施工縫的處理較為困難。

3）水平施工縫過多，會影響結構的整體性和抗?jié)B性。

鑒于此工藝有以上各類問題，研究超高薄壁墻一次澆搗成型施工工藝，并通過實踐驗證工藝的可行性。下面以松江工業(yè)園區(qū)某工程消防水池薄壁墻為例，詳細介紹超高薄壁墻一次澆搗成型施工工藝。

1 工程概況

松江工業(yè)園區(qū)某工程內設有消防水池，有效容積926m3，供應園區(qū)消防用水。消防水池平面尺寸33.2m×8.1m（軸線），側墻高8m，墻身厚300mm，底板厚450mm，且外伸出墻體（如圖1所示）。設計水池內水面標高距離頂板底面約1m，水面位置通過設備預留洞來控制，超過預留洞的水將自動流出水池。

在澆筑墻體混凝土前，底板混凝土已施工完畢，同時澆筑250mm～350mm高的墻體。墻體內同時安放3mm厚的止水鋼板。鋼板接縫處滿焊處理。止水鋼板安裝時通過焊接與墻體主筋相連、固定。

墻體混凝土強度等級C30，抗?jié)B等級S6，為典型的超高薄壁墻，施工側墻與頂板采用了一次澆搗成型工藝。

2 施工方法及工藝

2.1鋼筋加工及安裝

鋼筋的加工和安裝應按下述要求嚴格執(zhí)行，以保證墻壁的施工質量。

1）鋼筋應有產品合格證和出廠檢驗報告。

2）進場鋼筋應平直、無損傷，表面無裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹，并應進行見證取樣復驗，驗收通過、復檢合格方可投入使用。

3）鋼筋加工前應由技術人員根據圖紙和規(guī)范繪制下料單，并經項目技術負責人審核通過方可進行加工。

4）鋼筋下料應按下料單統(tǒng)籌排料、長短搭配，切斷時鋼筋與切斷機刀口要垂直。

5）鋼筋彎曲前應進行試彎。

6）墻體受力鋼筋宜為通常鋼筋，不宜搭接和截斷。

7）成型好的鋼筋在指定地點堆放，防止銹蝕和污染，掛上標牌，并標注尺寸、型號、規(guī)格、形狀、使用部位、數量、制作人等。

8）鋼筋安裝時，鋼筋的品種、級別、規(guī)格、數量和間距應符合設計要求，受力鋼筋宜為整筋，綁扎應牢固、準確。

9）鋼筋骨架外側放置與墻體同強度的混凝土墊塊或塑料墊塊，以保證鋼筋保護層厚度。迎水面保護層厚為45mm，水池外側保護層厚為25mm。

10）鋼筋安裝經監(jiān)理工程師隱蔽驗收檢查合格后，方可進行模板安裝。

2.2模板安裝

本工程中，墻體模板采用常用的大塊新木模板，板厚15mm。模板要有足夠的穩(wěn)定性、強度和剛度。

模板安裝應按下述方法進行，以保證墻壁混凝土澆筑時的安全和外觀質量。

1）模板安裝前，木模板應澆水濕潤，但模板內不得有積水。由于水池底板外伸出墻體，可將水池內外側模板下部均支設于底板上表面（見圖1）。

2）模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷脫模劑，脫模劑應涂刷均勻，且不得漏涂。

3）脫模劑必須選用方便脫模，且能保證混凝土色澤一致，不污染混凝土的材料。本工程使用的脫模劑為新機油，杜絕使用廢機油。

4）所有模板均采用對縫拼接，接縫應采用雙面海綿膠帶或用膠帶粘結，防止漏漿。

5）模板加固采用木楞（60mm×80mm）、鋼管（48mm×3.5mm）、穿墻拉桿及螺母等。模板木楞每道一根，豎向放置，間距200mm。鋼管每道兩根，橫向布置，間距500mm。穿墻拉桿水平間距400mm，豎直間距500mm，采用M12對拉螺栓。4m以下范圍拉桿采用3個螺母固定，4m以上范圍拉桿采用2個螺母固定。

經驗算，模板系統(tǒng)滿足要求，具體參見附錄。澆筑時，混凝土分層澆筑，第一層高度為2.5m，之后以0.5m～1.0m高度回旋上升，直至設計高度。模板系統(tǒng)最不利工況在底部，此時施工荷載最大。由附錄計算可知，面板的抗彎、抗剪、撓度、主次楞及穿墻螺栓等均滿足要求。

6）墻壁外側采用雙排落地式鋼管腳手架，內側采用滿堂腳手架。外側雙排腳手架為方便工人施工，內側滿堂腳手架為支設消防水池頂板。

7）水池具有防滲漏要求，穿墻拉桿不得采用PVC套管，以避免混凝土澆筑完畢后墻體全是孔洞。

如圖2所示，本工程穿墻拉桿的做法如下：拉桿采用Φ12通絲，為"三段式"，中間拉桿長度與墻厚相同為300mm，與兩端拉桿焊接連接。中間拉桿正中設置40mm×40mm×3mm鋼板作為止水片。在內、外側模板上打拉桿孔、穿拉桿，中間拉桿兩端要正好頂住內外模板，以保證墻體厚度。

8）模板安裝完畢后，根據規(guī)范和設計要求，應對其平面位置、頂部標高、聯(lián)系節(jié)點、縱（橫）向穩(wěn)定性、垂直度、高度及鋼筋骨架保護層厚度等進行檢查。經檢查合格后，方可澆筑混凝土。

9）澆筑混凝土時，應加強觀測。若發(fā)現(xiàn)模板有超過允許偏差變形值的跡象，要及時加固。

10）拆模時，切斷伸出墻面的拉桿，做防腐處理后方可粉刷。

2.3混凝土澆筑和振搗

超高薄壁墻一次澆筑主要存在兩個問題，分別是混凝土澆筑時落差較大和控制混凝土的離析。超高薄壁墻墻身太高，不能直接泵送?；炷林械拇止橇虾退酀{液離泵時的速率不同，容易造成離析。且超高薄壁墻的墻體很薄，內部鋼筋較密，混凝土下落過程中障礙物太多，會導致混凝土不能到底，形成孔洞，給結構造成巨大危害。

為解決上述問題，借鑒了地下連續(xù)墻水下混凝土導管澆注技術?；炷翝仓r，引入料斗（如圖3所示）和導管?，F(xiàn)場制作導管直徑120mm，壁厚約2～3mm，長5.3m。導管與料斗焊接連接。將導管下放距離墻體底部2.7m位置處，將料斗與導管支撐在墻頂的鋼筋上。利用料斗和導管，將塌落度大、流動性強的混凝土泵送到料斗內壁上，混凝土經由導管緩慢地落至墻底。澆筑時，可多設幾組導管輪替澆注就可將整幅墻底部填滿混凝土。然后提升、割除導管，澆注混凝土直至設計標高。

澆筑混凝土應按下述要求進行。

1）開始混凝土澆筑前，鋼筋、模板應經監(jiān)理工程師檢查合格。

2）根據設計和本澆筑方法的施工要求，混凝土強度等級C30，抗?jié)B等級S6。為保證混凝土能夠順利落入墻體底部，且有一定的流動性，嚴格控制石子粒徑不超過20mm，塌落度保持在180±20mm，有良好的和易性和保水性。

3）澆筑前應清理模板內雜物，同時用水浸潤模板，但模板內不得有積水。

4）由于消防水池墻體很高，施工時采用"分層澆筑、螺旋上升"的方法一次澆搗成型。第一層澆筑高度為2.5m。之后將導管拔出，割除底部1.0m導管，再按上述方法進行澆筑，實現(xiàn)0.5m～1.0m高度回旋上升，直至設計高度。

正式澆筑之前，由于墻底已先澆筑了部分混凝土（見圖1），為增加結合處新老混凝土的粘結力，應在澆筑前在施工縫上均勻噴灑一層與墻體強度相同的水泥砂漿，方法與正式澆筑混凝土相同。同時，也為第一層的混凝土的落下提供緩沖作用，防止離析。

圖4給出了消防水池澆筑順序示意圖。第一層澆注時，將3個料斗按施工順序放在相鄰的三個位置，開始向第一套料斗中泵砼，同時用塔尺量測澆注高度。待達到計劃深度時，泵車開始向第二套料斗泵砼，此時拔出第一套料斗，安放在第4個位置，依次類推直至完成第一層澆注。

圖4 消防水池澆注順序示意圖

5）為防止混凝土離析，采用料斗和導管作為緩沖媒介，使混凝土自由下落高度不超過2.5m。

6）澆筑混凝土應連續(xù)進行，上下層混凝土澆筑間隔不應超過2小時。在后一層混凝土澆筑前，先澆筑的混凝土必須振搗密實。

7）振搗第一層時，振搗棒應插到墻體底部。上面每層振搗時，振搗棒應插入下一層50～100mm，以使上下層混凝土成為一個整體。

8）振搗棒移動間距應小于500mm，每一振點的持續(xù)時間以混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面平坦、泛漿為宜。振搗時應注意轉角鋼筋密集處及預留洞、預埋管位置。為防止漏振，應在洞口兩側同時振搗。同時應在模板外側用平板振動器補充振搗，以使混凝土密實。

2.4混凝土的養(yǎng)護

混凝土澆筑完畢，應在收漿后盡快采用塑料薄膜或土工布進行覆蓋并灑水養(yǎng)護。覆蓋時不得損害或污染混凝土表面。養(yǎng)護用水使用于拌合用水相同的自來水，養(yǎng)護時間不少于7天，灑水次數以保持混凝土表面處于濕潤狀態(tài)為宜。木模板也應灑水保持濕潤，避免干燥模板吸收混凝土內水分，影響混凝土質量?；炷翉姸葷M足規(guī)范和設計要求后方可拆模。

3 質量保證措施

1）鋼筋、混凝土等材料質量必須滿足國家現(xiàn)行標準和設計要求，有出廠質量證明書和檢驗報告。

2）模板及其支架應進行專門設計，具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側壓力以及施工荷載。

3）鋼筋、模板等各分項完成后應經監(jiān)理工程師檢查驗收，驗收合格后方可進行下道工序施工。

4）模板應采用大塊新木模板，板面平整，接縫嚴密不漏漿；澆筑混凝土前，模板應澆水濕潤；模板與混凝土接觸面應涂刷脫模劑；模板支撐應牢固、穩(wěn)定。

5）混凝土澆筑用料斗和溜筒，降低混凝土自由下落高度，避免離析。

6）混凝土澆筑要連續(xù)進行，并應在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢；做好混凝土振搗工作。

7）應在澆筑完畢后12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護，澆水次數應能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護用水應與拌制用水相同，養(yǎng)護時間不少于7d。

表1給出了超高薄壁墻質量檢驗標準。

4 結論

1）本工藝借鑒了水下混凝土導管澆注技術，采用了料斗和導管，并加強振搗，控制離析。經現(xiàn)場檢驗，實現(xiàn)了超高薄壁墻一次澆搗成型，質量滿足國家規(guī)范要求。

2）超高薄壁墻一次澆筑成型施工技術有效地解決分次澆筑中的接縫處理難題，提高了超高薄壁墻的整體性和抗?jié)B性，具有良好的經濟和社會效益。

【參考文獻】

[1] 李軍、小橋，通道薄壁墻施工工藝【J】，科學之友，2010， （19）： 59-60.