高厚比較大的鋼筋混凝土構(gòu)件施工技術(shù)

袁傳超

（中鐵建大橋工程局集團(tuán)第六工程有限公司，吉林 長春 130000）

1 科學(xué)劃分施工段

通過熟悉施工圖紙，要求每20m 設(shè)置伸縮縫，并結(jié)合實際情況，在圍墻的墊層施工完成后，將圍墻結(jié)構(gòu)施工劃分為5 個施工段，即第1 施工段，坡形基礎(chǔ)施工；第2 施工段，短柱施工；第3 施工段，墻身施工；第4施工段，暗梁施工（含甬道底板）；第5 施工段，甬道欄板施工。圍墻結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 圍墻結(jié)構(gòu)圖

通過對5 個施工段的分析和比較，第3 施工段，墻身厚度為300mm，高度為6.4m，高厚比很大，墻身鋼筋按照雙排筋布設(shè)，施工難度較大，特別是模板支設(shè)、加固和混凝土澆筑施工難度更大，成為整個圍墻結(jié)構(gòu)施工的重中之重，不能疏忽。

文章以第3 施工段為例，從模板設(shè)計、鋼筋施工、模板施工、混凝土澆筑四大方面進(jìn)行闡述。

2 模板設(shè)計

經(jīng)過對鋼模板、木模板等分析，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，選用15mm 厚木模板施工，其具有板面光潔、硬度好、周轉(zhuǎn)次數(shù)較高、混凝土成型質(zhì)量好、施工效率高等特點。模板背部支撐由豎向木方（單肢）和橫向鋼管（雙肢）組成，木方選用五八方（50mm×80mm），并經(jīng)刨花機(jī)，確保木方四面見線，豎向間距為250mm；鋼管規(guī)格為φ48×3.5mm，橫向間距為500mm；對穿墻螺栓選用φ14mm。模板支設(shè)立面圖如圖2 所示。

圖2 模板支設(shè)立面圖

2.1 參數(shù)信息

木模板和木方彈性模量E1=9500N/mm2，抗彎強(qiáng)度fc1=13N/mm2，抗剪強(qiáng)度fV1=1.5N/mm2；鋼管彈性模量E2=206000N/mm2，抗彎強(qiáng)度fc2=205N/mm2。

2.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算

新澆混凝土對模板最大側(cè)壓力F1：

式中：γ 為混凝土自重，取24kN/mm3；t 為新澆混凝土初凝時間，取4h；V 為混凝土澆筑速度，取2.5m/h；H 為模板計算高度，取6m；β1為外加劑影響修正系數(shù)，取1.2；β2為混凝土坍落度修正系數(shù)，取0.85。

將上述數(shù)據(jù)帶入式中，得F1為34.1kN/m2，144kN/m2，取小值為34.1kN/m2。

經(jīng)查施工手冊，傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載標(biāo)準(zhǔn)值F2=6kN/m2。

2.3 木模板計算

因為受彎結(jié)構(gòu)，需驗算抗彎強(qiáng)度和剛度。經(jīng)查施工手冊，計算原則是按照木方間距和模板面積大小，支撐在木方上的三跨連續(xù)梁計算。

（1）抗彎強(qiáng)度驗算。木模板承受應(yīng)力：

式中：M 跨中彎矩；W 為截面抵抗矩。

M=0.1×q×l2（3）

式中：q 為作用在模板上線荷載，考慮新澆混凝土側(cè)壓力q1和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載q2，荷載組合得q=q1+q2=1.2×F1×a×0.9+1.4×F2×a×0.9=1.2×31.4×0.5×0.9 +1.4×6×0.5×0.9=22.2kN/m，其中0.9 為臨時結(jié)構(gòu)折減系數(shù)；l 為計算跨度，l=250mm。

可以得出：M=0.1×22.2×2502=1.4×105N·m；

代入式（2），則

（2）抗剪強(qiáng)度驗算。

式中：V 為最大剪力，V=0.6×q×l=0.6×22.2×250 =3330N。

（3）撓度驗算。

采用標(biāo)準(zhǔn)荷載且不考慮振動荷載作用，撓度按式（6）計算。

2.4 木方計算

木模板所承受荷載直接傳遞給木方，按照均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。按照模板計算方法，同理可得木方的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及撓度驗算均滿足要求。

2.5 鋼管計算

鋼管所承受木方傳遞的荷載，按照集中荷載作用下的三跨連續(xù)梁計算。鋼管截面慣性矩I=1.2×105mm4，截面抵抗矩W=5.08×103mm3。

（1）抗彎強(qiáng)度驗算。

鋼 管 跨 中 最 大 彎 矩M=0.175×p×l。 其 中 計算跨度l=500mm， 作用在鋼管上的集中荷載p=（1.2×F1+1.4×F2）×a÷2×b=（1.2×31.4+1.4×6）×0.5÷2×0.25=2.8kN=2.8×103N，可得M=0.175×2.8×103×500=2.45×105N·mm。

則鋼管所承受最大應(yīng)力代入式（2）可得：

（2）抗剪強(qiáng)度驗算。

式中：最大剪力V=0.65p=0.65×2.8×103=1820N。

（3）撓度驗算。

采用標(biāo)準(zhǔn)荷載且不考慮振動荷載作用，撓度按式（8）計算。

式中：p=F1×a÷2×b=34.1×0.5÷2×0.25=2.1×103N。

2.6 穿墻螺栓計算

經(jīng)查建筑施工手冊得，φ14mm 穿墻螺栓有效面積A=105mm2，強(qiáng)度設(shè)計值取f=170N/mm2，則能承受最大拉力[N]=f×A=170×105=17.9kN，穿墻螺栓所承受的拉力為N=F1×a×a=34.1×0.5×0.5=8.5kN ＜[N]，滿足要求。

3 鋼筋施工

墻身鋼筋施工時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件圖紙，復(fù)核豎向鋼筋型號和定位，準(zhǔn)確無誤后，按照圖集要求，進(jìn)行綁扎施工。綁扎時，先在豎向豎筋，畫好水平鋼筋分檔標(biāo)志，因墻身比較高，在底部設(shè)一根、中間設(shè)置兩根水平鋼筋固定，在橫筋上畫好分檔標(biāo)志，然后先綁豎筋，再綁水平鋼筋。拉筋呈梅花形放置，保證綁扎間距均勻，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏綁現(xiàn)象，并做好成品保護(hù)。

4 模板施工

模板施工時，應(yīng)根據(jù)墻身的尺寸首先進(jìn)行配模。經(jīng)綜合考慮，按照墻身的高度開始配模，配模的寬度根據(jù)墻身的每一伸縮縫間的長度進(jìn)行確定，采用木方進(jìn)行模板組合和臨時固定，配成固定尺寸的模板后，采用汽車吊吊運到墻身，人工配合支設(shè)。選用該方案，既能提高模板支設(shè)的效率，又能提高模板周轉(zhuǎn)次數(shù)。成型的固定模板吊運到位后，采用對拉螺栓進(jìn)行固定。墻身伸縮縫以內(nèi)的模板初步固定后，拉通線，進(jìn)行校模。校模施工完成后，在底部3 ～5 排的對拉螺栓需采取加強(qiáng)措施，安裝雙螺母，確保墻身混凝土幾何尺寸和定位的準(zhǔn)確性。

5 混凝土施工

因墻身的厚度為300mm，澆筑混凝土高度為6.4m，圍墻內(nèi)的鋼筋按照雙排筋布設(shè)，混凝土澆筑直接影響成型后實體和觀感質(zhì)量，是重點也是難點。在混凝土澆筑方案比選時，經(jīng)與商品混凝土供應(yīng)站研究協(xié)商，采用38m 布料車泵送施工，混凝土坍落度控制在180mm±20mm。再與建設(shè)單位、監(jiān)理單位研究決定，以最開始施工的三段墻身作為試驗段，來驗證模板加固和混凝土澆筑方案的可行性。

第一段墻身拆模后，在墻身2 ～3m 及4 ～5m 標(biāo)高處出現(xiàn)2 個孔洞（俗稱“狗洞”），墻底處蜂窩（俗稱“爛根”）現(xiàn)象出現(xiàn)較多，但是混凝土成型外觀尺寸等符合設(shè)計要求，證實了加固方案可行。第二段施工時，針對第一段存在的問題，邀請商品供應(yīng)站的技術(shù)總工程師到場指導(dǎo)施工，初步認(rèn)為是由于兩次混凝土的間歇時間長（因為墻身高度，混凝土不能一次澆筑成型，存在時間間歇），在泵管內(nèi)的混凝土漏漿導(dǎo)致，出現(xiàn)局部漏漿嚴(yán)重，同樣振搗時，該部位出現(xiàn)狗洞。底部爛根是墻身高度太高，坐漿灰掛在鋼筋上多，實際落到底部少，將坐漿灰砂漿計算量由原來的5cm 提高到10cm。經(jīng)過這兩點的調(diào)整，第二試驗段的混凝土在澆筑完拆模后，達(dá)到預(yù)期的效果。

6 結(jié)束語

施工前期考慮各種風(fēng)險，嚴(yán)格進(jìn)行模板設(shè)計驗算，施工中對混凝土澆筑采取針對性的施工方案，各項施工層層把關(guān)、高度重視，高厚比較大的鋼筋混凝土構(gòu)件——監(jiān)獄警戒設(shè)施圍墻達(dá)到了預(yù)期的實體和觀感質(zhì)量要求。無論從技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)上，都取得了明顯效果，得到了監(jiān)理單位和建設(shè)單位的認(rèn)可與好評，積累了寶貴經(jīng)驗，望今后類似工程中能大力推廣。