淺析裝配式擋土墻在道路工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳寧培

四川中聯(lián)鴻大建筑設(shè)計(jì)有限公司，中國(guó)·四川 成都 610074

1 引言

道路工程中采用裝配式擋土墻，一方面解決了傳統(tǒng)施工作業(yè)所存在的工程質(zhì)量參差不齊、施工效率低下的問(wèn)題，另一方面可以緩解勞動(dòng)力缺失的壓力、減少施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染。預(yù)制件生產(chǎn)、運(yùn)輸、吊裝及定位安裝等環(huán)節(jié)均是裝配式擋土墻工程中的重點(diǎn)難點(diǎn)，論文基于裝配式擋土墻的特點(diǎn)，對(duì)施工過(guò)程中的一些技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行淺談。

2 裝配式擋土墻的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 總體優(yōu)勢(shì)與適用性

同傳統(tǒng)整體現(xiàn)澆的鋼筋混凝土扶壁式擋土墻相比，施工周期不長(zhǎng)、裝配時(shí)間短是裝配式擋土墻最為顯著的優(yōu)勢(shì)。擋土墻面板采取工廠化的標(biāo)準(zhǔn)展開預(yù)制，并且在施工現(xiàn)場(chǎng)展開安裝工作，從而將作業(yè)施工的周期縮短，對(duì)于施工質(zhì)量問(wèn)題能夠展開精準(zhǔn)的控制。裝配式擋土墻占地面積較少，墻身會(huì)十分輕小，不會(huì)過(guò)高地要求地基承載力。因此，在石料較為缺乏的地區(qū)、地基條件比較差的區(qū)域得到合理的運(yùn)用。尤其是對(duì)于橋梁引道、大中型城市道路的地基承載力過(guò)差、交通壓力大、建筑物阻礙、工期時(shí)間緊張的情況下，更是得到合適的運(yùn)用，從而能夠展開路肩擋土墻施工[1]。

2.2 主要優(yōu)勢(shì)

裝配式擋土墻是指在工廠機(jī)械化生產(chǎn)、養(yǎng)護(hù)，到施工現(xiàn)場(chǎng)裝配成型的構(gòu)筑物。生產(chǎn)采用特定的模具設(shè)備，實(shí)現(xiàn)手工到機(jī)械、技術(shù)工人到操作工人的變革?；炷翐跬翂ψ鳛榫€性工程的一部分，結(jié)構(gòu)形式單一，應(yīng)用量大，十分契合裝配式標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，易于生產(chǎn)。當(dāng)需求量比較大時(shí)，會(huì)明顯突出其良好的經(jīng)濟(jì)性。裝配式擋土墻質(zhì)量、進(jìn)度、成本優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)如下。

2.2.1 質(zhì)量可控

裝配式生產(chǎn)是一個(gè)不可逆的過(guò)程，裝配式混凝土擋墻構(gòu)件在預(yù)制工廠生產(chǎn)，到了施工現(xiàn)場(chǎng)安裝才會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)候會(huì)造成很大的損失。正因?yàn)槿绱?，裝配式的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)必須要求精細(xì)化，在各環(huán)節(jié)中對(duì)裝配式的要求都比較嚴(yán)格，從而提升工程精度。裝配式混凝土擋墻構(gòu)件在工廠設(shè)定的養(yǎng)護(hù)條件中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不受自然條件影響?zhàn)B護(hù)強(qiáng)度，有設(shè)定的生產(chǎn)要求，這些標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)定都使得裝配式擋土墻的產(chǎn)品質(zhì)量可控，得以保證[2]。

2.2.2 進(jìn)度可控

施工現(xiàn)場(chǎng)一般都是室外作業(yè)，氣候條件會(huì)制約施工的進(jìn)度，尤其是雨季、冬季。裝配式擋土墻在工廠室內(nèi)生產(chǎn)，澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)都可以不受限制進(jìn)行，構(gòu)件合格后只需現(xiàn)場(chǎng)定位安裝進(jìn)行拼接，通過(guò)機(jī)械化作業(yè)，大幅提高效率，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度控制。

2.2.3 成本可控

一方面，隨著人民生活水平的提高，農(nóng)民工的數(shù)量減少，勞動(dòng)力成本不斷攀升，節(jié)省勞動(dòng)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度成為工業(yè)發(fā)展必先解決的問(wèn)題。裝配式擋土墻利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，可節(jié)約大量勞動(dòng)力。另一方面，由于精細(xì)化生產(chǎn)，材料利用充分、消耗量少，從而實(shí)現(xiàn)成本控制。

3 裝配式擋土墻施工技術(shù)分析

3.1 裝配式擋土墻生產(chǎn)

裝配式擋土墻的現(xiàn)場(chǎng)的安裝效率與成品精度密切相關(guān)，所以裝配式擋土墻進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前就應(yīng)該對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)加以嚴(yán)控。裝配式擋土墻區(qū)別于其他預(yù)制混凝土構(gòu)件的地方是擋土墻的尺寸通常會(huì)比較大，在澆筑環(huán)節(jié)要注意模板變形及預(yù)埋件定位發(fā)生偏差的情況。

對(duì)于模板變形這一問(wèn)題，一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：

①裝配式混凝土擋墻構(gòu)件的模板選用鋼制模板，優(yōu)先考慮液壓鋼模，保證模板的承載力及剛度；

②澆搗混凝土?xí)r控制澆筑的速度跟高度，避免產(chǎn)生過(guò)大的震動(dòng)。

對(duì)于預(yù)埋件的定位控制通常從兩方面采取措施：

①要在焊接預(yù)埋件時(shí)進(jìn)行精確定位，嚴(yán)控誤差且注意焊接質(zhì)量，保證牢靠；

②混凝土澆筑、振搗過(guò)程中要進(jìn)行控制，避免預(yù)埋件的位置是否因混凝土的流動(dòng)與振搗發(fā)生偏差[3]。

3.2 裝配式擋土墻運(yùn)輸、吊裝

①運(yùn)輸方案制定。裝配式擋土墻于工廠或預(yù)制場(chǎng)集中生產(chǎn)，檢驗(yàn)合格后出廠運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地裝配成型，在運(yùn)輸之前需要提前規(guī)劃好運(yùn)輸路線。運(yùn)輸車輛要求啟動(dòng)應(yīng)緩慢，車速行駛均勻，不超速、猛拐和急剎車，并根據(jù)路面狀況調(diào)整行車速度，在道路拐彎處，必須降低車速行駛，保證車輛拐彎平穩(wěn)。選取的運(yùn)輸車輛應(yīng)滿足構(gòu)件尺寸和載重的要求，運(yùn)輸時(shí)進(jìn)行綁扎固定等保護(hù)措施，防止裝配式混凝土擋墻構(gòu)件發(fā)生移動(dòng)或傾倒。

②堆場(chǎng)位置確定。施工現(xiàn)場(chǎng)合理設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)裝配式混凝土擋墻構(gòu)件的堆放場(chǎng)地，堆垛宜布置在塔吊工作范圍內(nèi)，且不受其他施工作業(yè)影響的區(qū)域，以免操作碰撞損壞構(gòu)件。

③裝配式混凝土擋墻構(gòu)件吊裝是裝配式施工環(huán)節(jié)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要根據(jù)裝配式混凝土擋墻構(gòu)件的吊裝重量進(jìn)行分析，然后根據(jù)施工需要進(jìn)行塔吊布置和塔吊型號(hào)選取。

4 裝配式擋土墻的實(shí)際應(yīng)用

4.1 總體設(shè)計(jì)與計(jì)算工作

對(duì)于裝配式擋土墻而言，其基底應(yīng)力、抗傾與抗滑等參數(shù)，需要將常規(guī)擋土墻作為依據(jù)，從而整體展開計(jì)算與分析工作，對(duì)于面板，需要將扶壁作為支點(diǎn)，從而對(duì)懸臂梁展開計(jì)算。將懸臂T 梁作為依據(jù)計(jì)算肋板，面板前緣作為支點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)前趾板展開懸臂梁計(jì)算工作，扶壁末端當(dāng)作支點(diǎn)，對(duì)后踵板展開懸臂梁計(jì)算工作。并且對(duì)于順路線方向的后踵板而言，需要以支承于扶壁作為依據(jù)，展開連續(xù)梁計(jì)算工作。利用焊接鋼板對(duì)基礎(chǔ)與肋板之間展開相連，對(duì)于焊縫的驗(yàn)算工作來(lái)講，必須將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范作為依據(jù)，從而展開實(shí)施。

4.2 車輛碰撞荷載

對(duì)于城市當(dāng)中的立交橋匝道，通常并沒有設(shè)立人行通道，如果匝道當(dāng)中有汽車發(fā)生問(wèn)題，不但會(huì)造成匝道擋墻的破壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)匝道本身帶來(lái)不可忽視的二次傷害。因此，必須在設(shè)計(jì)期間對(duì)車輛的碰撞荷載問(wèn)題有充分的考量。對(duì)車輛的碰撞荷載問(wèn)題展開思慮，將會(huì)導(dǎo)致?lián)跬翂Φ耐度胭Y金與工程量增加，如果對(duì)車輛的碰撞荷載問(wèn)題缺乏思量，將會(huì)造成無(wú)人行道的道路發(fā)生安全問(wèn)題。

因此，在開展設(shè)計(jì)期間，針對(duì)于無(wú)配備人行通道的公路、匝道或是引道來(lái)講，應(yīng)該對(duì)車輛的碰撞荷載展開設(shè)計(jì)方面的考量，并且遵循A 等級(jí)來(lái)將碰撞荷載展開設(shè)立，通常，墻頂護(hù)欄的上方，車輛碰撞力主要為P=53kN/m。

4.3 連接部位的設(shè)計(jì)

對(duì)過(guò)去所發(fā)生的工程事故展開收集與分析，可以發(fā)現(xiàn)，裝配式擋土墻發(fā)生事故的主要因素來(lái)自于連接位置。究其原因，主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)連接之時(shí)不夠謹(jǐn)慎、連接位置的焊接工作沒有遵循相關(guān)的要求與規(guī)范展開、連接部件沒有妥善封閉造成銹爛或腐蝕等因素造成。由此可見，連接的設(shè)計(jì)與施工工作是最主要的難點(diǎn)。想要解決該問(wèn)題，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

首先，必須對(duì)連接的設(shè)計(jì)工作不斷強(qiáng)化，促使地基能夠加大均勻性，將結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題進(jìn)行減小，將連接所用的部件及時(shí)進(jìn)行封閉，防止氣體、土、地下水等因素造成連接部件發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。

其次，對(duì)于焊縫的設(shè)計(jì)工作以及材料的連接，必須遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)從而展開。

然后，針對(duì)土質(zhì)地基而言，可以采取換填水泥等粒料類穩(wěn)定材料來(lái)增大其穩(wěn)定性，將地基發(fā)生不均勻沉降的概率大幅度降低，確保連接不會(huì)失效。

最后，在連接施工的驗(yàn)收符合標(biāo)準(zhǔn)以后，對(duì)頂層、底板及時(shí)進(jìn)行澆筑，隨后澆鋼筋混凝土，從而將連接構(gòu)件進(jìn)行連接，并且確保其表面能夠形成5%坡度、傾向墻踵橫坡，防止連接的位置會(huì)有積水在混凝土中滲入。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合上述的分析來(lái)講，中國(guó)現(xiàn)下綜合實(shí)力、經(jīng)濟(jì)水平的顯著提升，促使交通行業(yè)受到了中國(guó)政府的高度重視，并且制定了大量的相關(guān)政策，也投入了大量的資金，來(lái)進(jìn)一步推動(dòng)交通行業(yè)的發(fā)展，特別是對(duì)于市政道路，無(wú)論是建設(shè)規(guī)模還是建設(shè)能力均獲得了質(zhì)的飛躍。身為新興技術(shù)的一種，裝配式擋土墻技術(shù)的合理設(shè)計(jì)與應(yīng)用，必將大力推動(dòng)交通、市政等行業(yè)高效發(fā)展，為社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收帶來(lái)保證，進(jìn)一步促使行業(yè)發(fā)展更加科學(xué)與穩(wěn)健。