亲水消浪格型结构构件预制工艺

2010-06-30王连才

中国港湾建设 2010年4期

王连才

（天津港港务设施管理中心，天津 300456）

1 工程概况

工程位于东疆港区东南部东外堤的外侧，东海岸一期工程范围内。防波堤轴线为弧线，采用环抱形式，口门有效宽度为150 m，总长度为2919.263 m。其中亲水消浪结构长度约为440 m，天然泥面高程为-0.6～+1.6 m，设计堤顶高程+6.0 m。工程地理位置见图1。

2 构件结构形式

亲水格型构件为钢筋混凝土结构，底板厚850 mm，顶板厚550 mm，前墙厚450 mm，后墙和隔墙厚400 mm。构件的纵长为6.4 m，每个格型构件的底板上设有8排12φ240的泄压孔，亲水平台顶板、外墙、前隔墙和中隔墙上均设有φ200的排气减压孔，单个格型构件质量为448 t。格型构件的混凝土标号为C30F300。结构形式见图2。

3 亲水格型构件预制施工工艺

3.1 构件的预制施工总流程

构件预制施工流程见图3。

3.2 构件模板工艺

构件高度达到6.0 m，新浇注混凝土侧压力较大，模板设计分底模、外模、内模、端模4部分，均采用定型钢模，以保证构件外形尺寸和质量。

3.2.1 底板模板

底模板采用传统的“蹲底”形式，底胎上铺设油毡纸止浆。模板接口处采用子母缝接口（如图4所示），以方便支、拆模，控制接缝处的错牙，保证构件底板的顺直度。安装时用木斜撑、紧张器及木楔子配合，以承载混凝土施工时作用在模板上的侧压力和上浮力。

3.2.2 内模板结构设计

（1）化学成分分析分别在原材料及拉拔断裂样品上取试样采用瑞士ARL直读光谱仪进行化学成分分析，检测结果如表1所示。由表1可知，化学成分符合GB/T24238—2009标准技术要求。

图1 施工现场平面图

图2 亲水消浪格型结构示意图

图3 亲水格型构件预制施工流程

图4 底板模板接口形式

依据构件形式，内模设计成3种尺寸的可伸缩的结构形式。底部设计了“行走轮”用于内模板移动，底部桁架设千斤顶支撑结构进行高度调节。因构件高度达6.0 m，浇注混凝土时，模板承受的侧压力较大，为防止模板产生变形，在内、外膜的背面均采用桁架结构，并用穿墙螺栓定位。内模侧模与顶部用铰接形式连接，方便其支拆。（见图 5）。

图5 内模拆模工作示意图

内模拆模块的设计综合考虑受力、止浆、操作空间和施工等问题。拆模块处于内模的底部，结构形式为八字脚，其承受的混凝土的侧压力大而复杂。拆模块的底脚镶嵌橡胶条，用其止浆和调节因底板抹面、底胎平整度引起的模板支立标高误差，方便穿墙螺栓的使用。为在有限的操作空间里方便拆模块的使用及内模侧模的拆卸，根据放样情况，最终确定拆模块的尺寸及结构（如图6所示）。

图6 拆模块大样图

内芯模侧模全部用桁架加强模板刚度，防止变形。穿墙螺栓和顶丝配合使用，顶丝可调节侧模板的垂直度，并起到穿墙螺栓的作用。

3.2.3 外模及端模

根据结构形式，外模全部为直立面，背部设桁架保证其刚度。

所有模板接缝处均用橡胶条止浆顺接。外模底部设置8号槽钢，内模侧模底部设置5号槽钢，用来镶嵌不同型号的橡胶条。外模板支拆使用龙门吊配合施工。内外模板间使用对穿螺栓进行连接加固。利用螺栓连接端模，外部设置顶丝加固，角度控制在0°～45°，能充分利用。

3.2.4 模板施工与应用

依照设计的理念和使用步骤，按照先预制底板，再预制上部的施工工艺进行支拆模。支立上部模板时，注意穿墙螺栓的使用，并综合考虑工作效率；内芯模的推入坚持两相邻内模不同时支立的原则。

3.3 钢筋施工

钢筋按设计图纸绑扎完毕后，为了防止墙体钢筋移位，在钢筋绑扎前先准确放线定位，利用脚手架、水平杆、限位钢筋绑扎墙体钢筋，钢筋绑扎时用两根斜拉钢筋绑扎在每面墙体上，两筋呈八字交叉绑扎。绑扎完毕后，用钢丝绳拉住墙体钢筋防止发生位移。底板浇注前，复核每面墙各个部位尺寸，验收合格后浇注底板，墙体钢筋被固定在混凝土中。侧模板支立时发现有的墙体箍筋阻碍穿墙螺栓使用，经典型施工，在钢筋绑扎前，将穿墙螺栓的位置标示出，绑扎箍筋时，适当调整箍筋间距，避开穿墙螺栓孔的位置，在不影响钢筋绑扎质量的前提下，方便了穿墙螺栓的使用。

3.4 混凝土浇注

亲水消浪格型构件混凝土浇注时应严格控制分层下灰、振捣。浇注上部混凝土时，采用阶梯式下灰。浇注格型上部结构混凝土时，从标高较低处下灰、振捣，钢筋密集处采用HZ6X-30棒振捣，避免漏振现象发生，具体步骤如图7所示。

步骤1完成后，用50 cm宽的压板盖在已浇注好的混凝土上并将其固定住，防止未初凝混凝土在自重和振捣的作用下自模板底部溢出，解决了浇注顺序的难题。混凝土浇注完毕后，及时抹面并控制好抹面质量。

图7 格型构件浇注顺序图

3.5 预制施工中的难点

由于构件结构较复杂，没有以往的施工经验，施工中存在的困难及难点包括：

1）顶部预留消浪孔采用较轻的PVC管，混凝土浇注时易上浮，且在抹面施工时较困难。

2）由于构件是偏心结构，钢筋绑扎后向重的一侧倾斜，模板支立困难较大。

3）穿墙螺栓孔若采用常规的PVC管，由于在该部位漏浆，将影响结构外观质量。

4）由于构件呈台阶状，侧墙浇注施工时上部结构台阶处混凝土自模板底部溢出，影响施工速度和外观质量。

3.6 针对问题及难点的解决方法和措施

该构件是一种新型构件，在以往预制经验的基础上，对其做了典型施工。经总结对存在的问题采取了相应的施工措施，主要包括：

1）在格型顶面排气孔的管上方用定制橡胶盖封堵，并用钢筋将其压住，防止上浮，在混凝土终凝后将橡胶盖取出，用木抹子压面。采用该工艺后防止了管周围漏浆，成孔效果好且不移位。

2）针对构件钢筋绑扎后向一侧倾倒的情况，在底板模板支立后，安排钢筋工搭设脚手架绑扎钢筋，钢筋绑扎完毕，再调整底板模板至合格后浇注底板混凝土。推进内模板前首先使用龙门吊将钢筋笼吊起，缓慢将内模板推入，然后再使用垫块配合调整钢筋保护层。内芯模板支立后，支立堵头模板，堵头模板正位后支立外侧平面模板。支立内芯模的同时兼顾穿墙螺栓的使用，严格按照两相邻内芯模不同时支立的原则。

3）针对穿墙螺栓经常有拔不出来的现象，在此次格型构件预制中，在穿墙螺栓外套管的两端用塑料喇叭状垫片止浆，解决了螺栓孔漏浆和螺栓拔不出的问题。如图8所示。