高厚比较大的钢筋混凝土构件施工技术

袁传超

（中铁建大桥工程局集团第六工程有限公司，吉林 长春 130000）

1 科学划分施工段

通过熟悉施工图纸，要求每20m 设置伸缩缝，并结合实际情况，在围墙的垫层施工完成后，将围墙结构施工划分为5 个施工段，即第1 施工段，坡形基础施工；第2 施工段，短柱施工；第3 施工段，墙身施工；第4施工段，暗梁施工（含甬道底板）；第5 施工段，甬道栏板施工。围墙结构图如图1 所示。

图1 围墙结构图

通过对5 个施工段的分析和比较，第3 施工段，墙身厚度为300mm，高度为6.4m，高厚比很大，墙身钢筋按照双排筋布设，施工难度较大，特别是模板支设、加固和混凝土浇筑施工难度更大，成为整个围墙结构施工的重中之重，不能疏忽。

文章以第3 施工段为例，从模板设计、钢筋施工、模板施工、混凝土浇筑四大方面进行阐述。

2 模板设计

经过对钢模板、木模板等分析，结合现场的实际情况，选用15mm 厚木模板施工，其具有板面光洁、硬度好、周转次数较高、混凝土成型质量好、施工效率高等特点。模板背部支撑由竖向木方（单肢）和横向钢管（双肢）组成，木方选用五八方（50mm×80mm），并经刨花机，确保木方四面见线，竖向间距为250mm；钢管规格为φ48×3.5mm，横向间距为500mm；对穿墙螺栓选用φ14mm。模板支设立面图如图2 所示。

图2 模板支设立面图

2.1 参数信息

木模板和木方弹性模量E1=9500N/mm2，抗弯强度fc1=13N/mm2，抗剪强度fV1=1.5N/mm2；钢管弹性模量E2=206000N/mm2，抗弯强度fc2=205N/mm2。

2.2 荷载标准值计算

新浇混凝土对模板最大侧压力F1：

式中：γ 为混凝土自重，取24kN/mm3；t 为新浇混凝土初凝时间，取4h；V 为混凝土浇筑速度，取2.5m/h；H 为模板计算高度，取6m；β1为外加剂影响修正系数，取1.2；β2为混凝土坍落度修正系数，取0.85。

将上述数据带入式中，得F1为34.1kN/m2，144kN/m2，取小值为34.1kN/m2。

经查施工手册，倾倒混凝土时产生荷载标准值F2=6kN/m2。

2.3 木模板计算

因为受弯结构，需验算抗弯强度和刚度。经查施工手册，计算原则是按照木方间距和模板面积大小，支撑在木方上的三跨连续梁计算。

（1）抗弯强度验算。木模板承受应力：

式中：M 跨中弯矩；W 为截面抵抗矩。

M=0.1×q×l2（3）

式中：q 为作用在模板上线荷载，考虑新浇混凝土侧压力q1和倾倒混凝土时产生荷载q2，荷载组合得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 为临时结构折减系数；l 为计算跨度，l=250mm。

可以得出：M=0.1×22.2×2502=1.4×105N·m；

代入式（2），则

（2）抗剪强度验算。

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

（3）挠度验算。

采用标准荷载且不考虑振动荷载作用，挠度按式（6）计算。

2.4 木方计算

木模板所承受荷载直接传递给木方，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算。按照模板计算方法，同理可得木方的抗弯强度、抗剪强度及挠度验算均满足要求。

2.5 钢管计算

钢管所承受木方传递的荷载，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。钢管截面惯性矩I=1.2×105mm4，截面抵抗矩W=5.08×103mm3。

（1）抗弯强度验算。

钢 管 跨 中 最 大 弯 矩M=0.175×p×l。 其 中 计算跨度l=500mm， 作用在钢管上的集中荷载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。

则钢管所承受最大应力代入式（2）可得：

（2）抗剪强度验算。

式中：最大剪力V=0.65p=0.65×2.8×103=1820N。

（3）挠度验算。

采用标准荷载且不考虑振动荷载作用，挠度按式（8）计算。

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

2.6 穿墙螺栓计算

经查建筑施工手册得，φ14mm 穿墙螺栓有效面积A=105mm2，强度设计值取f=170N/mm2，则能承受最大拉力[N]=f×A=170×105=17.9kN，穿墙螺栓所承受的拉力为N=F1×a×a=34.1×0.5×0.5=8.5kN ＜[N]，满足要求。

3 钢筋施工

墙身钢筋施工时，应根据设计文件图纸，复核竖向钢筋型号和定位，准确无误后，按照图集要求，进行绑扎施工。绑扎时，先在竖向竖筋，画好水平钢筋分档标志，因墙身比较高，在底部设一根、中间设置两根水平钢筋固定，在横筋上画好分档标志，然后先绑竖筋，再绑水平钢筋。拉筋呈梅花形放置，保证绑扎间距均匀，严禁出现漏绑现象，并做好成品保护。

4 模板施工

模板施工时，应根据墙身的尺寸首先进行配模。经综合考虑，按照墙身的高度开始配模，配模的宽度根据墙身的每一伸缩缝间的长度进行确定，采用木方进行模板组合和临时固定，配成固定尺寸的模板后，采用汽车吊吊运到墙身，人工配合支设。选用该方案，既能提高模板支设的效率，又能提高模板周转次数。成型的固定模板吊运到位后，采用对拉螺栓进行固定。墙身伸缩缝以内的模板初步固定后，拉通线，进行校模。校模施工完成后，在底部3 ～5 排的对拉螺栓需采取加强措施，安装双螺母，确保墙身混凝土几何尺寸和定位的准确性。

5 混凝土施工

因墙身的厚度为300mm，浇筑混凝土高度为6.4m，围墙内的钢筋按照双排筋布设，混凝土浇筑直接影响成型后实体和观感质量，是重点也是难点。在混凝土浇筑方案比选时，经与商品混凝土供应站研究协商，采用38m 布料车泵送施工，混凝土坍落度控制在180mm±20mm。再与建设单位、监理单位研究决定，以最开始施工的三段墙身作为试验段，来验证模板加固和混凝土浇筑方案的可行性。

第一段墙身拆模后，在墙身2 ～3m 及4 ～5m 标高处出现2 个孔洞（俗称“狗洞”），墙底处蜂窝（俗称“烂根”）现象出现较多，但是混凝土成型外观尺寸等符合设计要求，证实了加固方案可行。第二段施工时，针对第一段存在的问题，邀请商品供应站的技术总工程师到场指导施工，初步认为是由于两次混凝土的间歇时间长（因为墙身高度，混凝土不能一次浇筑成型，存在时间间歇），在泵管内的混凝土漏浆导致，出现局部漏浆严重，同样振捣时，该部位出现狗洞。底部烂根是墙身高度太高，坐浆灰挂在钢筋上多，实际落到底部少，将坐浆灰砂浆计算量由原来的5cm 提高到10cm。经过这两点的调整，第二试验段的混凝土在浇筑完拆模后，达到预期的效果。

6 结束语

施工前期考虑各种风险，严格进行模板设计验算，施工中对混凝土浇筑采取针对性的施工方案，各项施工层层把关、高度重视，高厚比较大的钢筋混凝土构件——监狱警戒设施围墙达到了预期的实体和观感质量要求。无论从技术还是经济上，都取得了明显效果，得到了监理单位和建设单位的认可与好评，积累了宝贵经验，望今后类似工程中能大力推广。