护岸结构施工缝的设置方法

倪 磊

上海市水利工程集团有限公司 上海 201612

护岸是城市防汛的重要构筑物，考虑到河道水体对护岸底板结构下部土体的冲刷，容易导致土体散失，引起结构变形。因此，常在底板下部设有挂板结构。施工阶段，护岸底板与挂板之间通常设置有施工缝，两者分开浇筑。施工缝设置位置直接影响施工的难易程度，影响工期。同时作为结构薄弱部位，后续浇筑的混凝土收缩析水，施工缝位置容易出现缝隙，将对护岸结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。因此，护岸结构施工缝设置，尤其是挂板与底板之间施工缝的设置，对后续施工质量以及结构安全有重要意义。目前，护岸结构施工的研究主要集中在管理制度、人员安全意识、绿色施工[1]、护岸技术类型[2]以及混凝土原材料[3]、结构防水[4]等方面，本文结合具体施工实例，对比分析传统和新型护岸施工缝设置的优劣，对同类型工程项目施工更具借鉴意义。

1 工程概况

南新泾泵闸位于闵行区新泾港河道南段与淀浦河交汇处，河道拓宽长度560 m，工程主要功能为“淀北片”防洪除涝，兼顾水资源调度和水生态环境改善。工程北起南新泾套闸内闸首防冲槽处，南至闵虹路桥，中部古美西路桥横跨施工区域，东侧为合川路，西侧为居民区（图1）。南新泾泵闸主体建于古美西路桥以南、闵虹路桥以北近淀浦河河口处，设计排水流量40 m3/s，单孔水闸净宽12 m。

图1 工程总平面

外河护岸2位于工程南侧，顶标高4.50 m，与淀浦河现状护岸顺接，构成一级堤防，主要起防汛作用。同时，外河护岸2还作为挡土墙，减少西侧居民区构筑物沉降，确保小区结构安全。护岸结构整体呈L形，采用双排灌注桩作为桩基，其中外排灌注桩上部导梁厚度800 mm，导梁底部标高3.0 m。墙身整体高度5.50 m，上窄下宽，墙身底部标高－1.00 m。底板厚度800 mm，底板底标高－1.80 m。考虑到底板施工时，两侧土方高差达到6.30 m，内排灌注桩上部设置有C30导梁（后续拆除），上下导梁之间采用φ609 mm钢管作为对撑，具体结构如图2所示。

图2 外河护岸2剖面示意

2 传统施工缝设置

传统的防汛墙结构，其墙身顶部与底板底部往往有5～6 m的高差，若不设施工缝一次性浇筑，仅仅依靠墙后密排灌注桩难以支挡墙后土，容易在施工过程中造成土体塌方，影响施工质量，产生安全风险。因此，出于施工过程中安全性和施工质量的考虑，底板、墙身、挂板等结构往往分次浇筑，前后浇筑部位之间往往需要设置施工缝。此外，施工缝设置形式直接影响后续各道工序的施工难易，是护岸结构施工的重点和难点。

2.1 传统施工缝设置形式

传统施工缝设置在上部导梁与墙身之间，为水平施工缝，如图3所示。

图3 传统施工缝设置形式

传统施工缝设置条件下，外河护岸2的施工顺序为：施工缝以上结构施工→下部导梁施工→φ609 mm钢管安装→土方开挖至护岸底板底→底板施工→施工缝与底板之间墙身施工。

2.2 传统施工缝存在的不足

1）结构钢筋预留问题。根据外河护岸2配筋示意（图4），②号钢筋需锚入施工缝下部墙体内约1 400 mm，考虑到施工缝设置位置，施工缝以上结构施工时，施工缝以下土体还未开挖，则②号钢筋难以插入土体内。若考虑施工缝下部土体开挖后植筋，同样存在施工困难及保障植筋质量的问题。

图4 外河护岸2配筋

2）施工缝下部混凝土浇筑问题。考虑到施工缝以上结构部分先期施工，则施工缝以下墙身施工时，墙身立模，没有混凝土泵车导管插入的位置，混凝土难以浇筑，且无法振捣密实。因此，常规做法是在墙身靠近施工缝位置通长留设豁口（支模形式如图5所示），混凝土浇筑至与施工缝齐平，后续将突出部分混凝土凿除，同时对凿除部位表面进行抹面，确保混凝土外观质量。以上工序涉及步骤较多，需耗费较多人工，且施工时间较长。

图5 传统施工缝设置条件下墙身模板处理

3）施工缝位置结构质量问题。考虑到施工缝以上结构施工完成，达到设计强度后，才进行下部土方开挖和墙身混凝土结构施工。根据以往施工经验，下部墙身混凝土收缩析水，施工缝处不可避免地出现宽3～10 mm缝隙，将对护岸结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响[4]。

3 新施工缝设置

3.1 新施工缝设置形式

新施工缝设置在上部导梁与墙身之间，为竖向施工缝，如图6所示。

图6 新施工缝设置形式

新施工缝设置条件下，外河护岸2的施工顺序为：施工缝外侧导梁结构施工→下部导梁施工→φ609 mm钢管安装→土方开挖至护岸底板底→底板施工→底板以上墙身施工至顶部。

3.2 新施工缝存在的不足及相应处理方式

1）结构钢筋预留问题。考虑到施工缝设置位置，在上部导梁浇筑前，①号钢筋（图7）伸出冠梁结构外，伸入墙身内，对模板施工造成影响。因此，采用密目钢丝网替代传统木模板，在保证混凝土正常浇筑的同时，可减少立模工作量。同时，后续密目钢丝网不必拆除，可直接作为结构的一部分。此外，采用密目钢丝网浇筑的混凝土表面与新混凝土接触良好，无需再凿毛施工。

图7 结构预留钢筋

2）预留钢筋与预埋钢板碰撞问题。底板上部土方开挖前，上部、下部导梁之间每隔2.5 m设置有φ609 mm钢管作为临时斜撑，确保支撑结构安全。考虑到钢管撑与上部、下部导梁接触面为斜面，需在导梁施工时预埋厚8 mm钢板作为斜撑固定点。上部导梁厚度为80 cm，去除钢筋保护层，①号钢筋竖直方向长度为65 cm，而考虑到预埋钢板尺寸需大于钢管撑活络头，其竖直方向长度大于70 cm，则上部导梁①号钢筋无法穿过预埋钢板，导致碰撞。

实际施工过程中，预埋钢板70 cm宽度范围内①号钢筋在钢板位置断开，作为预埋钢板的固定钢筋。同时在钢板两侧各1 m范围内①号钢筋加密补强布置，确保上部导梁与后续施工的护岸墙身连接紧密，无结构风险。

3）施工安全性问题。根据GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》8.5.17条要求，边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长。按照新施工缝设置，桩中心至结构边缘距离900 mm，小于灌注桩直径。考虑到土方开挖至φ609 mm钢管撑施工前，间隔时间约1个月，土体高差达到6.3 m，存在一定的安全风险。针对该问题，首先对上下冠梁之间的土体采用放坡开挖形式，其次加强对该区域周边建筑物的水平和竖向位移观测。

3.3 工程实际应用情况

针对南新泾泵闸工程外河护岸2的实际施工情况，采用新型施工缝设置方式，降低了施工难度，人员消耗降低约30%，工期缩短约20%。

施工过程中，对该区域的沉降和位移进行重点监测。根据监测报告，累计竖向位移最大为14.46 mm，累计水平位移最大为19 mm，均未超过报警值，施工过程中未出现安全风险。

4 比较分析

1）施工难易程度：设置传统施工缝，预留钢筋难以施工，立模、混凝土浇筑难度较大，施工较为烦琐；设置新型施工缝能很大程度上规避以上问题，施工简便。

2）人员消耗：传统施工缝设置涉及较多工序，且考虑到施工难易程度的影响，较新型施工缝人员多消耗约30%。

3）工期：新型施工缝在工序数量、人员消耗上均较传统施工缝设置少，因此工期缩短约20%。

4）质量：传统施工缝设置位置存在强度、耐久性、外观质量和渗水等问题，而新型施工缝无结构薄弱面或渗水区域。

5）安全性：传统施工缝在施工过程中无安全性风险，而新型施工缝在采取放坡开挖等措施后亦未出现安全风险。

5 结语

南新泾泵闸外河护岸2采用新型施工缝设置形式，克服了施工安全性、钢筋预留、模板设置、钢板“碰撞”的问题。与传统施工缝设置形式相比，降低了施工工艺难度，人员消耗降低约30%，工期缩短约20%，同时避免了施工缝位置混凝土收缩对护岸结构的强度、耐久性和防水性产生的不良影响，具备较强的施工可操作性，也为同类型护岸结构施工缝设置提供了借鉴。