胸墻預制與現澆相結合施工工藝淺析

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摘要：胸墻傳統(tǒng)施工工藝為現澆施工，水面以下乘潮現澆。本文以某護岸改造工程胸墻為例，介紹了胸墻預制與現澆相結合的創(chuàng)新施工工藝，本工藝適用于設計底標高位于施工水位以下，導致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結構。

關鍵詞：施工工藝；胸墻預制與現澆相結合

一、前言

胸墻是水運工程中的常見主體結構，它構成船舶系靠所需的直立墻面，擋住墻后回填料，承受作用在碼頭上的各種荷載，并將這些荷載傳遞給基礎和地基中，此外，胸墻還起著將墻身構件連城整體的作用。其位置一般位于水位變動區(qū)，因此常規(guī)鋼筋混凝土胸墻施工主要采取乘潮施工的方式進行分層分段現澆施工，即在低潮時進行底層胸墻的鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑和拆模作業(yè)，通過合理安排乘潮時間，確保在潮位再次上漲時，混凝土已經澆筑完畢并初凝。隨著近年來對碼頭使用功能需求的提高，胸墻的標高范圍也越來越大，部分工程的胸墻底標高已接近甚至低于設計低水位。使胸墻底層施工段的乘潮機會越來越少，平均每月符合施工條件的潮位只有0~2次，無法滿足施工工期需求，獲只能應用造價較高的水下混凝土澆筑工藝，造成施工成本的增加。同時底層胸墻存在養(yǎng)護難題，易產生裂縫等質量通病。為攻克上述難題，依托青島區(qū)某兩個護岸工程，對多種方案進行技術性、經濟性和可行性的比選后，最終提出“碼頭胸墻預制與現澆結合施工工藝”，即將難以施工的胸墻底層施工段劃分為預制部分和現澆部分，其中內外墻面作為預制部分陸上預制、水上安裝，其余部分作為現澆部分，從而顯著減少乘潮施工需求。該工藝目前已成功應用于這兩個護岸工程中，解決了胸墻底層施工段無法乘潮施工的難題，并產生了一定的社會經濟效益。

二、胸墻預制與現澆相結合的特點及工藝原理

1．胸墻預制與現澆相結合的工藝特點

施工效率高：通過將胸墻內外墻面轉變因為預制塊體，在陸上完成預制施工，不再受潮位影響，省略了難以乘潮施工的現場鋼筋綁扎、模板安拆、混凝土養(yǎng)護等工序，將乘潮施工次數由4次縮短為1次，施工效率顯著提高。提高胸墻施工質量：將胸墻內外墻體以預制構件的形式在陸上施工，更易于現場質量管理和混凝土養(yǎng)護，同時把底層胸墻這一大體積混凝土結構拆解為兩部分，減少了混凝土出現裂縫的可能，提高了胸墻施工質量。施工方便：通過合理安排流水施工進行陸上進行胸墻構件的預制，能夠提供充足的工作面和施工時間，在鋼筋綁扎、模板安拆和混凝土澆筑養(yǎng)護等重要工序方面，施工難度均明顯低于乘潮施工。

2．胸墻預制與現澆相結合的工藝原理

將常規(guī)現澆碼頭胸墻分割為預制和現澆兩部分，其中預制部分包含：胸墻內外側一定厚度的墻體，墻體厚度一般為300~400mm；預綁扎完畢的底層施工段胸墻鋼筋網片；以及連接內外墻體，形成一個預制構件整體的的連系梁?，F澆部分則是剩余的底層胸墻施工段素混凝土部分。將預制塊體安裝完畢后，乘1次潮位直接進行混凝土澆筑，即完成底層胸墻施工段澆筑。

三、胸墻預制與現澆相結合施工工藝流程及操作要點

1．施工工藝流程。2．操作要點。（1）預制塊體設計預制塊體設計主要包括塊體長度、寬度、高度、前后墻厚度、連系梁和總重（如圖3）。1）長度：將施工圖上的胸墻分段長度，劃分為盡量等分的小段，即預制塊體的長度，此劃分原則可減少預制構件模板加工成本。劃分時應保證塊體排列安裝后，胸墻分段施工縫與塊體安裝縫重疊，以保證沉降位移整體穩(wěn)定性。案例工程長度選擇為1.8m。當遇到個別塊體無法與標準塊體長度保持一致時，可單獨預制。2）寬度：寬度等于胸墻前后墻面之間的距離，案例工程中寬度選擇為2.3m。3）高度：預制塊體高度的設置，以保證上層胸墻施工乘潮作業(yè)為宜，即通過查詢潮汐表，確定滿足每天均有足夠乘潮時間潮位高度，以此高度為預制塊體安裝后頂標高，減胸墻底標高后得到預制塊體高度。案例中高度選擇為0.6m。4）前后墻厚度：以能夠滿足塊體吊裝結構穩(wěn)定性為宜，一般可取300~400mm。5）連系梁：主要起到固定前后墻位置和保證塊體吊裝結構穩(wěn)定作用，一般可取200mm寬，300~400mm高，并進行適當配筋，聯(lián)系量的位置以方便安裝為宜，重力式碼頭可直接與前后墻墻底面齊平，案例工程為板樁碼頭結構，為預留樁端入胸墻深度，將連系梁位置設置于與前后墻頂面齊平。6）總重：在確定預制塊體長度、寬度、高度和前后墻厚度和連系梁后，可計算混凝土總方量和塊體總重，并以此總重確定吊機型號。若現場施工條件對施工機械存在限制，不足以起吊預制塊體，則可通過縮短塊體長度、前后墻厚度等措施調整塊體規(guī)格。塊體形狀BIM示意圖塊體配筋BIM示意圖圖3預制塊體設計示意圖（2）塊體預制1）鋼筋綁扎塊體鋼筋配置參照原有胸墻進行，底層鋼筋網及豎向鋼筋與胸墻配筋數量、位置相同。于聯(lián)系梁處增加連系梁鋼筋，連系梁配筋僅做塊體吊裝是保證塊體整體穩(wěn)定性用，可使用φ12HRB400鋼筋作為縱筋，與塊體鋼筋網片連接為整體，使用φ10HPB300鋼筋作箍筋，200mm間距布置。以φ16鋼筋設置4個吊環(huán)，并確保吊環(huán)對角線交點與塊體重心處于同一平面位置（如圖3）。此外，可于內外墻面處預埋圓臺螺母，便于上層胸墻施工段施工。注：黃色鋼筋為預制時綁扎的原設計鋼筋；紅色鋼筋為預制時綁扎的新增鋼筋；綠色鋼筋為預制塊體安裝后再進行綁扎的原設計鋼筋。2）模板安裝及澆筑養(yǎng)護若塊體預制量較大，可使用定型鋼模板，若預制數量較少，可直接采用木模板進行安裝。塊體使用與胸墻相同型號的混凝土進行澆筑施工，混凝土的澆筑和養(yǎng)護施工要求與常規(guī)水運工程預制塊體要求相同，參照《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》或《防波堤設計與施工規(guī)范》執(zhí)行（如圖4）。塊體養(yǎng)護完畢后，對前后墻內側立面及頂面混凝土進行鑿毛作業(yè)。3）塊體安裝基面整理塊體安裝前，先進行基面處理，若是重力式碼頭，可直接安放于沉箱或方塊上，安放前于塊體和沉箱接觸面之間座漿即可。案例工程為板樁碼頭結構，安放前，于安放面鋪設100mm厚碎石墊層，并人工水下整平。4）塊體安裝經測量放線后，使用吊車從陸上進行吊裝（如圖5），每吊裝完成一個胸墻施工段后，使用砂漿填塞塊體安裝縫（胸墻施工縫處除外），并使用竹膠板作為堵頭模板。安裝完畢后，按5.3中鋼筋分布鋪設縱向胸墻底部鋼筋。（與現澆部分共乘1個大潮位即全部完成施工）5）現澆部分施工預制塊體安裝完畢后，直接進行現澆部分的施工工作，現澆采用料斗或溜槽送料，混凝土澆筑操作要點同常規(guī)胸墻混凝土現澆工序（如圖7）。6）上層胸墻施工段施工完成底層胸墻施工段施工后，上層胸墻施工段即具備常規(guī)乘潮施工條件，即每天均有4~8h海面低于施工工作面高程?？芍苯舆M行常規(guī)鋼模板支模現澆工藝（如圖8）。

四、質量控制

1．模板質量控制。模板進場前技術人員對模板進行逐件驗收，確保尺寸偏差滿足設計和規(guī)范要求，嚴禁偏差過大的模板投入使用。請專業(yè)模板生產廠家對模板進行設計，需經過詳細受力計算，并考慮一定的安全系數，模板進場前需檢查焊接質量，確保模板強度足夠。加強現場控制，模板支立完成后需對模板進行逐件檢查，確保模板拼縫整齊、支撐牢靠、脫模劑涂刷均勻。模板支立時需將預埋件固定牢靠，澆筑時振搗棒需避開預埋件位置，避免對預埋件進行碰撞；砼澆筑完成后需由測量人員對預埋件進行復核，確保位置準確。2．鋼筋質量控制。加強現場控制，鋼筋加工完成后需對鋼筋尺寸進行驗收，防止尺寸不正確的鋼筋用于綁扎。使用技術熟練的焊工，焊接完成后需按規(guī)范要求對焊接鋼筋進行抽檢，檢驗合格才能進行下步施工。后對尺寸不足的地方及時進行調整，確保鋼筋保護層厚度。3．混凝土質量控制。使用技術熟練的砼工，作業(yè)前進行嚴格的技術交底，施工過程中加強控制。砼澆筑前進行作業(yè)條件檢查，確保砼供應和模板拼裝質量，檢查所有設備是否完好并備用設備預防突發(fā)事件。嚴格按照方案進行施工，派專人及時進行養(yǎng)護并留好養(yǎng)護記錄。根據天氣氣溫、試驗結果確定拆模時間，嚴禁提前。4．預制塊體安裝質量控制。安放預制塊體之前對塊體放置區(qū)域進行壓實，并用砂漿找平，保證塊體安放無偏位。加強現場控制，確認相鄰塊體間無錯臺、無前沿線偏差后方可進行胸墻模板支設。

五、結語

胸墻預制與現澆相結合施工工藝，經現場施工檢驗，該工藝成功解決了胸墻底層施工段乘潮作業(yè)時間不足、無法乘潮現澆施工的難題，提高了胸墻施工的施工效率，縮短工期的同時保證了較高的施工質量，并節(jié)約了成本，產生了一定的經濟效益。該工藝可適用并推廣應用于設計底標高位于施工水位以下，導致底部部分施工段基本不具備多次乘潮施工條件的碼頭胸墻結構。

作者:張永敏 單位:中建筑港集團有限公司