預制裝配式柱板組合擋墻施工工法

裴艷 PEI Yan

（安徽省新路建設工程集團有限責任公司，阜陽 236000）

0 引言

目前，為了適應不同地區的建筑條件（如地基、料源、地形等）和不同的使用要求（如建筑高度、穩定性等），已研發各種現澆的重力式擋墻、懸臂式擋墻、樁板墻等。在工程實踐中，各種現澆支擋結構存在以下不足。發展預制拼裝式的新型支擋結構將具有較大的應用前景。

1 特點

①本方法采用裝配式預制板與柱組合結構，針對不同的基礎結構進行了不同的優化，當基礎采用條形淺基礎時，條形淺基礎預留臺階式杯口，基礎內部預埋錨固端板，錨固端板上的長短螺桿分別與柱底及樁底部翼板錨固，并澆膨脹混凝土加強連接，由此省略傳統預制柱施工時的臨時支撐步驟，且連接強度高。②本方法當樁柱同步澆筑施工完成時，在樁柱交接面區域吊放與鋼筋籠主筋固定連接的抗剪錨固筒；當采用預制柱時，抗剪錨固筒在樁基施工時植入，并在筒周澆筑擴大段，有效保證連接段的穩定性。③本方法涉及的預制板的錨桿（索）固定端設置于柱底部翼板上，柱板頂部設置整體式的錨固板，埋入現澆混凝土壓頂內，擋墻整體好，結構穩定。④當擋墻高度較高時，在預制柱（或現澆柱）間預埋連接筋，通過在裝配式預制板上安裝后置U形鋼筋混凝土槽并灌漿形成限位肋，增加與墻后土體接觸面從而提高擋墻穩定性。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

預制裝配式柱板組合擋墻施工工藝流程：

施工前準備→基礎開挖→構件預制→擋墻基礎施工→擋墻柱體施工→預制板吊裝→U型鋼筋混凝土槽安裝→U型槽注漿作業→現澆混凝土壓頂施工→墻背土回填

2.2 操作要點

2.2.1 施工前準備

①熟悉結構圖紙；同時刷坡至設計位置，清除邊坡上的松土；②編制詳細的施工方案和施工進度計劃；③施工設備、材料進場，搭建臨時設施和安裝、調試設備，水電接通到位，并配備發電機組備用；④各預制構件根據設計圖紙的尺寸要求進行預制，質檢合格后運輸至施工現場統一堆放。

2.2.2 擋墻基礎施工

①當基礎采用條形淺基礎時：

1）施工工藝流程：清理—混凝土墊層—清理—鋼筋綁扎—安裝預埋件—支模板—相關專業施工—清理—混凝土攪拌—混凝土澆筑—混凝土振搗—混凝土找平—混凝土養護

2）地基驗槽完成后，清除表層浮土及擾動土，不得積水，立即進行墊層混凝土施工。

3）條形淺基礎鋼筋綁扎時，預埋入錨固端板，錨固端板與已綁扎的鋼筋焊接連接，錨固端板上設置長短螺桿，如圖1所示，長短螺桿伸出基礎企口頂面，如圖2所示。

圖1 錨固端板結構示意圖

圖2 條形淺基礎結構示意圖

4）鋼筋綁扎及相關專業施工完成后立即進行模板安裝。

5）在澆筑開始時，先滿鋪一層5~10cm厚的混凝土，然后對稱澆筑。

6）已澆筑完的混凝土，常溫下，應在12h左右覆蓋和澆水。

7）側面模板在混凝土強度能保證其棱角不因拆模板而受損壞時方可拆模，拆模前設專人檢查混凝土強度，拆除時采用撬棍從一側順序拆除。

②當采用樁基礎時（以鉆孔灌注樁為例）：

1）樁基施工前，先做好樁位的定點工作，護筒的埋設與校正工作，每個樁位均已設置不少于4點的護樁。護筒的中心線與樁位中心線的允許偏差不大于20mm，護筒應垂直。樁位中心偏差不得大于5cm。

2）護筒采用8mm厚的鋼板加工制作，護筒內徑比鉆頭直徑大20cm。護筒長為2.5m，并根據設計樁位中心線埋設，外露30cm，埋設后進行復核校正，其樁位偏差不大于5cm。

3）鉆機安裝必須平直、穩固。在架立鉆架時，應使鉆架天車中心、轉盤中心及樁位中心，必須三點一線。

4）清孔應分二次進行。第一次清孔在成孔完畢后立即進行；第二次在下鋼筋籠和導管安裝完畢后進行。

5）鋼筋籠施工：a）當擋墻采用現澆柱時，鋼筋籠內直接預埋帶栓釘的抗剪錨固筒，錨索（桿）固定在內部隔板上；b）當擋墻采用預制柱時，鋼筋籠內預埋無栓釘的抗剪錨固筒，錨固筒上預留溢流孔，同時采用臨時蓋板對頂部進行遮蓋，橡膠塞臨時封堵溢流孔，如圖3所示；吊放鋼筋籠入樁孔時使用吊車，鋼筋籠要緩慢吊入孔內，避免盲目碰接孔壁，鋼筋籠按設計標高放置后應馬上固定好后，二次清孔后灌注水下混凝土。

圖3 預制柱時樁基施工示意圖

6）利用專用商品混凝土運輸車運輸至現場通過導管下灌混凝土，混凝土澆筑第一次下料量應使導管埋深不能小于1m；整個澆筑過程中要做到均勻、連續、緊湊。

2.2.3 擋墻柱體施工

①擋墻采用現澆柱體時，柱一次澆筑成形，內部通過PVC管預留錨索壓漿通道，柱澆筑采用導管導落，使混凝土自由傾落高度不超過2m，導管直徑在250mm以上，且在卸落前應先用砂漿潤滑導管。澆筑混凝土時，要分層澆筑，分層振搗。

②擋墻采用預制柱時，檢驗合格后直接進場吊裝就位，通過底部端板與條形淺基礎或樁基礎連接錨固。連接條形淺基礎時，校正垂直度后可直接澆筑膨脹混凝土；連接樁基礎時，預先將樁基頂部混凝土剝離，并在抗剪錨固筒上焊接栓釘，吊裝預制柱并校正垂直度后，支設模板澆筑擴大段。

③高擋墻（高度≥6m）施工時，預制柱內預埋橫向連接筋，相鄰柱體安裝完成后，采用直螺紋套筒連接。

2.2.4 擋墻預制板安裝

①在擋墻壁板預制（現澆柱體養護）的同時，可先進行挖方區域土方清理，至設計標高40cm時停滯，待預制板（現澆柱體）混凝土強度達到設計強度后，清除預留的40cm土石層，運輸預制板至施工區域待安裝。

②在路堤施工的同時，要把擋墻預制板安裝范圍內的地基表層浮渣、松散物清除干凈并夯實，當預制板的基底不平整時，采用漿砌片石墊塊填補。

③安裝預制板時，確保與樁體搭接處的接觸面平整，高擋墻作業時，由于需安裝U型鋼筋混凝土槽，因此相應標高處的預制板須設置上下限位肋板。

2.2.5 U型鋼筋混凝土槽安裝

U型鋼筋混凝土槽根據圖紙尺寸預制，外觀尺寸校驗合格后直接采用吊機吊裝就位，采用螺栓與預制板錨固，如圖4所示。

圖4 U型鋼筋混凝土槽安裝示意圖

2.2.6 U型槽注漿作業

①U型槽注漿采用水泥素漿。宜采用UBJ-1.8灰漿泵向頂部預留孔內灌注水泥漿，采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.38~0.5配料進行攪拌，攪拌時間不少于兩分鐘。②注漿完成后，及時將U型槽頂部預留的注漿孔封堵。

2.2.7 現澆混凝土壓頂施工

上述作業完成后，在預制板及擋墻柱體頂部安裝整體式錨固板，錨固板可采用鋼板也可采用鋼筋混凝土板。整體式錨固板與柱體內的預應力錨索張拉錨固，安裝完成后，在頂部支模，澆筑混凝土壓頂以提高擋墻整體性。

2.2.8 墻背土回填

①現澆混凝固體壓頂強度級別達到設計強度級別的75%以上，可進行墻背填料施工。填料采用挖方石渣填筑，其內摩擦角不小于35度。②墻后必須回填均勻，攤鋪平整。填料頂面橫坡符合設計要求。墻后1.5m范圍內，不應有大型機械行駛或作業，為防止碰壞墻體，應采用小型壓實機械碾壓，分層厚度不應超過0.2m。

3 質量控制措施

3.1 預制柱及預制板吊裝質量控制

①預制柱及預制板的外觀、強度等級必須符合設計要求，外觀質量符合表1規定。

表1 預制柱板制作允許偏差表

②預制柱扶直后，通過安裝吊點將其吊至安裝點。為防其在吊升過程中任意擺動，應使用纜風繩拉住預制柱，以避免損壞、減少事故發生。由于預制柱需通過錨索及鋼筋與基礎相連，在定位安裝的過程中離基礎較近，因此，在安放的過程中須保持緩慢平穩。待預制柱基本就位后，用倒鏈和纜風繩對其位置進行微調和校正。預制柱位置達到安裝的精度要求后，去掉吊裝設備。

③預制板吊裝過程中，可預先包裹50mm左右的紙板保護結構凸榫及預埋件，并確保吊裝機械夾完全貼合預制板的頂部，防止夾具損壞板體。

3.2 柱內錨索安裝質量控制

①柱體內預留孔徑誤差±100mm，軸線的偏差斜率不應大于錨索長度的2%。

②在張拉前取0.1~0.2p的張拉力進行預張拉，使錨索處在完全順直狀態，各部位緊密接觸。張拉穩壓時間除第一級要穩壓20~30min外，其余每級持荷穩定時間2~5min。

③封錨時，多余外露的錨索用手提砂輪機切除，嚴禁電弧燒割，并留長50~100mm的外露錨索。

3.3 U型槽注漿質量控制

①地面拌漿人員應按配比拌漿，嚴格質量管理并及時報監理現場檢查。

②出漿時要經網篩過濾，拌漿液須經檢測符合要求后方能送至作業面使用。

③由于U型槽內腔體積較小，注漿時須嚴格控制壓力和注漿量，以防超注流漿。

④若發現U型槽與預制板及預制柱之間有漏漿現象，及時封堵，確保槽內填滿。

3.4 墻背土回填施工質量控制

①填土前，應將基土上的雜物處理完畢，清理干凈。

②檢驗土質。

③回填時必須根據設計斷面水平向分層填筑和壓實。分層最大松鋪厚度應根據試驗確定，且不應超過30cm；分層最小壓實厚度不小于10cm。

④回填土方每層壓實后，應按規范規定進行環刀取樣，測出土的質量密度，達到要求后，進行上一層的鋪土。

3.5 預制板運輸質量控制

①運輸車的車況檢查。運輸前對運輸車進行全面的檢查，防止預制板運輸過程中出狀況；加強對運輸車的定期保養。②預制板在運輸車上就位后用手拉葫蘆將預制板與車架捆成一體。預制板底鋪設具有防滑移、防沖擊特性的方木及橡膠墊。

4 效益分析

4.1 資源節約

本方法針對不同的基礎結構進行了不同的優化，當基礎采用條形淺基礎時，杯口空腔后澆膨脹混凝土加強連接，由此省略傳統預制柱施工時的臨時支撐步驟，且連接強度高；當采用預制柱時，抗剪錨固筒在樁基施工時植入，頂部設置連接環板與預制柱底部預埋螺桿連接，并在筒周澆筑擴大段，有效保證連接段的穩定性，施工快捷、方便，節約施工過程中的時間成本；綜上所述，本方法不但能有效保證擋墻結構穩定性及施工安全性，而且大大節約了資源，經濟和社會效益非常顯著。

4.2 經濟效益分析

本方法采用裝配式預制板與柱組合結構，針對不同的基礎結構進行了不同的優化，當基礎采用條形淺基礎時，條形淺基礎根據柱截面尺寸預留臺階式杯口，預制柱吊裝后，杯口空腔后澆膨脹混凝土加強連接，同時省去預制柱臨時支撐的工序；當采用樁基礎時，在樁柱交接區安裝抗剪錨固筒，并安裝臨時模板在筒周澆筑擴大段；另一方面，擋墻板均采用預制方式，且合理設置加強背肋，保證穩定性的同時大幅縮短工期；總體而言，相比于傳統擋墻施工，節約總造價可達10%以上。

4.3 社會效益分析

采用預制裝配式柱板組合擋墻施工方法施工時，整體施工操作常規、簡便，施工效率高，施工時安全可靠，工程進度、質量和安全均按合同要求完成，完工后獲得社會各方的高度好評。該方法推進了裝配式擋墻施工的技術進步，社會效益明顯，具有較好的推廣應用價值和廣闊的市場應用前景。

5 應用實例

臨泉縣G345臨泉至關廟改建工程，路線全長約30.982km。主要工程內容包括路基土方、水泥穩定碎石基層、老路碎石化處理和瀝青混凝土面層，標內小橋1座、蓋板涵3座、圓管涵17道及街道段排水等工程。工程中部分路段護坡采用“預制裝配式柱板組合擋墻施工工法”，與傳統擋墻工藝相比，整體施工節約造價約8%，縮短工期約10%，取得了顯著的經濟、環保和社會效益。2019年8月施工路段順利通過整體驗收，綜合效益明顯。