高厚比較大的鋼筋混凝土構件施工技術

袁傳超

（中鐵建大橋工程局集團第六工程有限公司，吉林 長春 130000）

1 科學劃分施工段

通過熟悉施工圖紙，要求每20m 設置伸縮縫，并結合實際情況，在圍墻的墊層施工完成后，將圍墻結構施工劃分為5 個施工段，即第1 施工段，坡形基礎施工；第2 施工段，短柱施工；第3 施工段，墻身施工；第4施工段，暗梁施工（含甬道底板）；第5 施工段，甬道欄板施工。圍墻結構圖如圖1 所示。

圖1 圍墻結構圖

通過對5 個施工段的分析和比較，第3 施工段，墻身厚度為300mm，高度為6.4m，高厚比很大，墻身鋼筋按照雙排筋布設，施工難度較大，特別是模板支設、加固和混凝土澆筑施工難度更大，成為整個圍墻結構施工的重中之重，不能疏忽。

文章以第3 施工段為例，從模板設計、鋼筋施工、模板施工、混凝土澆筑四大方面進行闡述。

2 模板設計

經過對鋼模板、木模板等分析，結合現場的實際情況，選用15mm 厚木模板施工，其具有板面光潔、硬度好、周轉次數較高、混凝土成型質量好、施工效率高等特點。模板背部支撐由豎向木方（單肢）和橫向鋼管（雙肢）組成，木方選用五八方（50mm×80mm），并經刨花機，確保木方四面見線，豎向間距為250mm；鋼管規格為φ48×3.5mm，橫向間距為500mm；對穿墻螺栓選用φ14mm。模板支設立面圖如圖2 所示。

圖2 模板支設立面圖

2.1 參數信息

木模板和木方彈性模量E1=9500N/mm2，抗彎強度fc1=13N/mm2，抗剪強度fV1=1.5N/mm2；鋼管彈性模量E2=206000N/mm2，抗彎強度fc2=205N/mm2。

2.2 荷載標準值計算

新澆混凝土對模板最大側壓力F1：

式中：γ 為混凝土自重，取24kN/mm3；t 為新澆混凝土初凝時間，取4h；V 為混凝土澆筑速度，取2.5m/h；H 為模板計算高度，取6m；β1為外加劑影響修正系數，取1.2；β2為混凝土坍落度修正系數，取0.85。

將上述數據帶入式中，得F1為34.1kN/m2，144kN/m2，取小值為34.1kN/m2。

經查施工手冊，傾倒混凝土時產生荷載標準值F2=6kN/m2。

2.3 木模板計算

因為受彎結構，需驗算抗彎強度和剛度。經查施工手冊，計算原則是按照木方間距和模板面積大小，支撐在木方上的三跨連續梁計算。

（1）抗彎強度驗算。木模板承受應力：

式中：M 跨中彎矩；W 為截面抵抗矩。

M=0.1×q×l2（3）

式中：q 為作用在模板上線荷載，考慮新澆混凝土側壓力q1和傾倒混凝土時產生荷載q2，荷載組合得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 為臨時結構折減系數；l 為計算跨度，l=250mm。

可以得出：M=0.1×22.2×2502=1.4×105N·m；

代入式（2），則

（2）抗剪強度驗算。

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

（3）撓度驗算。

采用標準荷載且不考慮振動荷載作用，撓度按式（6）計算。

2.4 木方計算

木模板所承受荷載直接傳遞給木方，按照均布荷載作用下的三跨連續梁計算。按照模板計算方法，同理可得木方的抗彎強度、抗剪強度及撓度驗算均滿足要求。

2.5 鋼管計算

鋼管所承受木方傳遞的荷載，按照集中荷載作用下的三跨連續梁計算。鋼管截面慣性矩I=1.2×105mm4，截面抵抗矩W=5.08×103mm3。

（1）抗彎強度驗算。

鋼 管 跨 中 最 大 彎 矩M=0.175×p×l。 其 中 計算跨度l=500mm， 作用在鋼管上的集中荷載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。

則鋼管所承受最大應力代入式（2）可得：

（2）抗剪強度驗算。

式中：最大剪力V=0.65p=0.65×2.8×103=1820N。

（3）撓度驗算。

采用標準荷載且不考慮振動荷載作用，撓度按式（8）計算。

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

2.6 穿墻螺栓計算

經查建筑施工手冊得，φ14mm 穿墻螺栓有效面積A=105mm2，強度設計值取f=170N/mm2，則能承受最大拉力[N]=f×A=170×105=17.9kN，穿墻螺栓所承受的拉力為N=F1×a×a=34.1×0.5×0.5=8.5kN ＜[N]，滿足要求。

3 鋼筋施工

墻身鋼筋施工時，應根據設計文件圖紙，復核豎向鋼筋型號和定位，準確無誤后，按照圖集要求，進行綁扎施工。綁扎時，先在豎向豎筋，畫好水平鋼筋分檔標志，因墻身比較高，在底部設一根、中間設置兩根水平鋼筋固定，在橫筋上畫好分檔標志，然后先綁豎筋，再綁水平鋼筋。拉筋呈梅花形放置，保證綁扎間距均勻，嚴禁出現漏綁現象，并做好成品保護。

4 模板施工

模板施工時，應根據墻身的尺寸首先進行配模。經綜合考慮，按照墻身的高度開始配模，配模的寬度根據墻身的每一伸縮縫間的長度進行確定，采用木方進行模板組合和臨時固定，配成固定尺寸的模板后，采用汽車吊吊運到墻身，人工配合支設。選用該方案，既能提高模板支設的效率，又能提高模板周轉次數。成型的固定模板吊運到位后，采用對拉螺栓進行固定。墻身伸縮縫以內的模板初步固定后，拉通線，進行校模。校模施工完成后，在底部3 ～5 排的對拉螺栓需采取加強措施，安裝雙螺母，確保墻身混凝土幾何尺寸和定位的準確性。

5 混凝土施工

因墻身的厚度為300mm，澆筑混凝土高度為6.4m，圍墻內的鋼筋按照雙排筋布設，混凝土澆筑直接影響成型后實體和觀感質量，是重點也是難點。在混凝土澆筑方案比選時，經與商品混凝土供應站研究協商，采用38m 布料車泵送施工，混凝土坍落度控制在180mm±20mm。再與建設單位、監理單位研究決定，以最開始施工的三段墻身作為試驗段，來驗證模板加固和混凝土澆筑方案的可行性。

第一段墻身拆模后，在墻身2 ～3m 及4 ～5m 標高處出現2 個孔洞（俗稱“狗洞”），墻底處蜂窩（俗稱“爛根”）現象出現較多，但是混凝土成型外觀尺寸等符合設計要求，證實了加固方案可行。第二段施工時，針對第一段存在的問題，邀請商品供應站的技術總工程師到場指導施工，初步認為是由于兩次混凝土的間歇時間長（因為墻身高度，混凝土不能一次澆筑成型，存在時間間歇），在泵管內的混凝土漏漿導致，出現局部漏漿嚴重，同樣振搗時，該部位出現狗洞。底部爛根是墻身高度太高，坐漿灰掛在鋼筋上多，實際落到底部少，將坐漿灰砂漿計算量由原來的5cm 提高到10cm。經過這兩點的調整，第二試驗段的混凝土在澆筑完拆模后，達到預期的效果。

6 結束語

施工前期考慮各種風險，嚴格進行模板設計驗算，施工中對混凝土澆筑采取針對性的施工方案，各項施工層層把關、高度重視，高厚比較大的鋼筋混凝土構件——監獄警戒設施圍墻達到了預期的實體和觀感質量要求。無論從技術還是經濟上，都取得了明顯效果，得到了監理單位和建設單位的認可與好評，積累了寶貴經驗，望今后類似工程中能大力推廣。