護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工縫的設(shè)置方法

倪 磊

上海市水利工程集團(tuán)有限公司 上海 201612

護(hù)岸是城市防汛的重要構(gòu)筑物，考慮到河道水體對(duì)護(hù)岸底板結(jié)構(gòu)下部土體的沖刷，容易導(dǎo)致土體散失，引起結(jié)構(gòu)變形。因此，常在底板下部設(shè)有掛板結(jié)構(gòu)。施工階段，護(hù)岸底板與掛板之間通常設(shè)置有施工縫，兩者分開澆筑。施工縫設(shè)置位置直接影響施工的難易程度，影響工期。同時(shí)作為結(jié)構(gòu)薄弱部位，后續(xù)澆筑的混凝土收縮析水，施工縫位置容易出現(xiàn)縫隙，將對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響。因此，護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工縫設(shè)置，尤其是掛板與底板之間施工縫的設(shè)置，對(duì)后續(xù)施工質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)安全有重要意義。目前，護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工的研究主要集中在管理制度、人員安全意識(shí)、綠色施工[1]、護(hù)岸技術(shù)類型[2]以及混凝土原材料[3]、結(jié)構(gòu)防水[4]等方面，本文結(jié)合具體施工實(shí)例，對(duì)比分析傳統(tǒng)和新型護(hù)岸施工縫設(shè)置的優(yōu)劣，對(duì)同類型工程項(xiàng)目施工更具借鑒意義。

1 工程概況

南新涇泵閘位于閔行區(qū)新涇港河道南段與淀浦河交匯處，河道拓寬長度560 m，工程主要功能為“淀北片”防洪除澇，兼顧水資源調(diào)度和水生態(tài)環(huán)境改善。工程北起南新涇套閘內(nèi)閘首防沖槽處，南至閔虹路橋，中部古美西路橋橫跨施工區(qū)域，東側(cè)為合川路，西側(cè)為居民區(qū)（圖1）。南新涇泵閘主體建于古美西路橋以南、閔虹路橋以北近淀浦河河口處，設(shè)計(jì)排水流量40 m3/s，單孔水閘凈寬12 m。

圖1 工程總平面

外河護(hù)岸2位于工程南側(cè)，頂標(biāo)高4.50 m，與淀浦河現(xiàn)狀護(hù)岸順接，構(gòu)成一級(jí)堤防，主要起防汛作用。同時(shí)，外河護(hù)岸2還作為擋土墻，減少西側(cè)居民區(qū)構(gòu)筑物沉降，確保小區(qū)結(jié)構(gòu)安全。護(hù)岸結(jié)構(gòu)整體呈L形，采用雙排灌注樁作為樁基，其中外排灌注樁上部導(dǎo)梁厚度800 mm，導(dǎo)梁底部標(biāo)高3.0 m。墻身整體高度5.50 m，上窄下寬，墻身底部標(biāo)高－1.00 m。底板厚度800 mm，底板底標(biāo)高－1.80 m。考慮到底板施工時(shí)，兩側(cè)土方高差達(dá)到6.30 m，內(nèi)排灌注樁上部設(shè)置有C30導(dǎo)梁（后續(xù)拆除），上下導(dǎo)梁之間采用φ609 mm鋼管作為對(duì)撐，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 外河護(hù)岸2剖面示意

2 傳統(tǒng)施工縫設(shè)置

傳統(tǒng)的防汛墻結(jié)構(gòu)，其墻身頂部與底板底部往往有5～6 m的高差，若不設(shè)施工縫一次性澆筑，僅僅依靠墻后密排灌注樁難以支擋墻后土，容易在施工過程中造成土體塌方，影響施工質(zhì)量，產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，出于施工過程中安全性和施工質(zhì)量的考慮，底板、墻身、掛板等結(jié)構(gòu)往往分次澆筑，前后澆筑部位之間往往需要設(shè)置施工縫。此外，施工縫設(shè)置形式直接影響后續(xù)各道工序的施工難易，是護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.1 傳統(tǒng)施工縫設(shè)置形式

傳統(tǒng)施工縫設(shè)置在上部導(dǎo)梁與墻身之間，為水平施工縫，如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)施工縫設(shè)置形式

傳統(tǒng)施工縫設(shè)置條件下，外河護(hù)岸2的施工順序?yàn)椋菏┕たp以上結(jié)構(gòu)施工→下部導(dǎo)梁施工→φ609 mm鋼管安裝→土方開挖至護(hù)岸底板底→底板施工→施工縫與底板之間墻身施工。

2.2 傳統(tǒng)施工縫存在的不足

1）結(jié)構(gòu)鋼筋預(yù)留問題。根據(jù)外河護(hù)岸2配筋示意（圖4），②號(hào)鋼筋需錨入施工縫下部墻體內(nèi)約1 400 mm，考慮到施工縫設(shè)置位置，施工縫以上結(jié)構(gòu)施工時(shí)，施工縫以下土體還未開挖，則②號(hào)鋼筋難以插入土體內(nèi)。若考慮施工縫下部土體開挖后植筋，同樣存在施工困難及保障植筋質(zhì)量的問題。

圖4 外河護(hù)岸2配筋

2）施工縫下部混凝土澆筑問題?？紤]到施工縫以上結(jié)構(gòu)部分先期施工，則施工縫以下墻身施工時(shí)，墻身立模，沒有混凝土泵車導(dǎo)管插入的位置，混凝土難以澆筑，且無法振搗密實(shí)。因此，常規(guī)做法是在墻身靠近施工縫位置通長留設(shè)豁口（支模形式如圖5所示），混凝土澆筑至與施工縫齊平，后續(xù)將突出部分混凝土鑿除，同時(shí)對(duì)鑿除部位表面進(jìn)行抹面，確保混凝土外觀質(zhì)量。以上工序涉及步驟較多，需耗費(fèi)較多人工，且施工時(shí)間較長。

圖5 傳統(tǒng)施工縫設(shè)置條件下墻身模板處理

3）施工縫位置結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題?？紤]到施工縫以上結(jié)構(gòu)施工完成，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才進(jìn)行下部土方開挖和墻身混凝土結(jié)構(gòu)施工。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，下部墻身混凝土收縮析水，施工縫處不可避免地出現(xiàn)寬3～10 mm縫隙，將對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響[4]。

3 新施工縫設(shè)置

3.1 新施工縫設(shè)置形式

新施工縫設(shè)置在上部導(dǎo)梁與墻身之間，為豎向施工縫，如圖6所示。

圖6 新施工縫設(shè)置形式

新施工縫設(shè)置條件下，外河護(hù)岸2的施工順序?yàn)椋菏┕たp外側(cè)導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)施工→下部導(dǎo)梁施工→φ609 mm鋼管安裝→土方開挖至護(hù)岸底板底→底板施工→底板以上墻身施工至頂部。

3.2 新施工縫存在的不足及相應(yīng)處理方式

1）結(jié)構(gòu)鋼筋預(yù)留問題?？紤]到施工縫設(shè)置位置，在上部導(dǎo)梁澆筑前，①號(hào)鋼筋（圖7）伸出冠梁結(jié)構(gòu)外，伸入墻身內(nèi)，對(duì)模板施工造成影響。因此，采用密目鋼絲網(wǎng)替代傳統(tǒng)木模板，在保證混凝土正常澆筑的同時(shí)，可減少立模工作量。同時(shí)，后續(xù)密目鋼絲網(wǎng)不必拆除，可直接作為結(jié)構(gòu)的一部分。此外，采用密目鋼絲網(wǎng)澆筑的混凝土表面與新混凝土接觸良好，無需再鑿毛施工。

圖7 結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋

2）預(yù)留鋼筋與預(yù)埋鋼板碰撞問題。底板上部土方開挖前，上部、下部導(dǎo)梁之間每隔2.5 m設(shè)置有φ609 mm鋼管作為臨時(shí)斜撐，確保支撐結(jié)構(gòu)安全?？紤]到鋼管撐與上部、下部導(dǎo)梁接觸面為斜面，需在導(dǎo)梁施工時(shí)預(yù)埋厚8 mm鋼板作為斜撐固定點(diǎn)。上部導(dǎo)梁厚度為80 cm，去除鋼筋保護(hù)層，①號(hào)鋼筋豎直方向長度為65 cm，而考慮到預(yù)埋鋼板尺寸需大于鋼管撐活絡(luò)頭，其豎直方向長度大于70 cm，則上部導(dǎo)梁①號(hào)鋼筋無法穿過預(yù)埋鋼板，導(dǎo)致碰撞。

實(shí)際施工過程中，預(yù)埋鋼板70 cm寬度范圍內(nèi)①號(hào)鋼筋在鋼板位置斷開，作為預(yù)埋鋼板的固定鋼筋。同時(shí)在鋼板兩側(cè)各1 m范圍內(nèi)①號(hào)鋼筋加密補(bǔ)強(qiáng)布置，確保上部導(dǎo)梁與后續(xù)施工的護(hù)岸墻身連接緊密，無結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。

3）施工安全性問題。根據(jù)GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.5.17條要求，邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長。按照新施工縫設(shè)置，樁中心至結(jié)構(gòu)邊緣距離900 mm，小于灌注樁直徑?？紤]到土方開挖至φ609 mm鋼管撐施工前，間隔時(shí)間約1個(gè)月，土體高差達(dá)到6.3 m，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)該問題，首先對(duì)上下冠梁之間的土體采用放坡開挖形式，其次加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域周邊建筑物的水平和豎向位移觀測(cè)。

3.3 工程實(shí)際應(yīng)用情況

針對(duì)南新涇泵閘工程外河護(hù)岸2的實(shí)際施工情況，采用新型施工縫設(shè)置方式，降低了施工難度，人員消耗降低約30%，工期縮短約20%。

施工過程中，對(duì)該區(qū)域的沉降和位移進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告，累計(jì)豎向位移最大為14.46 mm，累計(jì)水平位移最大為19 mm，均未超過報(bào)警值，施工過程中未出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 比較分析

1）施工難易程度：設(shè)置傳統(tǒng)施工縫，預(yù)留鋼筋難以施工，立模、混凝土澆筑難度較大，施工較為煩瑣；設(shè)置新型施工縫能很大程度上規(guī)避以上問題，施工簡(jiǎn)便。

2）人員消耗：傳統(tǒng)施工縫設(shè)置涉及較多工序，且考慮到施工難易程度的影響，較新型施工縫人員多消耗約30%。

3）工期：新型施工縫在工序數(shù)量、人員消耗上均較傳統(tǒng)施工縫設(shè)置少，因此工期縮短約20%。

4）質(zhì)量：傳統(tǒng)施工縫設(shè)置位置存在強(qiáng)度、耐久性、外觀質(zhì)量和滲水等問題，而新型施工縫無結(jié)構(gòu)薄弱面或滲水區(qū)域。

5）安全性：傳統(tǒng)施工縫在施工過程中無安全性風(fēng)險(xiǎn)，而新型施工縫在采取放坡開挖等措施后亦未出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語

南新涇泵閘外河護(hù)岸2采用新型施工縫設(shè)置形式，克服了施工安全性、鋼筋預(yù)留、模板設(shè)置、鋼板“碰撞”的問題。與傳統(tǒng)施工縫設(shè)置形式相比，降低了施工工藝難度，人員消耗降低約30%，工期縮短約20%，同時(shí)避免了施工縫位置混凝土收縮對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和防水性產(chǎn)生的不良影響，具備較強(qiáng)的施工可操作性，也為同類型護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工縫設(shè)置提供了借鑒。