淺談預制拼裝技術在國家會展中心二層步廊東延伸工程中的應用

余 飛

上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司 上海 200092

隨著我國經濟與技術能力的發展，各類技術及標準的日漸成熟，使得預制拼裝技術的應用領域在不斷拓展。相較傳統工藝，預制拼裝技術有著利于施工質量及安全的管理，同時有著施工周期短，安裝便捷等得天獨厚的優勢。在現場施工質量及安全管控要求不斷提高的大環境下，使得預制拼裝技術在越來越多的工程建設項目中得以應用、推廣。本文介紹了在國家會展中心二層步廊東延伸工程中預制拼裝技術的應用情況，總結了預制墩柱施工過程中的施工工藝及注意事項。

1 工程概況

國家會展中心二層步廊東延伸工程是2018年中國首屆進口博覽會重要配套項目之一。本工程地處虹橋核心區，建成后作為連接虹橋商務區與國家會展中心的唯一空中連廊，項目意義重大。同時為保證進博會順利召開，施工工期僅為6個月，建設任務重。

本工程跨河段考慮結構耐久性，河中墩柱采用預制混凝土形式。整個墩柱通過工廠預制，運至現場進行安裝，現場僅通過墩柱預埋灌漿套筒與承臺預留筋進行灌漿連接即可。相較常規混凝土墩柱施工有著施工周期短、施工人員少、機械化程度高等諸多優點。

2 預制混凝土墩柱結構

預制混凝土墩柱采用預埋螺栓與灌漿套筒連接的拼裝工藝，由于施工場地受限及對預制拼裝構件高精度的要求，所有預制混凝土墩柱均采用工廠預制，隨后運至現場安裝的方式進行施工。

預制混凝土墩柱采用直立柱（圖1），截面尺寸為1500mm×1500mm，立柱高11.17m,墩柱主筋采用HRB400φ40鋼筋，箍筋及拉筋采用HRB400φ16鋼筋。凝土等級為C40，采用立式澆筑法一次性澆筑完成。承臺采用四樁單柱形式，柱底預埋40型高強度球墨鑄鐵灌漿套筒與承臺預埋鋼筋進行連接，柱身預留灌漿孔，在灌漿后進行封堵。預制蓋梁與預制墩柱通過蓋梁預留金屬波紋管進行連接。

圖1 預制混凝土墩柱節點圖

主要施工工藝：承臺施工時預留鋼筋→預制墩柱加工完成后運至現場進行吊裝→將預制墩柱套筒對準承臺預留插筋緩慢下放→灌漿套筒壓漿作業→待漿液達到設計強度后進行預制蓋梁安裝→金屬波紋管壓漿作業→待蓋梁漿液達到設計強度后進行橋梁上部結構的安裝[1]。

3 預埋件安裝

預制墩柱主要通過預埋配對鋼筋與承臺連接，配對鋼筋與承臺一同澆筑。承臺施工采用支模澆筑方法，基坑開挖采用機械開挖和人工開挖相結合的方法。

預埋鋼筋主筋為φ40鋼筋，主筋應表面潔凈、無損傷，鋼筋平直、無局部彎折，鋼筋露出承臺面為80cm，錨入承臺長度不小于1m。為保證預埋鋼筋定位準確，鋼筋預埋前先制作預制胎架以保證鋼筋標高及位置達到預制構件對接要求。

為保證預埋鋼筋定位準確，鋼筋預埋前先根據柱底預留套筒位置制作鋼筋胎架，并將預埋部分的鋼筋籠按照圖紙先制作完成。待承臺底部鋼筋綁扎完畢后，將預制鋼筋籠進行安裝。根據圖紙軸線及標高將預制鋼筋籠調整完畢后進行固定，隨后完成承臺鋼筋綁扎（圖2）。

圖2 預埋件與鋼筋籠制作大樣圖

承臺鋼筋綁扎完畢后，混凝土澆筑前對承臺預留主筋進行復核。用預制鋼胎膜檢查鋼筋中心位置偏差；用直尺檢查外露連接鋼筋長度，外露長度、頂點標高允許偏差0mm～+15mm；鋼筋表面應無嚴重銹蝕和粘附異物。

4 預制混凝土墩柱加工及安裝工藝

4.1 鋼筋加工

預制墩柱主筋采用直螺紋機械連接接頭的形式進行連接，以確保墩柱保護層厚度及截面尺寸，箍筋采用MEP全自動鋼筋成型彎箍機進行彎曲及剪切加工。整個鋼筋籠通過胎架端頭定位鋼板在專用胎架上進行安裝、制作（圖3），經過安裝灌漿套筒→安裝上排主筋→安裝箍筋→安裝兩側及底部主筋→安裝豎向及橫向拉鉤的整體順序制作成型。

圖3 預制墩柱鋼筋籠加工

4.2 模板施工

本工程預制混凝土墩柱采用立式澆筑法一次性澆筑完成，澆筑模板采用厚度為8 mm的鋼模板。模板對拉螺桿采用高強度精軋螺紋鋼，采用雙螺帽進行固定。墩柱模板安裝過程共分成安裝底面模板→安裝側面模板→安裝立柱鋼筋籠→安裝頂面模板固定翻轉點→安裝翻轉吊架→安裝吊索具→模板翻轉七個步驟進行。

4.3 混凝土澆筑

為保證混凝土在澆筑過程中產生離析，澆筑采用泵車+導管的方式進行澆筑。混凝土采用分層澆筑，分層厚度為30-50cm，在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑工作，同時需對分層澆筑部位進行充分振搗。混凝土土振搗采用四角振搗法，為防止鋼筋移位、變形，振搗期間盡量不接觸模板及鋼筋。

為防止缺棱掉角，預制混凝土墩柱養護應適當增加帶模養護時間，混凝土養護期間，應采取澆水、灑水等措施進行保濕、保溫養護，待混凝土強度達到設計強度后進行拆模。

4.4 預制墩柱的吊裝

預制墩柱在辦理完出廠驗收手續后運至現場進行吊裝，本工程預制墩柱重約63噸，根據現場情況，吊裝半徑約18米，項目選用500 噸汽車吊進行吊裝，額定起吊重量71噸，可以滿足吊裝需求。構件通過預制墩柱預埋的鋼絞線進行吊裝，安裝期間需有測量人員隨時對墩柱垂直度進行控制。

4.5 預制墩柱的安裝

墩柱吊裝前在柱腳四周設置座漿模板及墊塊，鋪筑高強無收縮水泥座漿料。預制墩柱在慢速下放的過程中，控制承臺預埋鋼筋精確插入連接套筒內，對墩柱軸線、垂直度調整無誤后進行灌漿作業。灌漿料采用M100高強無收縮水泥砂漿，從灌漿套筒下部預留灌漿口灌注（圖4）。直至上方的排漿孔連續流出漿料后，用專用橡膠塞封堵完成單個灌漿套筒的灌漿作業[2]。

圖4 預制墩柱現場灌漿作業示意圖

4.6 預制蓋梁的安裝

待墩柱灌漿料同條件養護試塊強度達到設計要求后，方可進行蓋梁安裝施工。蓋梁與墩柱預留鋼筋采用金屬波紋管進行連接，吊機緩慢下放的過程中，控制墩柱頂預埋鋼筋精確插入金屬波紋管中。灌漿料同樣采用M100高強無收縮水泥砂漿，同一波紋管內的灌漿作業應保持連續，漿液直至金屬波紋管頂面后停止。靜置5分鐘后檢查灌漿口，對漿液面下降的進行補漿，最后用圓形金屬蓋將灌漿口蓋好完成蓋梁安裝作業。

圖5 預制蓋梁灌漿作業示意圖

5 制作及安裝過程中需要注意的問題

(1) 由于預制墩柱對加工精度要求極高，且加工程序較為固定，如發現問題造成返工，往往是整個墩柱需要從頭開始制作，所以在加工過程中應及時做好對工序的檢查、驗收工作[3]。

(2) 墩柱鋼筋籠安裝前，應首先對胎架各個部件進行復測，尤其是套筒端定位板、鋼筋端定位板及開孔開槽位置。為防止鋼筋安裝時發生彎扭，拼裝過程應隨時檢查胎架底座情況。

(3) 嚴格控制原材料質量，鋼筋的加工質量、鋼筋的保護層墊塊、灌漿套筒、錨固波紋管、吊裝鋼絞線必須驗收合格后方可用于預制混凝土墩柱的制作。同時在安裝過程中應隨時進行測量，確保每一步的加工精度得到控制。

(4) 為保證墩柱成型質量，墩柱合模后必須要按設計要求及標準進行驗收，主要檢查接縫處、脫模劑、軸線、高程等。符合要求后進行加固，保證模板在澆筑混凝土過程中受力后不變形、無移位。

(5) 夏季施工時，砼的入模溫度不宜高于氣溫且不宜超過30℃，若當天溫度過高應調整澆筑時間至傍晚或第二天早晨澆筑。冬季施工時，應適當推遲拆模時間。對于已拆模的墩柱構件進行包裹保溫養護，并通入蒸汽，確保混凝土的水化熱順利進行。

(6) 預制混凝土構件自重較大，在吊裝前應對周邊地基承載力、吊裝作業半徑、周邊施工環境進行分析、計算。編制預制混凝土墩柱吊裝專項方案，超過一定規模的應進行專家論證并經監理審批通過后實施。

(7) 在安裝過程中為確保預埋套筒孔路暢通，在灌漿前應用清水對灌漿孔先進行沖洗。吊機慢速下放的過程中，測量人員應隨時控制墩柱垂直度，對墩柱軸線、垂直度調整后再進行灌漿作業。

6 結束語

預制混凝土拼裝技術作為一種新型施工工藝，在橋梁施工、房屋建筑、盾構區間、綜合管廊等工程上的應用日益廣泛。預制混凝土拼裝不僅對周邊環境影響小、環保而且施工速度快、綜合施工費用低，同時相較傳統鋼筋混凝土施工工藝的質量及施工安全得到保障。隨著預制拼裝技術的日益推廣、應用，在今后的工程建設項目中定能發揮自己不可替代的作用。