東人工島擋浪墻墻身清水混凝土施工技術(shù)

吳平，王聰，邵亮，龔沛，蘇文龍

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200122）

東人工島擋浪墻墻身清水混凝土施工技術(shù)

吳平，王聰，邵亮，龔沛，蘇文龍

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200122）

清水混凝土即通過一次澆筑成型而不需做任何裝飾的混凝土，因其平整光滑、色澤均勻、棱角分明、線條順暢、層間過渡自然等特點(diǎn)而備受親睞。文章以港珠澳大橋島隧工程東人工島擋浪墻墻身清水混凝土施工為例，闡述清水混凝土施工技術(shù)，達(dá)到了預(yù)期的施工效果。

清水混凝土；擋浪墻；施工技術(shù)

1 工程概況

港珠澳大橋島隧工程東人工島擋浪墻環(huán)人工島護(hù)岸前沿線一周，全長1 386.15 m，為人工島防臺(tái)防汛的主要屏障。其主要結(jié)構(gòu)斷面形式為“L”形，前底部有倒梯形前齒，如圖1所示。擋浪墻混凝土強(qiáng)度等級為C30，基礎(chǔ)底板部分與墻身部分分兩次澆筑，基礎(chǔ)部分采用傳統(tǒng)工藝鋼模板系統(tǒng)，墻身部分采用德國PREI公司設(shè)計(jì)的模板系統(tǒng)。墻身部分靠島內(nèi)側(cè)墻面即為清水混凝土面（標(biāo)高+5.15～+8.5m）。

2 模板系統(tǒng)工藝特點(diǎn)

2.1 模板設(shè)計(jì)及拼裝

圖1 擋浪墻典型結(jié)構(gòu)形式圖Fig.1 Typ icalstructuresof protection w all

本工程使用德國PERI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的模板系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)為鋼木組合膠合板模板體系，由桁架式工字木梁及雙拼12號槽鋼為支撐背楞，21 mm厚的膠合板作為面板組合而成。具有重量輕，施工操作簡單、快捷等優(yōu)點(diǎn)。模板加固及拆模采用PERI公司設(shè)計(jì)并由國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠商加工的臺(tái)車系統(tǒng)，該系統(tǒng)的使用能減少拆模時(shí)對墻身模板的吊運(yùn)，避免對模板不必要的損壞，且在以后的多次循環(huán)中，能提高模板支拆的速度，從而提高整體施工功效。

圖2 墻身模板系統(tǒng)圖Fig.2 System diagram ofwall formwork

模板設(shè)計(jì)必須考慮清水混凝土表觀質(zhì)量要求，如蟬縫橫向平順交圈，豎向平順垂直，分塊均勻，對拉螺栓孔眼間橫豎向排列均勻等[1]。因此模板拼裝前需在水平地面上制作一塊操作平臺(tái)，并在上面固定安裝限位條及限位板，以限定模板鋼背楞及木梁的位置及相互間的橫縱向垂直相交，保證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)精準(zhǔn)。

為避免固定面板的螺釘在混凝土構(gòu)件上產(chǎn)生印跡，清水墻面模板即墻身內(nèi)側(cè)模板面板采用雙層設(shè)計(jì)，內(nèi)襯板首先固定在木梁上，固定表層面板的自攻螺釘由背楞側(cè)打入，如圖3所示。為保證面板拼縫間嚴(yán)密不漏漿，面板塊間采用黑色單面泡沫膠條止?jié){（厚度為2mm），且相接時(shí)必須有一定的擠壓措施使拼縫≤1mm且無明顯錯(cuò)臺(tái)（本工程要求混凝土表面蟬縫寬度≤1 mm，相鄰錯(cuò)臺(tái)≤0.5 mm）時(shí)再用自攻螺釘與木梁固定。蟬縫、結(jié)構(gòu)縫、造型縫、對拉螺栓孔眼必須整齊排列，在混凝土表面形成完美裝飾。

2.2 模板安裝及加固工藝

1）模板側(cè)板安裝

側(cè)模板安裝時(shí)，相鄰模板單元間的拼縫必須保持在同一水平線上，且不得有錯(cuò)臺(tái)。由于安裝時(shí)模板單元間不易擠壓密實(shí)，但由于結(jié)構(gòu)裝飾條的存在，模板單元間拼縫大小不影響結(jié)構(gòu)蟬縫，所以模板單元間采用3 mm厚黑色單面泡沫膠條止?jié){。

圖3 墻身內(nèi)側(cè)模板加固節(jié)點(diǎn)圖Fig.3 Strengthened detailsof insidewall formwork

2）墻面裝飾條安裝

相鄰模板單元拼裝時(shí)，拼縫不易擠緊，也很難達(dá)到拼縫小于設(shè)計(jì)值的要求，裝飾條的設(shè)計(jì)，不僅能使該問題得到解決，也能使清水混凝土表面等間距形成具有完美幾何外觀的梯形槽。但是裝飾條安裝時(shí)，其豎直方向應(yīng)保證鉛垂，且線條平順無蛇形彎曲，止?jié){條應(yīng)粘貼到位，避免裝飾條漏漿影響清水混凝土面外觀質(zhì)量，裝飾條的安裝節(jié)點(diǎn)如圖4所示。

圖4 結(jié)構(gòu)裝飾條安裝節(jié)點(diǎn)圖Fig.4 Installation detailsof decoration strip

3）對拉螺栓安裝

墻身模板的加固主要靠穿墻螺栓，傳統(tǒng)的對拉螺栓存在止?jié){效果不好、潤滑油易污染結(jié)構(gòu)、施工完成后不易取出等缺點(diǎn)。本工程對拉堵頭采用德國進(jìn)口DK堵頭，并配合3mm厚黑色泡沫膠環(huán)止?jié){，詳細(xì)安裝節(jié)點(diǎn)如圖5所示，施工完成后使用專用的堵頭扳手?jǐn)Q出堵頭即可。該堵頭不但在施工時(shí)具有良好的止?jié){效果，而且能在成品結(jié)構(gòu)上形成圓潤的裝飾外觀。

圖5 DK塑料堵頭實(shí)物及安裝詳圖Fig.5 DK plastic conesand installation details

4）封頭模板安裝

封頭模板的尺寸直接影響到混凝土墻體的結(jié)構(gòu)尺寸，安裝前應(yīng)對模板尺寸做嚴(yán)格校核。封頭模板棱角及該處結(jié)構(gòu)裝飾條的止?jié){措施必須按照圖6所示位置粘貼好，在安裝時(shí)嚴(yán)防止?jié){條被擠破或者擠掉，否則將影響結(jié)構(gòu)澆筑后的棱角線型美觀。

圖6 封頭模板安裝節(jié)點(diǎn)圖Fig.6 Installation detailsof stopend formwork

模板安裝完成后，需對模板的垂直度和頂口標(biāo)高（通過模板與臺(tái)車相連的伸縮桿和千斤頂調(diào)整）、平整度及止?jié){措施（如裝飾條、模板拼縫、墻身陽角）是否到位等做全面的驗(yàn)收。驗(yàn)收完成后用等強(qiáng)度砂漿將整個(gè)墻身底口嚴(yán)密封堵以防止漏漿，混凝土的澆筑至少應(yīng)在砂漿終凝以后開始。

3 混凝土施工工藝

3.1 混凝土原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

清水混凝土強(qiáng)調(diào)混凝土本身的結(jié)構(gòu)功能與耐久性能的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)澆筑成型的外觀效果。原材料的選擇及使用，在很大程度上會(huì)影響混凝土外觀效果及耐久性，如使用的水泥及中粗砂的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)需保證每個(gè)進(jìn)場批次相差不大，避免因?yàn)樵牧蠁栴}引起混凝土工作性能和澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的變化。使用減水效率高、保坍效果好、使用量少的外加劑，能更好地改善混凝土的流變性能、凝結(jié)時(shí)間和耐久性等[2]。

在工程前期施工過程中，本工程清水混凝土墻面出現(xiàn)不同程度的泌水，在混凝土表面形成砂線、水線等缺陷。為減少混凝土泌水，經(jīng)過后期大量實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論為：在盡量保證河砂細(xì)度模數(shù)滿足施工要求且優(yōu)化混凝土配合比的同時(shí)，應(yīng)在混凝土滿足施工要求的情況下盡量減小坍落度。

3.2 混凝土澆筑

混凝土由攪拌站攪拌完成后，通過運(yùn)輸車運(yùn)至澆筑地點(diǎn)，并采用混凝土泵車泵送，本工程清水混凝土的澆筑參數(shù)通過前期大量模型試驗(yàn)確定，施工過程中依據(jù)表1中澆筑參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行。

3.3 混凝土防裂工藝

東人工島擋浪墻墻體一般分段長度為9 m，墻體厚1.5 m，高3.5m，是典型的大體積長墻結(jié)構(gòu)，由于墻身與擋浪墻基礎(chǔ)底板分兩次澆筑而存在不同步收縮，墻身混凝土受到底板約束和大體積混凝土溫度應(yīng)力的雙重作用，易產(chǎn)生裂縫，而清水混凝土對外觀要求較高，一般設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)膠凝材料用量比同強(qiáng)度等級普通混凝土多20 kg/m3，因此必須在滿足清水混凝土外觀要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行裂縫控制。

表1 清水混凝土澆筑工藝參數(shù)表Table1 Processparameter of fair-faced concrete

裂縫控制措施主要采用冷卻循環(huán)水降溫方式，在墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻布置雙排冷卻水管，混凝土硬化過程中通過外部的流量控制裝置控制循環(huán)水的流量及溫度，溫峰出現(xiàn)之前保持流速在4～6m3/h，溫峰之后調(diào)小流量至1～3 m3/h，繼續(xù)通水12～24 h。該措施能有效減少混凝土內(nèi)部溫升7～8℃，降低了溫度應(yīng)力導(dǎo)致的開裂風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)及成品保護(hù)

混凝土拆模后，為減少其表面出現(xiàn)色差、收縮裂縫等現(xiàn)象，必須及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。本工程采用黑色工程防水棉被對混凝土進(jìn)行覆蓋，并用棘輪收緊帶束縛在棉被表面，防止棉被因覆蓋不嚴(yán)或是被大風(fēng)吹起而影響保溫保濕效果?；炷敛鹉：箴B(yǎng)護(hù)期不低于14 d，其間不得掀開棉被使溫度驟降而影響保溫效果。

混凝土達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，應(yīng)注意對成品結(jié)構(gòu)的保護(hù)，混凝土結(jié)構(gòu)的一般觀感缺陷可以不考慮修補(bǔ)，如確需修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)注意修補(bǔ)的方法及材料，不能因?yàn)樾扪a(bǔ)材料的原因而影響結(jié)構(gòu)整體的色澤一致性。修補(bǔ)完成后可在清水墻表面涂刷一種高耐久性的且在常溫下固化的氟樹脂涂料，以形成透明保護(hù)膜，使結(jié)構(gòu)表面質(zhì)感及顏色均勻，且起到增強(qiáng)混凝土耐久性并保持混凝土自然紋理和質(zhì)感的作用[3]。

4 結(jié)語

本文介紹了港珠澳大橋島隧工程東人工島擋浪墻墻身清水混凝土施工技術(shù)。本工程使用德國PERI公司模板系統(tǒng)，與國內(nèi)目前使用的清水混凝土施工模板工藝有太多不同，尤其在模板面板平整度處理及止?jié){措施方面，減少了國內(nèi)目前很多繁雜工序，從而大大提高了可操作性及施工功效，澆筑完成后的混凝土結(jié)構(gòu)外觀達(dá)到了預(yù)期的清水效果。清水混凝土施工工藝的推廣，將為國內(nèi)大面積清水混凝土墻施工提供廣闊前景。

[1]魏斌.清水混凝土的特點(diǎn)及發(fā)展[J].科技展望，2014（8）：76. WEIBin.Characteristic and development of fair-faced concrete[J]. Scienceand Technology,2014(8):76.

[2]楊春常.清水混凝土的質(zhì)量控制要素[J].廣東建材，2015（5）：23-25. YANG Chun-chang.Quality control elements of fair-faced concrete[J].Guangdong Building Materials,2015(5):23-25.

[3] 王鳳起.清水混凝土施工技術(shù)[J].混凝土與水泥制品，2006（1）：16-18. WANG Feng-qi.Construction technique of fair-faced concrete[J]. China Concrete and CementProducts,2006(1):16-18.

Construction technology for fair-faced concrete of protection wall in east artificial island

WUPing,WANGCong,SHAO Liang,GONGPei,SUWen-long
（No.2Eng.Co.,Ltd.ofCCCCThird HarborEngineering Co.,Ltd.,Shanghai200122,China）

Fair-faced concrete is the concrete which is no dealed by only one-casting.It is popular because of its features which are smooth and even uniform color,angular,smooth lines as well as the natural transition between layers and so on. Taking the fair-faced concrete construction of protection wall in east island tunnel of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge as an example,we introduce the construction technology of fair-faced concrete,which has reached the expected effectof construction. Keywords：fair-faced concrete;protection wall;construction technology

U655.56

B

2095-7874（2015）11-0073-04

10.7640/zggw js201511020

2015-10-12

吳平（1988— ），男，貴州省甕安縣人，助理工程師，施工員，港口航道與海岸工程專業(yè)。E-mail：919456535@qq.com