萬(wàn)琛 唐逸

(1.無(wú)錫市德寧節(jié)能科技有限公司 江蘇無(wú)錫 214000;2.無(wú)錫市德濟(jì)商品混凝土公司 江蘇無(wú)錫 214000)

1 概況

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要想順利完成足尺寸構(gòu)件或者大比例建筑模型的抗震性能試驗(yàn)，就必須要有反力墻作為支撐。一般來(lái)說(shuō)，反力墻作為大型特種結(jié)構(gòu)，是非常不常見(jiàn)的。因?yàn)?，它有著空洞多、體積大、承受較大的靜力和動(dòng)力載荷等特點(diǎn)，是一般結(jié)構(gòu)不能達(dá)到的。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，反力墻質(zhì)量的好壞直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的成敗以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，在設(shè)計(jì)反力墻時(shí)，通常以混凝土結(jié)構(gòu)較為常見(jiàn)，且必須要做到精細(xì)化施工。

在擁有土木工程專業(yè)的高校，通常會(huì)建立一座混凝土結(jié)構(gòu)反力墻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)座被設(shè)計(jì)成L形結(jié)構(gòu)，垂直于地面的地上部分長(zhǎng)度為6m、高度為10m、厚度為2m。橫排和豎排都有加載孔設(shè)計(jì)，分別為11個(gè)和19個(gè)，共計(jì)209個(gè)加載孔。由于反力墻的建造是為了承受反力作用，所以，墻自身要具有很高的強(qiáng)度和硬度。因此，反力墻體在受力時(shí)才不至于出現(xiàn)裂痕和傾斜的情況。采用混凝土結(jié)構(gòu)的反力墻，不僅可以給反力墻提供足夠的強(qiáng)度和硬度，而且還可以很大程度上避免墻體裂痕和傾斜等情況的發(fā)生。此外，反力墻上加載孔的位置要求非常精準(zhǔn)，因此在施工的過(guò)程中要采用精細(xì)化施工技術(shù)，才能保證所建造的反力墻達(dá)到實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)反力墻的施工，主要分為以下幾個(gè)階段，準(zhǔn)備階段、技術(shù)交底、加載孔制作、混凝土澆筑、二次處理、預(yù)應(yīng)力張拉以及驗(yàn)收等幾部分。準(zhǔn)備工作和技術(shù)交底主要是在設(shè)計(jì)階段，驗(yàn)收主要是對(duì)材料、工程質(zhì)量、施工記錄等進(jìn)行審核。其余階段屬于施工工藝的關(guān)鍵項(xiàng)，下面將會(huì)詳細(xì)介紹。

2.1 加載孔制作工藝

加載孔定位是選取的直徑為M52的螺栓，該螺栓的承載能力應(yīng)大于50t。螺栓固定形式的加載孔錨孔管需要精細(xì)化施工，否則會(huì)影響安裝定位的施工。在加工和制作前，需要確定加載孔的誤差控制指標(biāo)，包括加載孔中心與兩端頭鋼板的垂直度誤差以及兩端頭鋼板的平行度等。為了滿足施工精度的要求，可以利用專用模具，便于加載孔焊接成型，通過(guò)模具不僅可以校正加載孔的垂直度還能夠確保端頭鋼板的平行度，為了減小誤差，定型模具鋼板的厚度建議小于12mm。

另外，加載孔定位和M52螺栓都需要與20mm厚的Q345B抗拉拔墊板進(jìn)行焊接，焊接量大，并且焊縫交錯(cuò)，容易造成焊接后發(fā)生變形，需要采取一些技術(shù)手段來(lái)保障焊接質(zhì)量。例如：采用合理的裝配和焊接順序，對(duì)于對(duì)稱焊縫可以采用對(duì)稱焊接，不對(duì)稱的焊縫優(yōu)先焊接焊縫少的一側(cè)，再焊接焊縫多的一側(cè)，從而使后焊的焊縫變形與先焊的焊縫變形量相抵消，從而減小整體的變形量。對(duì)于長(zhǎng)焊縫可以采用分段退焊和跳焊方法，有效控制因高溫所造成的應(yīng)力變形。同時(shí)，焊接時(shí)可以選擇較小的焊接電流和小直徑焊條，減少焊接的熱變形。另外，在焊接冷卻階段，可以對(duì)焊縫進(jìn)行敲擊，使其發(fā)生塑形變形，抵消部分收縮變形，減小變形量。待冷卻完成后，對(duì)焊接進(jìn)行質(zhì)量檢查，待檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一道工序。對(duì)于變形的檢測(cè)可以使用M52的螺桿反復(fù)插拔幾次，確定通暢無(wú)卡頓后即可視為合格。

2.2 鋼筋及預(yù)埋件要求

反力墻中鋼筋設(shè)計(jì)十分密集，配筋數(shù)量較大，為保證錨栓墊板的上下附加鋼筋與反力墻鋼筋可靠連接，施工時(shí)應(yīng)增設(shè)拉筋，每個(gè)墊板外側(cè)至少2個(gè)直徑18mm的鋼筋，同時(shí)還應(yīng)增加預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)埋件加載孔。在進(jìn)行鋼筋綁扎作業(yè)時(shí)，如若發(fā)生鋼筋位置與預(yù)埋件加載孔位置沖突時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證預(yù)埋件加載孔位置的準(zhǔn)確，在征得設(shè)計(jì)單位同意后，可以對(duì)鋼筋的間距進(jìn)行調(diào)整，但是仍然要保障鋼筋的數(shù)量。并且為了防止鋼筋綁扎過(guò)程中出現(xiàn)碰撞預(yù)埋件，導(dǎo)致預(yù)埋件位置變形，可以優(yōu)先計(jì)算好設(shè)計(jì)數(shù)量的鋼筋布置在定位加載孔之間，再安裝預(yù)埋件，待預(yù)埋件安裝完成后，再開(kāi)始鋼筋綁扎作業(yè)。

另外，為了保障加載孔定位的準(zhǔn)確性，可以制作工裝，例如分別用于頂部、底部以及側(cè)面的定位模具。通過(guò)利用模具準(zhǔn)確的將加載孔鋼板的精確位置，在結(jié)合鋼筋條以及角鋼將加載孔進(jìn)行鎖接，進(jìn)而確?；炷翝仓^(guò)程中無(wú)位移偏差。

除此之外，在按照預(yù)埋件時(shí)，要根據(jù)圖紙尺寸安裝預(yù)埋件時(shí)，可以采用鋼尺將每排預(yù)埋件中心線以及端部第一排的橫向中心線放出，利用鋼尺準(zhǔn)確測(cè)定出第一個(gè)預(yù)埋件位置，利用模具確保加載孔的垂直度和徑向位置，當(dāng)加載孔安裝完成后可以使用鋼尺和激光測(cè)距儀等設(shè)備對(duì)所有的位置進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)出現(xiàn)偏差的定位及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使誤差控制在0.3mm以內(nèi)。然后開(kāi)始鋼筋綁扎作業(yè)，待完成作業(yè)后再進(jìn)行一次檢查，并且填充聚苯板到加載孔內(nèi)部，外部蓋上鐵板，防止?jié)仓炷習(xí)r堵塞加載孔。

2.3 模板

反力墻工程對(duì)墻面的平整度要求很高，要求誤差小于2mm，并且垂直度為0.05%，另外還要求加載孔定位誤差不能超過(guò)0.5mm。在正常施工過(guò)程中，會(huì)發(fā)生一些震動(dòng)，從而造成偏移，為保障工程的質(zhì)量，需要選擇強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的加固構(gòu)件。目前工程上多選用400×300mm的H型鋼作為單側(cè)鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)支撐，模板選用厚釉面木模板。在支設(shè)鋼結(jié)構(gòu)前需要對(duì)鋼柱進(jìn)行垂直度校正。另外，木模板在進(jìn)場(chǎng)前要進(jìn)行檢驗(yàn)，確保板厚均勻一致，縫隙采用膩?zhàn)诱移?，并且在安裝完畢后進(jìn)行平整度的檢驗(yàn)，將模板平整度誤差控制在2mm以內(nèi)。從而確保反力墻的工程質(zhì)量。

2.4 預(yù)應(yīng)力施工

對(duì)反力墻施加預(yù)應(yīng)力，可以一定程度上提升反力墻的整體剛度，降低混凝土的拉應(yīng)力，減小反力墻的變形量，減少裂紋的產(chǎn)生。反力墻為滿足結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)要求，在施工初期就要詳細(xì)排布預(yù)應(yīng)力筋、預(yù)埋件以及非預(yù)應(yīng)力筋，減少三者間的沖突。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先保證預(yù)埋件的位置，預(yù)應(yīng)力筋位置次之，最后是非預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)預(yù)埋管道、穿筋、張拉以及灌漿等工序建立預(yù)應(yīng)力。同時(shí)把控材料質(zhì)量、施工質(zhì)量等方面，確保工程質(zhì)量，從而滿足科研和教學(xué)的要求。

2.5 混凝土施工

反力墻屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，容易受到溫度變化而造成伸縮裂紋。為保障施工質(zhì)量，首先可以從混凝土的配料方面入手，選擇低熱或者中熱水泥，粗骨料可以選擇5～40mm石子，其中的片狀、針狀顆粒占比小于15%，細(xì)骨料選用粗砂，如此配置的混凝土，會(huì)大幅降低水化熱量，水泥用量少，減少混凝土的收縮。另外，還可以采用雙滲技術(shù)，再混凝土中摻雜減水劑和煤灰，改善混凝土的黏聚性和坍落度。

其次，在進(jìn)行混凝土澆灌時(shí)，可以將汽車泵軟管直接插到模板底，借助泵送壓力使混凝土上翻。另外在提升軟管時(shí)要始終控制軟管埋入深度大于50cm，一方面，該深度能夠有效的避免混凝土下落時(shí)發(fā)生離析，另一方面，可以增加混凝土的密實(shí)度。此外，在灌注混凝土?xí)r，要使用振搗棒插入混凝土中進(jìn)行振搗，振搗要均勻，并且要選擇鋼筋較稀疏的部位，對(duì)于鋼筋密集區(qū)域可更換直徑較小的振搗棒。振搗持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于30s，混凝土表面無(wú)氣泡產(chǎn)生、水分不再下沉為止。

最后，當(dāng)砼初凝未終凝時(shí)，可以對(duì)砼表面進(jìn)行處理，先用長(zhǎng)刮尺按標(biāo)高刮平，同時(shí)用木抹搓壓，在終凝前進(jìn)行二次抹壓，并用鐵抹板壓光，這樣能夠有效的控制混凝土表面龜裂情況。

3 結(jié)語(yǔ)

在反力墻工程中，加載孔的精度和預(yù)埋件的定位直接影響工程的質(zhì)量。本文詳細(xì)介紹了加載孔、鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力以及混凝土施工過(guò)程中的技術(shù)措施，能夠有效保障混凝土結(jié)構(gòu)反力墻的工程質(zhì)量，為混凝土結(jié)構(gòu)反力墻工程建設(shè)提供了理論依據(jù)。