反力墙施工关键技术及质量控制要点探析

张福友，王庆毛 （安徽省建科建设监理有限公司，安徽 合肥 230031）

0 前言

两个互相垂直的反力墙，可以开展结构和部件的二维伪动力试验研究，为完成大比例建筑模型或足尺寸构件抗震性能试验，实现对双向水平地震荷载下建筑和构件的抗震性能的研究，大型反力墙设置为“L”形作为支撑，相互垂直的两面反力墙之间留有通行口。

1 抗震检测实验室反力墙工程概述

1.1 反力墙工程概况

反力墙位于抗震实验室西北角，呈L型布置，西北墙相交长度分别为北墙10.65m、11.75m。台 座 为14.5m×13.25m+12.20m×6.30m，台座设置在层高5.1m地下室顶板上，厚度800mm。台座以上反力墙高度9m，三层均3 m，钢筋混凝土空腹结构，前后墙厚分别为900mm、700mm，中间空腹1000mm，内外墙之间每层在型钢混凝土柱处用500mm×1000mm型钢混凝土梁连接，每层连接板厚度200mm。反力墙设计混凝土等级C45。反力墙及台座均预置Ф80间距500mm的预埋件加载孔，墙混凝土中的加载孔计684个，台座混凝土中的加载孔计540个，设计单孔抗拉压承载力500kN，每个加载点最大承载拉压力2000kN。反力台座及反力墙设置有无粘预应力钢筋，防止混凝土表面出现裂缝。

1.2 反力墙施工难点

反力墙及反力台座是抗震实验室进行各种材料、构件和结构的拟静力或拟动力的重要设施，为了保证试验测试精度，实验室对其自身变形、预埋件安装定位精度，提出了严格要求。因此对工程质量、预埋件定位精度要求极高。其施工方法复杂，要求工序操作精细、组织严谨，技术面涉及广，施工难度较大。

1.3 BIM技术的应用

为了有效定位和控制反力墙及反力台座加载孔预埋件的精度，经技术评审，采取了双层型钢定位支架3×6及4×6模块化工厂预拼装，现场拼接安装技术路线。为此，通过BIM防碰撞调试，钢筋、预应力筋等有效避开加载孔模块，最终确定了型钢构件、钢筋、预埋件模块，预应力线等位置进行精准锁定，为反力墙施工提供了技术保障。

2 反力台座施工关键技术及质量控制要点

2.1 反力台座的结构特征

反力台座厚度800mm，由地下室底板双向各四道250mm厚剪力墙支撑，三层配筋网片，台座加载孔位置表面混凝土下100mm，每500mm间距设后张无粘接7U S15.2预应力筋一道，设计要求加载孔预埋件孔中心偏差≤1 mm，且端板及端板间垂直于板面的偏差，不得大于1mm，表面平整度±1.5mm/5m×5m内。

2.2 反力台座施工应用施工关键技术

①高大模板支撑系统。

②加载孔精加工及模块化安装。

③大体积补偿收缩混凝土施工。

2.3 反力台座质量控制要点

2.3.1 高大模板工程的质量控制要点

①根据台座的实际荷载（钢筋、加载孔、混凝土、模板系统及施工荷载），经计算，双向垂直Ф48mm×3.0mm＠600钢管支撑，底座铺槽钢并加扫地杆。双向水平连杆每1.5m高一道，每井字单元双向中间垂直剪刀撑与井字剪力墙连接形成稳定支撑系统。

②台座厚度800mm，底座模板要求平整度1mm内，立杆上端加U托，长≤200mm支撑［14＠600主龙骨，便于调节高度，次龙骨采用100mm×100mm＠400双面刨光方料，上铺18mm厚木模板。

③为了确保高支模系统的稳定性，先行浇捣台座下250mm厚井字型剪力墙支座，高支模系统与支座井字剪力墙有效连接形成足够稳定的刚度。

④为了控制不均匀沉降，达到台座平面±1mm的平整度，台座模板及支撑系统采用同等于施工荷载的堆载预压24h后进行调平，在钢筋及加载孔预埋件安装完成后进行精确校正。

2.3.2 反力台座加载孔及钢筋安装的质量控制要点

①前期对钢构厂家进行了考察，评估钢构厂家的加工设备、加载孔预埋件同轴模具精度、焊接工艺达到设计要求的精度。

②对工厂单个加载孔加工情况进行核查，要求厂家对单个加载孔制作逐个检验，校正或剔除偏差超过误差范围的成品，确保100%合格的单个加载孔进行预拼装。

③工厂预拼装的加载孔模块，在专用平台上进行并检测，满足定位和平整度精度要求，其控制标准0.3mm内。

④加载孔模块必须通过专用夹具固定运输至现场，吊装用专用吊索，防止因吊装过程自重因素产生变形。

⑤安装加载孔模块从台座中心单元基准线开始组装，每个单元由两个预拼装加载孔模块组成，采用500mm标准卡具在上表面固定，再向相邻周边方格放射安装，跨单元模块采用1000mm标准卡具固定。

⑥钢筋安装与加载孔模块组装交替进行，在台座三层钢筋网片及加载孔全部就位后，全面进行精确就位和校平。精校过程使用了高精度电子经纬仪、水平仪，辅助使用6m铝合金直尺，监理与施工方交叉测量，在1mm误差以内，用电焊锁定连接系统。

2.3.3 反力台座混凝土的质量控制要点

①混凝土由商品厂家通过试配，采用了自密实补偿收缩混凝土，设计等级C45，采用分层浇筑。经厂家试验，底座800mm厚混凝土，自密实混凝土浇捣，最大收缩沉降1.5mm，实际浇捣混凝土标高控制在预埋件上3mm。

②现场配备小型振动棒，在不允许碰扰钢筋及预埋件的空隙适当进行振捣，表面用钢滚筒压实。

③混凝土浇捣过程中，对加载孔预埋件跟踪复测，混凝土终凝前需采用钢滚筒反复碾压，防止表面收缩裂缝。

④混凝土终凝后及时用土工布覆盖、洒水加满铺木模板保温保湿，按规范规定对混凝土有效养护14d。上层保护模板待反力墙施工完毕后，方可拆除。

3 反力墙施工关键技术及质量控制要点

3.1 反力墙结构特征

反力墙呈L型，内角长度11750mm×10650mm，三层空腹结构，内外墙分别为900mm、700mm厚，间距1000mm，每层高3m，每面竖向设置4道500mm×500mm型钢混凝土柱，500mm×1000mm型钢混凝土梁连接，连接板厚度200mm，混凝土表面平整度要求±1.5mm/5m×5m内。内外墙配筋双外侧分别为竖向双Ф32＠125、Ф32＠150主筋，中间夹Ф25＠125水平筋。中排分别为双向Ф25网片＠125、＠150。内墙厚度方向箍筋按每3根主筋设Ф 12＠250，加载孔位置加密一倍。外墙厚度方向加Ф8＠500拉箍筋。型钢门字结构梁柱配筋密度同反力墙主筋，箍筋Ф 18＠150。墙体加载孔位置表面混凝土内105mm，每500mm间距设后张无粘接4U S15.2预应力筋一道。

3.2 反力墙施工应用关键技术

①型钢混凝土结构。

②加载孔精加工及安装。

③钢筋骨架安装施工工艺。

④清水混凝土模板工程。

⑤补偿收缩混凝土施工。

3.3 反力墙施工方案的选择

前期技术准备阶段，加载孔模块化工厂精加工，现场组装固定，通过BIM防碰撞调试，型钢构件、加载孔模块、钢筋、预应力筋防碰撞得到有效解决。施工方案：在竖向3层面设置2道水平施工的基础上，再沿后墙空腹面设置竖向施工缝，先行施工后墙，并在后墙每单元上下2排各预埋4个连接钢板，水平支撑前墙加载孔模块。采用18mm高密度标准模板，标准方管50mm×50mm＠300竖向龙骨，按加载孔位置并排双钢管作为水平龙骨，从加载孔中贯通水平连杆固定模板支撑系统，流动性较大的混凝土配比（并试配），插入式振动棒与附着式振捣分层振捣，保湿保温养护。

3.4 反力墙施工质量控制要点

3.4.1 反力墙型钢结构的质量控制要点

①型钢结构的基本要求遵循现有国家规范和规程，材料合格证明及取样复试，抛丸除锈，结构及栓钉焊缝满足一、二级焊缝标准。

②反力墙中型钢梁柱必须考虑钢筋骨架的复合与交叉，在钢构件加工与安装方案上，钢构节点可以采用临时螺栓节点，但没有更多的空间留置连接钢板，深化节点设计是以现场焊接为主，达到二级焊缝标准。

③所有竖、横向钢筋穿型钢必须在加工厂精确放样打孔，现场严禁临时气割开孔，非必须不能断开或现场钢构件上焊接。

④严格按照BIM调试后确定的位置安装，偏差不得超过钢筋骨架位置的允许偏差，垂直度误差参照反力墙的技术标准进行控制。

3.4.2 反力墙加载孔精加工及安装的质量控制要点

①反力墙上加载孔的精加工要求基本同台座加载孔，但出厂前必须进行同工况拼装精度检测，即在竖向固定架上进行校正检测，达到0.3mm误差标准以内方可出厂。

②加载孔运输方案同台座，安装顺序：预埋件找平、就位安装、钢筋骨架安装、加载孔精调固定。加载孔就位精度控制在1mm以内，精调固定精度控制在0.5mm以内。

③每层加载孔安装，应从台座基准线进行引测，固定第一单元，然后向两边延展安装，测量采用高精度的水平仪及经纬仪，复测误差控制在0.5mm以内为合格。

④加载孔固定，除底座每单元8个预埋件外，采用了每单元后墙上下各4个水平支撑杆件，穿过加载孔双面固定。

3.4.3 反力墙钢筋骨架安装的质量控制要点

①反力墙竖向主筋自台座下向上延伸，前期经BIM优化，已经对钢筋、预应力筋及预埋件的位置相对固化，避免了碰撞。严格按照优化后的施工图进行钢筋骨架安装，遵循先内后外，自下而上的施工顺序。

②钢筋接头采用套筒连接，原材料复检与接头试验，应满足设计图纸和施工验收规范的规定。

③竖、横向钢筋与型钢构件交叉，按照型钢混凝土组合结构构造大样处理，严禁在型钢构件上临时割孔。

④部分箍筋安装困难，经与设计单位洽商，采取双半箍在反力墙内错开焊接处理，严禁使用开口箍筋绑扎。

⑤因避免碰撞，钢筋网片超出图纸规定、保护层过大等问题，经设计单位同意，另加防裂筋处置。

3.4.4 反力墙模板支撑系统的质量控制要点

①反力墙按清水模板设计，每层的模板是根据每个单元模块尺寸，由多块木模按大样拼接而成，所有单元模板事先在工作台上进行预拼装，按照加载孔矩阵孔打好螺栓穿洞，检测合格后编号排列，顺序运至现场安装，接缝采用窄板条表面加固，形成整体，防止漏浆。

②后墙利用钢筋骨架焊接对穿螺杆，按照前墙加载孔的矩阵密度，对穿螺栓固定模板面，校正模板其垂直度、平整度误差控制在1mm以内，布设双向龙骨。

③前墙因加载孔模块已经精确校正，对穿螺栓直接穿过加载孔，组装模板后，布设双向龙骨。

④竖向内龙骨采用标准方管50mm×50mm＠200横向双钢管排列经对穿螺栓进行锁紧固定，控制锁紧螺帽的力度保持一致，复测模板的垂直度和平整度，精度控制在1mm以内。

3.4.5 反力墙混凝土施工的质量控制要点

①反力墙内部配置钢筋，预埋件及固定支架，以及型钢门架密度大，配合比设计是确保反力墙质量关键之一。设计C45混凝土，配合比设计采用高标号水泥，5～31.5连续级配石子，及3.3（2）规定（即：塌落拓展度≥600mm，保塌时间≥3.0h）进行控制，满足混凝土的填充性能，要求在上一层混凝土浇捣时，下一层混凝土仍保持可流动性，模板面进行附着振捣。

②反力墙混凝土每500mm厚分层浇捣，浇筑过程中的商品混凝土的供应应配备足够的搅拌运输车，确保混凝土浇捣过程连续进行，做到精准控制。

③墙内插入式振动棒与附着式振捣相结合，保证混凝土的密实度，消除混凝土表面的气泡孔。

④反力墙混凝土浇捣过程中，应随振捣顺序检查对穿螺栓的固定情况，及时扭紧松动的螺帽，防止模板变形。

⑤模板表面应蓄热，安装自动保湿喷淋养护7d。

⑥模板拆除应在反力墙混凝土达到70%以上设计强度。

4 结语

反力墙施工累计10个月时间，经第三方检测，反力墙及台座加载孔预埋件位置偏差均在±1.0 mm范围内，表面平整，垂、直度误差均在1.5 mm内，满足设计要求。

反力墙工程运用了BIM技术，预埋件模块化工厂精加工与安装工艺，型钢混凝土结构、高密度钢筋的施工工艺，补偿收缩混凝土配比及浇捣，模板附着式振捣方法，对同类项目施工监理也具有借鉴意义。