山体护坡装配式格构梁施工技术

冯启浩

（广东省第一建筑工程有限公司 广州 510010）

1 项目概况

广东某职业学院校区工程位于广东省清远市，建筑面积约240 500 m2，校园东侧内共有3处区域需要对山体进行边坡支护，3处边坡情况如下：

⑴西区学生宿舍区东侧山坡采用削坡支护，削坡范围为A～A1。此区段均为土质边坡，边坡坡脚长度为426 m，最大支护高度为64.0 m。

⑵食堂东侧边坡，由于地面设计标高与东侧山体现状标高存在很大的高差，同时场地需要大量的回填土，因此需对原山体进行削坡支护，少量范围属于岩质边坡，其余区域属于土质边坡，边坡坡脚长度约301 m，最大支护高度约64.0 m。

⑶南区学生宿舍地面设计标高与其东北侧的山体现状标高存在很大的高差，需对原有山体进行削坡支护，此区段均为土质边坡，边坡坡脚长度为208 m，最大支护高度为48.0 m。

本项目工期较紧，顾针对项目实践情况提前开展预制装配式格构梁的研究，探索边坡支护新方法，以实现护坡结构构件的工厂化生产，现场机械化施工，节约人工劳动力消耗，减少环境扰动及污染，做到边坡工程的即时开挖、及时支护，削弱气候因素对边坡稳定性的影响，达到节约工期和成本的目的［1］。

2 技术创新点

本技术适用于锚杆与格构梁组合而成的支护体系，包括山体支护及其他相类似的边坡支护。在预制场进行支护单元体的制作，单元体吊装就位后，完成锚杆与单元体的连接及单元体之间的连接，提高边坡稳定安全系数［2］。运用装配式施工技术，使格构梁与锚杆结合成整个区域的山体护坡体系，达到支护固结山体边坡的目的，其先进性如下：

⑴采用工厂预制的格构梁单元体进行支护格构梁的装配式施工，减少钢筋、模板在斜坡上安装的施工难度，避免混凝土分层浇筑，提高混凝土施工质量［3］。

⑵针对连接间隙的特点，研制出简便式定型模板。该定型模板重量轻，构造简单，安装拆卸方便，方便周转，可重复多次使用。

⑶针对山体护坡采用锚杆的特点，在预制十字架构梁中预留锚杆穿孔，在预制十字架构梁中设置工字钢与锚杆焊接固定，施工方便。

⑷采用小型液压钢筋弯折机对外露锚杆进行现场弯折加工，保证现场操作简便可靠，并保障了锚杆弯折位置的准确性。同时利用槽钢在预制件中进行预埋，与弯折的锚杆进行焊接，有效解决了锚杆与格构梁的连接问题。

3 操作要点

3.1 施工工艺流程

预制格构梁单元制作➝预制格构梁单元吊装➝外露锚杆与预制格构梁单元的连接➝间隙连接处钢筋绑扎➝间隙连接处简便定型模板制作及安装➝间隙混凝土浇筑➝间隙连接处简便定型模板拆除➝混凝土养护。

3.2 预制格构梁单元制作

本工程的格构梁以交叉节点为中心，相邻梁段中点缩进30 cm 作为分断线，形成一个十字形的格构梁预制单元，预制单元在施工现场预制间进行制作，制作完成混凝土养护达到设计强度后再运至现场安装。

预制格构梁单元构件预埋件包括：①两个端面的预埋吊钩；②以相交节点预留锚杆孔为中心，对称设置的预埋的两条槽钢（形成两个凹槽）。预留孔在节点中央设置，用于锚杆外露端穿过，预留孔的倾角与锚杆倾角一致。为确保安装的准确性，需在模具上精确定位。预埋吊钩在上下两端侧模上进行，预埋槽钢在梁面钢筋面焊接固定［4］。预留孔采用PVC 管材，利用大底模与格构梁上部将管固定，混凝土终凝后将预埋管拉出，做法如图1所示。

图1 预制格构梁配筋Fig.1 Reinforcement of Prefabricated Lattice Beams

3.3 预制格构梁单元吊装与固定

由于预制格构梁单元安装就位位置与山体一致，即吊装时呈倾角吊装，如图2所示，同时节点留孔需穿入锚杆外露钢筋且十字中轴需与相邻格构梁中轴重合，多维的要求导致吊装存在一定的难度［5］。

图2 预制单元体吊装模拟Fig.2 Prefabricated Unit Hoisting Simulation

在吊装前，将格构梁的位置修整好，把梁下卧层的土平整压实，平整范围为梁边出20 cm。外露锚杆穿入预制件预留孔后，按照标定好的准确位置摆移好预制件位置后，方可安放就位，就位后在预制件的下边缘用4 条50 cm 长的ϕ16 螺纹钢打入土体将预制构件临时固定。

3.4 锚杆与预制格构梁单元连接固定

预制格构梁单元吊装就位且临时固定好后，使用小型钢筋弯折机，将锚杆外露部分的两根钢筋弯折至预埋的钢紧贴在一起，然后用电焊机，采用双面焊将钢筋与预埋钢板焊接在起来，如图3所示，焊缝长度应符合《钢结构焊接规范：GB 50661—2011》要求。焊接前再次复核预制格构梁单元的位置是否有偏差，若存在偏差应调正处理，同时做好钢筋除锈清洁的工作［6］。

图3 锚筋与单元体连接节点Fig.3 Anchor Bar and Element Connection Node

3.5 预制格构梁单元间隙的梁钢筋绑扎

同一区域的预制格构梁单元吊装就位固定后，可进行单元体之间间隙连接梁筋的绑扎。单元体间的预留梁筋长短各半错开预留，在吊装前先将梁箍筋预放在端部，外露的梁纵向钢筋高下好位置好，把对应的纵向梁筋用铁丝绑扎牢固，然后将预放的箍筋均匀排放到准确的位置用钢丝绑扎牢固。

3.6 单元体间隙的简便定型模板制作及安装

由于预制格构梁单元间的间隙侧面尺寸只有300 mm 高600 mm长，面积较小，使用塑料模板及角铁造作组合而成的定型模板，具有重量轻刚度好、周转次数多的特点，且在预制单元体时预留的螺栓孔，用对拉螺栓可快捷进行安装和拆除模板［7］，如图4所示。

图4 简便定型模板安装效果Fig.4 Simple and Stereotyped Template Installation Renderings

3.7 间隙混凝土浇筑及养护

一个区域的格构梁单元体间隙位梁钢筋安装完成，模板安装牢固，经检查验收合格后，可进行预制格构梁连结空隙处及锚杆留孔连接槽混凝土的浇筑。混凝土采用微膨胀细石混凝土，混凝土使用混凝土天泵进行浇筑，混凝土入模后使用小直径的震动棒震捣密实。当混凝土达到一定的强度，可拆除简便定型模板对预制混凝土进行养护，采用梁面淋水后包裹塑料薄膜的方法保湿养护，养护28 d 后［8］，完成效果如图5所示。

图5 边坡支护完成效果Fig.5 Completion of the Slope Support Frame

4 实施效果

⑴广东某学院校区工程山体支护格构梁施工综合运用了包括装配式施工技术、BIM 等多项“四新”技术，采用科学方法解决施工难点，实现了格构梁模板及钢筋等材料放样、加工自动化，装配式施工技术先进化，施工方法的科学化、合理化，有效地节约了施工材料，加快了工程的施工进度，降低了施工成本［9］。

⑵山体护坡装配式格构梁施工技术的应用，使得在山体支护的施工节点中取得了良好的施工效果，既保证了施工质量又确保了施工工期，并合理地节省了周转材，减少了环境污染［10］，得到社会各方的一致好评。同时可为日后类似边坡支护施工提供借鉴经验。

5 结语

本技术应用于广东某职业学院校区工程中，通过采用BIM 技术进行预制件模具、简便定型模板和格构梁钢筋放样，采用数字化加工技术进行模具、模板开料，采用装配式施工方法进行格构梁的施工。解决了传统的现浇锚索格构梁护坡施工工艺存在的耗用较多的材料设备及人工、施工周期较长、难以实现“开挖一级、防护一级”的难题。从实际施工效果来看，既保证了格构梁支护体系的施工质量，也有效节约了资源，提高了施工效率，降低了施工的成本，减少模板及混凝土等浪费［11］，取得了显著的社会、经济和环境效益，可为边坡支护工程装配式施工技术提供参考借鉴。