新型预制装配式挡土墙在公路改扩建施工中的应用

毕浩军

（邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台 054000）

0 引言

近年来，装配式技术得到了一定发展，其中挡土墙施工工艺也逐渐从钢筋混凝土现浇结构形式转变为预制装配式安装工艺。刘景涛等[1]在分析预制装配式挡土墙的施工工艺时，提出了一种预制肋板的设计形式，并通过预制板装配工艺完成现场挡土墙施工。徐健等[2]分析了装配式挡土墙在设计与施工环节的问题，并提出采用锚栓来连接底板和立板结构的装配方案。王磊[3]则进一步结合工程实践，探究了预制悬臂式挡土墙在某公路中的具体应用，及“实施中对预制挡土墙采取整体预制，而后将其运送至现场安装”的技术思路。

以上相关研究的开展一定程度上促进了挡土墙预制装配技术的发展，本文分析了预制承插式挡土墙安装过程中的关键技术，以期进一步推动公路改扩建工程的绿色发展。

1 预制承插式挡土墙概况

预制承插式挡土墙的主要构成包含预制底板和预制立壁，两者通过榫接的方式连接到一起，具体连接情况如图1所示。底板预先设置了预留榫槽，将预制立壁的榫头插入其中即可实现连接，而后在拼接的缝隙处填充砂浆以确保连接效果，砂浆通常选择高强度无收缩砂浆。

图1 预制承插式挡土墙示意图

对于道路慢行系统侧悬臂挡土墙，预制承插式挡土墙具有良好的适用性，此处通常设置高度3m以内的挡土墙，根据其高度不同，可设计包含不同类型的挡土墙结构，每一段长度均为5m。同时，预制承插式挡土墙的底板和立壁都应用C40钢筋混凝土构件，首先在预制场完成对构件的预制，而后运输到施工现场组装。需要调整挡土墙高度时，可以结合现浇压顶完成微调。沉降缝的设置原则为宽度2m，不同沉降缝之间间隔5m，同时需要在沉降缝中填入泡沫塑料板。预制承插式挡土墙的横断面如图2所示。其中泄水孔设置间距为2.5m，并将排水棱体布设于孔内侧。

图2 预制承插式挡土墙横断面

2 安装关键技术

2.1 碎石垫层施工

挡土墙基槽开挖后，需要第一时间采用碎石垫层做夯实处理。处理时需要使用厚碎石分两层夯实，同时铺筑时还需要拉线找平高程，确保垫层顶部标高合格且具备良好的平整度，最后做好成品保护。

2.2 构件运输

首先在预制场制作预制构件，而后运输到施工现场安装。通常可以通过平板运输车辆运输2段预制部件，运输情况模拟如图3所示。如运输立壁构件，需要确保其以背靠背状态放置在车辆上，以便施工。同时，立壁底部还需要放置长方木来使其榫头一端翘起悬空，在此基础上使用钢丝绳来固定立壁和车辆。

图3 构件运输示意图

按照设计的预制构件尺寸，其底板宽度通常不大于2.4m，在最大尺寸的立壁吊运至运输车上后，其构件预埋钢筋的端部距离地面高度大约4.4m，能够符合现场的交通通行要求。

2.3 构件安装

安装过程中，需要结合挡土墙重量及构造的主要形式，选择针对性的施工工艺，通常可选择80t汽车吊结合边侧起吊工艺，或者单机50t汽车吊。汽车吊的吊装方案一般需要考虑起重机与挡土墙的位置关系而确定。现场施工时，吊装原则为先底板、后立壁。

2.3.1 底板安装

安装底板时，需要在底板和立壁触面上设置吊点，如施工过程中应用常规吊环，则需要在完成底板吊装后切割和打磨。故底板可应用吊钉形式吊环，以此提高施工效率，其在施工完成后，可不用切除直接进入后续施工环节，如图4所示。

图4 吊钉示意图

2.3.2 立壁安装

将预制立壁运送到施工现场后，使用预埋圆钢吊环实施两点起吊。吊装就位后，需测量确认其位置、垂直度和高程等。

为确保立壁的平面位置控制效果，需用膨胀螺栓将限位钢板固定于底板槽口，而后核准立壁底部的榫头和底板的槽口，两者对准之后缓慢下落立壁，在立壁距离底板3cm～5cm时，固定限位钢板，而后通过人工方式确保限位钢板和立壁之间贴合。

立壁高度通常控制在3m以内，不需要采取措施控制其垂直度。调节立壁垂直度时，可以通过设置塑料调节垫块，用水平尺复核垫块是否位于同一平面上。所用的塑料调节垫块尺寸为40mm×40mm，通过增加或减少垫块厚度能够控制对立壁垂直度，而后使用水平尺在立壁侧面复核，判断立壁垂直度。控制立壁的垂直度与高程、砂浆垫层厚度时，调节垫块都能够发挥良好作用。固定垫块时可以使用免钉胶，避免铺筑砂浆时垫块位置发生偏移。

2.3.3 安装精度控制

为确保安装精度，首先应当在施工区域中设置控制线，通常使用道路边线作为挡墙边线，如挡土墙所在位置在道路曲线段，则借助以直代曲，过程中确保每一节挡土墙控制线位置精准。

安装底板立壁时，精度控制的关键为顶面高差，需要核实底板的水平度，否则可能会导致砂浆垫层厚度不符合工程需求。

重点控制立壁的安装垂直度，在立壁的外侧面测量获取垂直度，控制榫头和槽口之间的连接效果，调整其间隙，确保后续砂浆填充工艺能够正常运行。

2.4 拼接缝砂浆填充

砂浆填充时，通常选用C60无收缩砂浆填充底板和立壁的间隙，填充位置主要包括承接口处和水平拼接缝处。其中，承接口处的拼接缝位于立壁榫头和底板预留槽口周围，包括底部间隙；水平拼接缝处则是立壁底部和底板顶面的水平拼接缝。

2.4.1 水平拼缝

水平接缝处填充砂浆时，需要确保砂浆的厚度至少为1cm，填充方法可以结合工程需要选择灌浆法或者坐浆法。坐浆法施工时，测量放线后，设置挡浆模板、垫片，预拼装预制构件并洒水润湿，铺筑砂浆后安装限位装置，再安装立壁并加以调整。应用灌浆法施工时，测量放线后，粘贴封仓的泡沫条并洒水润湿，设置控制垫片后安装限位装置，然后安装立壁并调整，完成立壁安装后埋设注浆管并实施养护，最后对水平拼接缝灌浆处理。

开展灌浆法施工时，需要提前做封仓处理，如密封效果不好可能会导致后续灌浆时发生底部漏浆的问题。而坐浆法施工过程中，可以在安装立壁前先设置挡浆模板并铺筑砂浆，以确保立壁底部的接缝相对饱满，但需要一次性拼装完成。

相对而言，坐浆法施工过程更加便利，同时在控制质量方面也更加简单、效果更好，因而优先应用坐浆法填充水平拼接缝。

应用坐浆法施工时，在完成底板安装后需要设置挡浆模板，具体如图5所示。需要通过双面胶或者免钉胶将方形泡沫条固定在槽口外沿上方，使其和5#角钢共同组成挡浆模板。角钢则采用塑料螺栓膨胀管将其固定在底板两侧距离立壁约5cm位置处，同时需要填充发泡剂或黏贴双面胶于底板和角钢之间的接触面来实现止浆效果，最后锁紧螺栓并检查其密封性。铺筑砂浆时应确保连续性，确保浆面能保持在垫片高度以上，完成砂浆铺筑后及时将立壁插入底板上预留的槽口当中。

2.4.2 承插口处拼缝

砂浆填充承接口接缝时，可以应用坐浆法、自重灌浆法和常规灌浆法等方式，以下分别分析三种方式。

图5 挡浆模板示意图

（1）灌浆法

完成立壁安装后，对底板和立壁承接口中间的空隙处灌浆，在预制底板的过程中就需要在预留槽口位置埋设注浆管，原则为每个槽口安装两根注浆管，且确保槽口底部和注浆管底部平齐，如图6所示。浆料选择方面，使用C60无收缩砂浆，而后用灌浆机灌浆至底板的填土侧出现溢出时停止，如果依旧存在部分区域注浆不足，则从底板处设置的注浆口进一步灌浆补足，并检测灌浆的密实程度，综合运用观察法和对比法分析。用浆量的确定应当结合结构的实际尺寸，避免预制偏差的影响。

图6 注浆管布置示意图

（2）自重灌浆法

完成立壁安装后，对底板立壁连接承插口间的空隙位置灌浆，灌浆直到液面不再下降为止。

（3）坐浆法

试拼装立壁完成后，先计算砂浆用量，而后拌制比计算数量略多的砂浆并均匀倒入底板预设槽口中，再缓慢降低立壁，立壁榫头下降时会使得浆液挤入拼接缝中，最终挤满拼接缝。

本文分别应用了上述三种工艺施工，并在施工完成之后立刻移出立壁，检查榫头和槽口位置的浆液情况。经观察测量发现，灌浆法施工后，能够获得密实填充的砂浆；自重灌浆法施工后，砂浆仅能够确保灌注的一侧具有良好的密实性；而坐浆法施工后，如果调整立壁，则很容易出现侧面浆液缺失的问题。

综上所述，实际开展承插口拼接缝灌浆时，可以选择灌浆法施工。填充砂浆时，需要注意以下因素：底板槽口和立壁榫头之间通常设置的理论间隙为1cm，因此安装过程中如果没有精准测量导致安装误差，后续浆液的流动很容易出现问题；在灌浆开始之前，需要在拼接缝位置洒水保证其湿润，否则可能会导致浆液中的水分被构件吸收，造成浆液流动性差，最终出现填充不密实的问题。

3 工程应用

本文所选案例为某公路由双向四车道改造为双向六车道的改建工程，工程为二级公路标准，同时公路两侧设置有非机动车道、人行道，在城郊区段还设置混行慢车道，并在道路两旁设置承插式挡土墙。

工程通车区域已完成了部分承插式挡土墙施工，长度为1.1km。主要安装要点为：在施工准备完成后开挖基槽并铺筑碎石垫层，而后将预制构件运输至施工现场，接着安装底座、试拼装立壁，应用坐浆法填充水平拼接缝后，再安装立壁并灌浆填充承插口拼接缝。应用上述方法，挡土墙安装效率较高、质量达标，同时挡土墙构件的安装精度得到了有效保障。

4 结束语

本文分析了承插式挡土墙施工过程中的主要工艺与技术特点，并结合工程实践分析，为后续工程开展提供经验积累。底板吊装时通过应用吊钉式吊环能够减少工序，进而达到提高效率的目的。应用坐浆法填充底板与立壁的拼接缝，施工较为简便，同时质量控制效果良好；应用灌浆法填充承插口拼接缝能够有效确保砂浆的密实度。在后续推广应用预制承插式挡土墙的过程中，为提高浆液密实度，压缩施工周期，可以进一步改进优化底板与立壁拼接缝的填充工艺。