“反面”预制栅栏板及配套吊装成套施工工艺研究

张乃超，秦鹏，张亮

（1.中交第一航务工程局有限公司，天津 300461；2.中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 研究背景

栅栏板作为一种护面块体，被广泛应用于防波堤、护岸及接岸结构的护坡结构中，其消浪效果好、工程造价经济，且连成一片后线条清晰，富有一定的“美感”[1]。

本文以北京燃气天津南港LNG 应急储备项目配套码头工程护岸工程为依托，护岸沿线长度共计1 980 m，采用栅栏板作为护面结构，预制及安装数量较多。

栅栏板共有2 种尺寸形式，分别为B1 型（4.0 m×3.2 m×0.5 m，共计2 785 块）、B2 型（2.56 m×3.2 m×0.5 m，共计693 块）。

2 研究目的和意义

栅栏板预制的传统思路为“正面”预制，采用“绑夹底”或“墩底”工艺，底模利用现浇混凝土地坪或者钢模具，待现浇混凝土至设计标高后，采用人工收面完成预制[2]。因此，栅栏板顶面的观感质量受“人为”主观因素影响较大。当混凝土坍落度较大或混凝土工振捣不当，栅栏板顶部容易产生大量浮浆。采用“光面”收面，操作不当，顶部容易产生“爆皮”现象[3]，影响栅栏板的使用耐久性。

本工程作为交通部首批“平安百年品质工程”创建示范项目，施工过程质量管控要求较高，栅栏板预制及安装数量较多，施工周期较长，因此，采用常规的施工工艺已不能适应该工程的需求。

采用“反面”预制栅栏板工艺[4]，并有效解决了吊运、安放问题，从而保证了这一工艺的顺利实施，提高了栅栏板的顶面观感质量及使用耐久性，保障了工程质量，同时也作为首批“平安百年品质工程”创建示范项目的一个亮点。

3 工艺原理

混凝土构件与模板面板贴合的表面，如在浇筑过程中操作得当，则表面平整、光滑，观感质量较佳。如果栅栏板的顶面与模板面板贴合，那么“反面”预制后的顶面观感效果应为最佳，这就需要解决拆模、出槽及吊装问题。

3.1 预制工艺流程

“反面”预制栅栏板施工工艺流程见图1。

图1 “反面”预制栅栏板施工工艺Fig.1 Construction technology of"reverse"prefabricated fence board

3.2 模板设计优化

栅栏板预制模板采用定型钢模板，采用“绑夹底”的工艺，该工艺由4 片侧模和一体式芯模+底模组成。

栅栏板“空心”位置顶口窄、底口宽，结构断面图见图2[5]，将芯模与钢底胎作为整体考虑。“反面”预制时，底口朝上，预制好的构件更有利于直接“上拔”。采用一体式设计，既提高了模板的拼装效率，又保证了栅栏板外形及空心尺寸的精准。

图2 栅栏板结构断面图（mm）Fig.2 Structural section of fence board（mm）

3.3 吊装工艺

栅栏板因采用“反面”预制，传统顶面预埋圆钢作为吊点的吊装工艺[6]不再适用，采用预埋吊装孔代替。栅栏板钢筋笼下放完成后，在侧模适当位置对称放置PVC 管，钢棒插入模板及PVC 管进行固定、成型。

待混凝土强度达到设计值的80%后[7]，采用“一”字形自制专用旋转吊具进行栅栏板的“翻面”；采用自制专用“L”形吊具进行栅栏板的出槽及安装，解决了吊装这一难题。

吊装工艺的优化也直接提高了栅栏板的使用耐久性。传统吊装工艺，在使用周期内，外界环境条件会造成钢筋的不断锈蚀，吊点作为腐蚀通道由外向内延伸，最终对构件实体产生破坏。当吊点钢筋断裂后，已经安装的栅栏板从理论上不再具备重复利用的可操作性。

4 操作要点

4.1 模板工程

1） 侧模、底模均采用定型钢模板，一体式底模在设计时需考虑足够的刚度[1]；

2）一体式底模，可以有效地保证芯模的精准，还可以提高模板的安装效率；

3）侧模与底模的连接以及侧模之间的连接形式为肋板开孔，“短口”螺栓固定；

4）垂直芯模方向的侧模，芯模间“空心”处对称放置PVC 管，对应位置的面板处开孔并进行套丝，制作配套钢棒用作后续施工时固定PVC 管；

5）一体式底模在使用时，宜设计混凝土底座板，并将底模与底座板进行有效地稳固，避免拆模过程中底模随构件移动，造成不便。

模板拼装实际效果见图3。

图3 栅栏板模板拼装实物图Fig.3 Physical drawing of fence board formwork assembly

4.2 钢筋工程

1）严格按照规范要求及设计图纸进行钢筋的加工，宜采用数控弯曲中心，保证半成品钢筋的加工精度；

2）制作完成的钢筋笼整体吊装，通过加设垫块确保主筋的保护层。

4.3 混凝土工程

1）严格按照配合比设计要求进行混凝土拌和，有效地保证混凝土的和易性。在满足规范要求的前提下，按照下限值控制混凝土的坍落度，采用罐车直接“下灰”。浇筑过程中严格按照规范要求进行下料、振捣，混凝土初凝前收1～2 遍“麻面”即可[8]；

2）混凝土浇筑完成待混凝土初凝后，及时覆盖土工布，采用“微喷带”潮湿养护工艺，保证栅栏板的养护质量。

4.4 出槽

根据同条件试块的强度，当判定混凝土达到设计强度的80%时，方可出槽、拆模。在4个吊装孔下各安放1个千斤顶，在预留吊点孔处插入钢棒同时向上“发力”进行脱模。脱模后，采用自制专用“L”形吊具进行栅栏板起吊、出槽，施工过程如图4 所示。

图4 栅栏板起吊、出槽Fig.4 Fence board lifting and grooving

4.5 翻面

栅栏板转运至存放场地后，采用专用“一”字形吊具进行翻面，将“底面”朝上。翻面过程中将栅栏板与地面接触点采用木方或者棉被进行支垫，防止磕碰。预制过程中，因顶面与钢底模面板接触，虽未进行收面处理，但顶面平整度极高，观感质量较好，且不存在因浮浆过多或收面不当而产生的开裂、爆皮问题。栅栏板翻面过程见图5。

图5 栅栏板翻面Fig.5 Turning over fence board

4.6 存放、安装

翻面后的栅栏板分层存放，层与层间设置垫木，有效避免构件的棱角磕损，并将制作好的二维码标识粘贴于构件表面醒目位置。待护岸施工现场具备安装条件后，将指定型号的栅栏板倒运至施工现场进行安装。安装时只需将专用“L”形吊具从内向外插入栅栏板吊装孔即可。

5 结语

“反面”预制栅栏板及配套吊装成套施工工艺在北京燃气天津南港LNG 应急储备项目配套码头工程护岸工程中的应用，验证了该工艺的可行，并在该工程中进行全面推广。

该工艺从根本上降低了栅栏板顶面通病问题发生的几率，无需人工对顶面收“光面”，规避了人为的主观因素影响，提高了顶面的观感质量。从“可持续”理念上讲，通过该工艺预制的栅栏板，只要保存得当可以反复使用，不存在吊点腐蚀损坏而无法使用的限制。对于体量较大的护岸工程，如采用栅栏板作为护面结构形式，该工艺在经济效益上也有较大优势，节省人工，减少吊点钢材的消耗等，值得在水运行业内进行推广。