吴乐翔

同济大学土木工程学院

装配式人防外墙施工工法研究

吴乐翔

同济大学土木工程学院

一直以来，国防人防工程是国家领导人高度重视的工程之一，这关系到国家战略地位的稳定。如何解决快速、便捷、低成本构筑国防人防工程是建筑领域的一大难题。

装配式人防工程是一种构筑人防工程的新技术。即对于明挖人防工程，在基坑开挖前，先构筑装配人防结构的外墙或内墙，然后进行浇筑底板和顶板，它们和墙体之间采用接驳器等方式连接。接着进行土方开挖，最后对结构进行修整，构成完整的人防工事。此时装配形成的人防外墙可兼作挡土墙，保证基坑的安全稳定。

一、工法特点和适用范围

普通人防外墙围护结构具有受力特别大（抗常规武器和核武器应力波、冲击波）、投资相对较多、对结构抗渗性能要求较高和要求施工工期尽可能短等特点。

装配式人防外墙有着较普通连续墙很多的优点。装配式人防外墙作为人防主体结构，有别于普通结构，主要有以下优点：

1.一构二用，节省了工程投资。装配式人防外墙不仅在施工阶段起到挡土、挡水和抗渗的作用，而且在使用阶段可充分发挥其承载能力，减小基础底面地基附加应力，抵抗侧向冲击波荷载。其本身强度和周围地层的支承能力都能得到充分的利用，有效地减小建筑物、构筑物的沉降。通过这种形式，无需再单独构筑建筑外墙，节省了投资。

2.工程质量更稳定。墙体混凝土浇筑处于受控状态，混凝土质量完全能够确保，实施强度等级也无需提高一级。可解决现浇地下连续墙的无规则夹泥和渗漏问题。预埋可准确定位，其精度小于2cm，完全满足设计要求。

3.减少了工程量，缩短了工期。采用装配式人防外墙结构，墙面平整度高，可直接作为地下室的外墙，省去了构筑建筑外墙的时间。采用预制墙体，构筑墙体可以与成槽同时进行。可采用逆作法施工。这样可以大大提前后序工序，缩短工期。

4.增加了基坑施工的安全性。由于装配式人防外墙的墙体刚度大，基坑开挖过程中，极少会发生地基沉降或塌方事故。装配式人防外墙的抗渗能力较强，较大限度地减少基坑涌水的可能性。

总之，装配式人防外墙围护结构工效高、工期短、质量可靠，经济效益明显。

二、施工工法研究

装配式人防外墙结构的施工主要工序有：墙体制作、成槽、导墙浇注、墙体吊装、开挖、楼板浇注等。这里主要对墙体制作、墙体吊装、接头桩施工、压密注浆等进行研究。

（一）墙体制作

1.模板施工

底模采用50mm厚细石混凝土地坪,表面平整度必须满足构件验收要求。侧模采用木模板，接缝抗剪凹槽可采用木模板成型，亦可采用钢模板。侧模和底模连接采用靠模方法，下端地坪插桩侧模靠紧底模，上端用钢管对拉，间距1000～1200mm，确保构件不变形。

2.空心成型工艺

可采用外套橡胶胶囊专用产品。胶囊外套涂刷糊状滑石粉作隔离。胶囊每次使用前必须充气检查,不得有漏气现象。空心部分预先绑扎定位筋,钩住横向筋,以防止胶囊上浮。在两段实心段之间，芯模必须采用不回收的EPS泡沫塑料。空心段也宜采用不回收的EPS泡沫塑料较橡胶胶囊。待底板混凝土浇注完毕,及时从墙两端穿入EPS泡沫塑料或胶囊,固定后再充气,压力一般为0.035～0.04MPa，视胶囊硬实即可，混凝土浇导过程中保持压力稳定。待面层混凝土初凝后，再间隔一段时间（视气候条件、混凝土塌落度及经验确定），放气抽拔胶囊，要求面层混凝土不得有任何错动开裂。

3.钢筋、预埋件施工

预制时下面为迎土面，上面为迎坑面。钢筋采用可对焊接头，同一截面错开50%，对焊接头必须有合格的试验报告。严格控制装配式人防外墙上段和下段纵向主筋间距,纵向主筋间距、纵向筋及助筋间距、胶囊定位筋间距，钢筋骨架绑扎后定型。严格控制接驳器锚筋锚固长度、接驳器纵向间距、接驳器露出主筋面长度，垂直方向尺寸必须严格按设计控制尺寸，端头封盖不得漏浆。装配式人防外墙迎坑面在车库底板以上部位两边需预埋接头桩钢筋，检查接头桩距墙边距离，预埋筋需先弯折在墙面。

4.混凝土浇捣

涂刷的隔离剂不得使用废机油，隔离剂应涂刷均匀，不允许流淌、沉积，钢筋不得粘油。浇捣混凝土前应检查钢筋骨架，不符合要求的必须修复，保护层宜采用垫层砌块。混凝土浇捣按高度分底板、肋面板三次完成。底板混凝土振捣至90～100s左右，随向穿入胶囊：肋部位混凝土应采用高频插入式振动器，多人多器分类由一端向另一端同步进行，掌握插入间隔和振捣时间，不得漏振或过振；板面坍落度可适当降低（有利胶囊抽拔时间），面层混凝土要求振捣密实平坦，表面无明显气泡溢出。安放胶囊停顿时间不得超过45分钟，前期工作应准备充分，前层混凝土向前推进时，后层混凝土应及时跟上，缩短间隔时间，上、下层混凝土的振捣要求有搭接高度。面层混凝土在实心段处振捣密实。PVC测斜管上、下口及接头必须用胶带密封，严禁漏浆，建议每间隔1 000mm用铁丝绑扎定位。每幅装配墙各做一组抗压、抗渗试块。混凝土养护采用自然养护方法，表面覆盖保温材料，零度以上时要求保湿。

（二）人防外墙墙板吊放

机械选用应满足起吊要求。起吊宜采用钓钩四点起吊。成槽、安装为两点吊，应采用厚钢板加焊锚筋方案。预制墙段加工或由运输公司承包装车、运输送到现场，卸到墙段堆场处，用道木垫实。每车宜运输一幅墙段，在运输过程中，墙段应用钢丝绳紧固器固定牢固。成槽施工结束后，根据已测出的导墙标高（埋铁位置）使导向槽钢固定在已成型的导墙预埋铁上。测出导墙上搁置点标高，利用预制墙外伸主筋接长焊好槽钢，误差应控制在1cm内。装配墙顶预埋两只钢板吊耳，用三角铁扁担单点起吊、回直，铁扁担上可再挂两只神仙葫芦，墙体中心弹好墨线，用两台经纬仪校正X、Y方向，对于起吊不垂直的墙段，借助神仙葫芦回直，顺导向槽钢垂直放入已成好的导墙上内，并对准导墙中心线，控制吊放速度，吊放与回收泥浆同步进行，到标高后用槽钢搁置在导墙。吊放装配墙墙段关键过程控制。吊放入槽时，不允许强行冲入槽，同时注意墙段基坑面与迎土面，严禁放反。搁置点槽钢必须根据实测导墙标高焊接。吊放索具用三角铁扁担为调整重心，在吊钩上挂两只神仙葫芦，吊放过程中用经纬仪加以校正，并有专用导向槽钢。

（三）接头桩施工

相邻装配式人防外墙墙段的接头，采用小直径灌注桩接头，深度同地墙深；单幅墙板的两端宜采用凹口形式。接头钢筋笼中预留插筋，待结构施工时，其插筋与扶壁柱钢筋相连，起到稳定墙段不移动，加强扶壁柱的稳定性。预制墙段吊放后，应先在相邻墙段接头处浇注30～50cm的混凝土，以防预制墙段的偏位。接头桩混凝土浇筑：采用水下混凝土灌注方法, 混凝土应为水下细石混凝土，因钢筋笼的直径小，采用小导管浇注。接头桩施工流程：安放钢筋笼→埋设导管→清孔→接放料斗、投料→吊车提升浇混凝土。施工方法：相邻两幅装配式人防外墙墙段安放好后，在接头处吊放钢筋笼，利用两根主筋与装配墙外伸钢筋电焊牢固。根据所测孔深，沉渣厚度应小于30cm，达不到要求需进行反循环清孔。清孔后，接放料斗，并用隔水塞放入导管内然后进行混凝土浇筑。由于是水下小导管浇筑混凝土，要保证翻浆和埋管深度，浇筑过程中要不断提拔导管，并用测绳测孔内混凝土体上升高度。同时注意混凝土的密实，确保混凝土不渗漏。接头施工完毕后，方可进行装配式外墙墙底、墙侧压密注浆。

（四）两侧压密注浆

注浆流程为：设好注浆管→拌制浆液→注浆→提拔浆管；注浆压力宜控制在0.2～0.3MPa左右，速度控制在20L/m。

每安装完两幅墙，在中间接头桩施工完后，需及时跟进墙槽两侧注浆。注浆前应对场地进行平整，开好沟槽，保持场地的整洁干燥；充分做好准备工作，包括机械准备、仪表管路、注浆料斗等的检查及必要的试验。注浆所用的水泥宜采用普通硅酸盐水泥，受潮结块不得使用；水泥的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有质保书和复试报告。施工方法：采用振动法将金属注浆管压入土层中；待金属管到达目标土层后，向地层注入水泥浆。注浆流量一般为7～15L/min，注浆用水不宜采用PH值小于4的酸性水和工业废水。浆体必须经过搅拌机充分搅拌均匀后，才能开始压注，并应在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆体在泵送前应经过筛网过滤。所制成的浆体在一小时内不应发生淅水现象。注浆管每次注浆提拔高度建议为1m。

装配墙两侧压密注浆主要措施：

(1)注浆位置在装配式人防外墙墙段的两侧，尤其是在需要保护的装配式人防外墙墙段外侧。

(2)填充槽里装配式人防外墙外侧的空隙，灌入水泥和粉煤灰配制的浆液换出成槽泥浆。

(3)第一种方法：在每幅墙段设置四根注浆管，埋入深度按墙段深但底部提高1m。四根注浆管两根为一组，每组中一根注入水泥浆，另一根注水玻璃。

第二种方法：第一种方法是用预埋注浆管来注浆填充墙段外侧空隙，但在实际操作中墙段外侧空隙可能达不到预期填充的效果，则必须在墙段外侧进行钻孔插管注浆，钻孔深度同于墙深，再下注浆管注浆，随浆液上升后逐步提管，直到墙段外侧空隙填满。

(4)此浆液注入槽壁置换出泥浆等固化后形成土体，因掺入水玻璃加快固化时间，约3小时后可恢复到土的强度，约到0.5MPa，但施工前需要做配合比实验。

（五）装配式人防外墙墙底压密注浆

1.墙底压密注浆在全部接头浇筑混凝土基本结束后，进行墙顶预留孔处理及墙底压密注浆施工。先凿出预留孔位置，灌放碎石浆。

2.注浆流程：拌制浆液→注浆→提拔浆管。

3.注浆技术要求：注浆压力控制在0.2～0.3MPa左右，速度控制在20 L/min，浆液水灰比为0.5～0.55，注浆流量一般为7～15L/min，注浆用水不宜采用PH值小于4的酸性水和工业废水。

4.只有在墙底注浆完成，并且浆液达到规定强度后，才能去除墙段顶部搁置的槽钢等承受墙段重量的物件。