箱式结构反力墙及反力台座造价控制研究

箱式结构反力墙及反力台座造价控制研究

吕珊淑

桂林电子科技大学 广西桂林541000

摘要：箱式结构反力墙及反力台座是进行各种材料,构件和结构系统的拟静力或拟动力试验的重要设施,是建筑结构实验室一种实验精密设备。此种设备要求设计标准高，施工误差控制严格且施工工艺复杂。其建设成本高且难以控制 ，现通过某大学结构实验室箱式结构反力墙及反力台座的造价分析研究，为今后同类工程建设提供一定借鉴。

关键词：箱式结构、反力墙、反力台座、造价控制、研究

随着我国工程建设各领域的飞速发展，相继涌现出各种新材料、新结构、新工艺，这就需要相关试验来验证它们的可靠性，为其应用与推广提供有力的依据。因此，大型土木结构实验室的建设在大学和科研院所中越来越多。这种精密设备是由两片相互垂直两面墙体和反力台座构成的一种动力试验设备，可以开展结构和部件的二维动力试验研究。在受外界作用力的情况下，其墙体和台面产生抵抗力（即反作用力），使墙体和台面具有足够的稳定性、刚度和强度，从而使整体处于相对的平衡状态。因此反力墙和反力台座的质量和精度直接关系到试验数据的可靠性以及试验过程的安全性。在建筑结构实验室中，要完成大比例建筑模型或足尺寸构件抗震性能试验，必须有大型反力墙作为支撑。

1、工程概况

桂林电子科技大学建交学院土木工程结构实验室实验由滑槽道式反力台座、两座箱式反力墙组成。

滑槽道式反力台座由滑槽A与滑槽B组成，滑槽A总长度为25.35m，14道，滑槽B总长度12.35m,1道，平面为25.3m×14.75m，底板厚750mm、隔墙厚360mm、顶板厚850mm、混凝土等级C40。

反力墙由反力墙A与反力墙B组成，其中反力墙A长为11.7m，9.5m，墙高为9m，总墙厚3.2m，单片墙厚0.8m。墙身加载孔17行，14列，共238个。反力墙B长为9.5m，墙高为9m，总墙厚3.2m，单片墙厚0.8m。墙身加载孔17行，18列，共306个，墙身加载孔双向间距均为500mm，整个设备共有544个加载孔。反力台座与反力墙内设有间距0.5m×0.5m 的加载孔，内部设有纵横向加载孔定位型钢，间距0.5m×0.5m。

2、箱式结构反力墙及反力台座造价组成

箱式结构反力墙及反力台座属于特种设备基础装置，其造价目前尚无相关的规范和定额标准。造价组成主要有以下几个方面：

2.1加载孔精加工及施工现场精准定位安装费用

加载孔定位为内置直径M66的特制螺栓，设计承载力50t，需由专业厂家进行精加工，在加工制作前先确定误差控制指标，其长度误差小于0.8mm，两端头钢板的平行度以及加载孔中心与两端头的钢板的垂直度误差均小于0.3mm。每个加载孔单价为约550元，

加载孔的预埋安装难度较高，只有经过专业培训的熟练工人才能安装。为保证安装质量，需要专门设计用于加载孔焊接成型的模具，定型模具钢板以及两端头钢板厚度不小于12mm。加载孔定位与M66螺栓都需与20mm厚Q235B抗拉拔垫板进行分段跳焊的焊接顺序，对称焊缝应采用对称焊接，不对称的应先焊接焊缝少的一侧，后焊接焊缝多的一侧，使后焊的焊缝变形抵消先前的变形，以使总体变形误差在2mm内；结构中的长焊缝，也需分段退焊和跳焊法，有效地控制热量过于集中而产生的残余应力与变形。焊接工作量非常大且要保证焊缝平整度误差在2mm内。因为精度要求高，因此焊工的费用是一般焊工费用的3倍。

2.2钢筋及型钢

2.2.1用钢量大，反力墙及反力台座一般为SRC型钢混凝土结构，钢筋及型钢用量很高，是一般地下室工程5-6倍。本项目用钢量达183吨，反力墙及反力台座中钢筋设计密集，锚栓垫板的附加钢筋高差处，为保证上下的附加钢筋与反力墙钢筋增设拉筋。

2.2.2人工钢筋绑扎费用高，钢筋施工是在固定支架完成、预埋件精准定位之后施工的，绑扎费用是普通建筑工程钢筋绑扎施工的2-3倍。为确保预埋件加载孔定位准确，需在安装工作前先委托机械加工厂设计三种安装辅助工具分别为底部定位模具，顶部定位模具和侧面定位模具。利用专用模具可确定加载孔钢板的精确位置。并适当利用钢筋条与角钢把加载孔纵横焊接，确保钢筋定位偏差。钢筋绑扎完成后再检查一次。加载孔内填塞EPS聚苯板，并加铁盖板。防止浇筑混凝土时灌入。

2.2.3预应力钢筋需要专业单位施工，但因体量小，导致单价偏高。

2.2.4型钢和固定支架，固定支架是为保障加载孔精准预埋而设的专用支架，精度是有要求的，固定支架不准，就无法保障加载孔的精度。型钢总重量约为110吨。

2.3大体混凝土

箱式结构反力墙及反力台座属大体积混凝土，易产生温度伸缩裂纹。因此应注意以下几点：

（1）配合比要求：混凝土选择低热或中热水泥，控制混凝土的坍落度，减少水泥用量，降低水化热量。混凝土内掺加一定量的I级磨细粉煤灰和减水剂，进一步改善混凝土的坍落度和粘聚性，满足可泵条件下，减少水泥量降低水化热。其优点是：在大体积混凝土施工过程中，其可延长水化热峰值出现，并可满足浇筑工艺要求，不留施工冷锋，掺加缓凝剂时，要求严格控制掺量，以满足施工要求为宜，减水剂对水泥有较好的分散作用，改善了混凝土的和易性和流动性，利于泵送，减水剂直接的减少效果，可减小水灰比，提高混凝土抗压强度和抗渗等级，减少泌水率，抗裂效果明显。

（2）粗骨料要求：选用5～40mm连续级配石子，含泥量＜1%，针状、片状颗粒含量＜15%；细骨料用中粗砂，含泥量＜1%。

（3）混凝土泵送及振捣方式 ：采用汽车泵，将汽车泵软管直接插到模板底，借助泵送压力使混凝土上翻，直至不能泵出时再提升软管，提升软管时始终控制软管埋入混凝土的深度不少于50cm。这样既避免了混凝土下落时离析又增加了混凝土的密实度。灌注混凝土的还需将插入式振捣棒插入钢筋较稀疏的部位进行振捣，钢筋密集部位更换直径为5cm的小功率振捣棒进行振捣，振捣时掌握振捣时间，避免过震。要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式或者交叉式，插点间距300～400mm，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。

（4）混凝土表面泌水处理：在结构四周侧模的底部开设排水孔，使泌水及时从孔中自然流出，由于泵送混凝土表面水泥净浆较厚，当砼初凝后而未终凝时，待砼表面找平后，将砼表面的水泥净浆刮去，先用长刮尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，在终凝前要进行二次抹压，用铁抹板压光。这样既能较好地控制混凝土表面龟裂，又能减少混凝土表面水分蒸发。注意宜晚不宜早。经12h～14h后，覆盖一层塑料薄膜，二层毛毯充分浇水湿润养护。

因此本工程混凝土用量达到1200立方，过高要求导致造价过高。

2.4模板

反力墙墙面平整度误差小于2mm，垂直度0.05%，加载孔定位误差不能超过0.5mm，精度要求很高，并且施工过程中不可避免的会产生振动，造成位移，必须采取强有力措施保证加固构件的强度、刚度、稳定性。因此一般的模板定位加固方法已经不能满足施工要求，需选用400mm×300mm的H型钢作为单侧钢结构支撑。支设钢结构前先用经纬仪校正钢柱垂直度。模板选用18mm厚釉面木模板，板的厚度均匀一致，板缝用腻子找平，模板平整度误差不超过2mm。

  模板一次摊销，总成本费用达到200元每平方米。

3.结论

箱式结构反力墙及反力台座的综合造价比普通土建明显要高，此类工程无规范与相关计价依据，不能按常规工程去组价。在其施工中，针对加载孔的高精度要求以及预埋件加载孔的精确定位，模板支撑的垂直度、平整度、预应力、混凝土的施工采取了多项技术措施。措施费也不是一笔不少的费用。为了确保了其的质量，只有高造价才能做出好工程。

参考文献

[1]阎俊生.后张法预应力技术在反力墙实验系统中的应用[J].长江大学报（自然科学版），2016.

[2][2]陈明，刘云平，马建忠.结构实验台座及反力墙工程施工要点阐述[J].建筑与工程，2017.