哈尔滨工业大学深圳校区试验实训楼工程结构实验室建筑面积约1 056.41m²，主要由反力槽、地震坑和反力墙3部分组成。反力墙部分包括竖向大型预应力反力墙及水平向地锚间，其中地锚间长14.7m，宽11m，板厚1 500mm，地锚间共有391个间距600mm的锚孔;反力墙从地锚间板面起高12m，墙厚2 500mm，反力墙呈L形布置，其中东西向13.5m，南北向17.2m，东西向墙体共有460个加载孔，南北向墙体共有621个加载孔，各锚孔间距500mm，反力墙墙体共1 081个加载孔。反力墙三维锚孔钢架如图1所示。

设计要求锚孔管钢架制作误差控制在±0.5mm内，预埋套管的位置偏差≤2mm，且反力墙及地锚间成型后混凝土面层高差≤1mm。

本项目反力墙及台座对锚孔管钢架与预埋套管的精度要求极高，误差控制极严格。为克服原材料 (钢架角钢、预埋套管) 在施工现场难于矫正调直，选择厂内加工;厂内加工为保证钢架及预埋套管的安装精度，设计专用的定位及矫正模具。反力墙钢架分模块进场吊装时，同样设计相应的定位矫正模具，保证反力墙锚孔管钢架能快速、精确定位。

为增大反力墙的整体刚度，控制顶端最大侧移量，同时为减少墙面裂缝的产生及提高反力墙的耐久性，反力墙内均匀布置244组竖向预应力钢绞线 (9^s15.2) 。本项目竖向预应力钢绞线利用现场钢筋余料制作的吊装工具，在反力墙钢架整体成型后，一次吊装2组或3组钢绞线，避免竖向预应力钢绞线随反力墙钢架上升，混凝土浇筑逐步提升并占据大量施工场地的缺点，既保证竖向预应力钢绞线的安装定位质量，又节约汽车式起重机的台班和劳动力投入，同时也加快反力墙的施工速度，避免反力墙竖向预应力钢绞线施工效率低下的问题。

本项目地锚间以上部分 (除去顶部后张有粘结预应力钢绞线锚固端张拉灌浆之后再行封锚浇筑) 11.75m左右处墙体一次浇筑成型。由于反力墙内角钢钢架、增强模块化锚孔管钢架刚度的加强角钢、纵横向受力钢筋、拉结钢筋、预应力钢绞线、锚孔管等过于密集，采用水化热较低的C50自密实混凝土。同时采取一系列模板支撑、人工配合外侧木槌多点频率轻敲、反力墙混凝土浇筑专用溜槽等措施，保证反力墙大体积混凝土一次浇筑成型，保证反力墙的整体性和混凝土的成型质量。

针对地锚间及反力墙锚孔管钢架制作误差与预埋套管位置偏差要求较高的情况，对整个反力墙和地锚间钢架进行模块化厂内制作，地锚间锚孔管钢架根据内墙分隔成18块，反力墙锚孔管钢架从基础底至墙顶约16.7m，共分4层，每层12块共48块，从上到下高度依次为5 800, 4 000, 3 500, 3 432mm (最底部仅1排锚孔，第2层8排，3, 4层均7排) 。

1) 锚孔管与锚板焊接模具把加工好的锚板放置在锚孔管与锚板焊接定位模具两侧的圆锥形楔子上，然后把锚管卡在楔子上，两端调整就位固定后方可焊接作业。焊接时交叉点焊定位，再分多次对称焊接成型，减少相应的焊接变形。由于反力墙和地锚间厚度不同，因此加工时区别仅在2个端头楔子的距离。锚板切割后均需经铣床加工打磨后才能焊接。锚孔管与锚板焊接模具如图2所示。

2) 反力墙首层模块化纵向单片钢架拼装由于反力墙锚孔管钢架首层只有1排锚孔，因此纵向钢架角钢可单片整体焊接，拼装后与上部横向锚孔管钢架进行拼装焊接，形成首层锚孔管钢架。纵横向角钢定位准确后，先焊接两端及中间角钢进行定位，然后从中间向两侧依次对称焊接成型，减少焊接变形。为增强钢架运输及吊装过程中的刚度与整体性，在单片钢架侧面焊接加强角钢，钢架整体拼装完成后不同片纵向钢架间也焊接加强角钢。

3) 单片水平锚孔管钢架焊接拼装将已焊好的锚孔管依次套在相应模具的圆锥形楔子上，然后两端顶紧后再根据模具角钢定位角码安装钢架角钢，精确定位后先点焊固定角钢和锚孔管，然后由中间向两侧依次对称焊接，减少焊接变形。

4) 模块化锚孔管钢架焊接拼装将同一规格横向单片锚孔管钢架置于锚孔管水平钢架与模块化钢架纵向角钢焊接定位模具的圆形楔子上，并调整垂直度，然后用厂内行车起吊锚孔管钢架拼装矫正模具，对上部锚孔管依次进行二次矫正复核，并及时将加工好的钢架纵向角钢临时点焊在横向角钢上，依次循环矫正定位，将所有纵向角钢与横向角钢临时焊接定位，再从中间向两侧依次焊接纵向角钢与锚孔管，尽量减少焊接应力，焊接过程中仍用锚孔矫正模具时刻检查，存在问题及时矫正。

各模块化锚孔管钢架采用安装螺栓临时连接，其纵横向角钢连接处均在厂内机械成孔，夹板也在厂内加工成孔，准备好吊装过程中的螺旋千斤顶、手拉葫芦，水准仪、经纬仪、线锤等测量工具，及二氧化碳气体保护焊、气割设备等。

1) 反力墙首层锚孔管钢架安装按反力墙首层锚孔管钢架编号依次吊装，并按柱脚预埋板定位轴线进行定位，各模块化锚孔管钢架间通过安装螺栓和夹板临时固定，首层全部吊装完成后，复核首层反力墙锚孔管钢架的整体平整度和标高，如有问题及时调整并精确就位，最后依次进行柱脚与预埋件焊接和钢架间的焊接固定 (通过夹板焊接固定两相邻钢架) 。

2) 反力墙上层锚孔管钢架安装反力墙首层钢架焊接定位完成后，按照2层钢架编号先安装第1个锚孔管钢架，然后吊装相邻钢架;由于2层钢架柱脚不像首层直接放置在预埋件上，而是与首层钢架顶部的纵向角钢对接，因此吊装时对接上下层钢架纵向角钢，然后用手拉葫芦及千斤顶进行较大范围内的定位与垂直度调整，再利用钢夹板及安装螺栓临时固定粗调钢架;把反力墙锚孔管钢架安装定位模具圆形楔子塞入1, 2层钢架相邻的4个锚孔内 (反力墙前、后对应上、下共4个位置) ，利用定位矫正模具对相邻2个钢架进行精确定位及垂直度微调;精确定位后安装并拧紧螺栓避免钢架移位。按照上述流程依次吊装定位剩余的2层钢架;全部吊装完成并精确定位后先焊接1, 2层钢架纵向角钢位置，再焊接2个相邻钢架横向角钢连接位置，过程中随时复核定位矫正模具，发现问题及时调整。

3, 4层锚孔管钢架安装方法同2层，第4层钢架安装垂直度调整时拉通线到反力墙钢架柱脚位置，且安装过程中，使用经纬仪随时监测反力墙钢架是否变形，并复核锚孔定位模具定位效果 (见图3) 。

3) 地锚间锚孔管钢架安装地锚间模板支撑体系安装完成后，平整度误差<0.5mm，地锚间梁钢筋及底筋绑扎完成，然后复测模板标高，无误后开始按地锚间锚孔管钢架编号进行吊装，板底钢筋根据锚板定位进行调整;锚孔管钢架吊装完成后，复核平整度及轴线，然后用角钢焊接固定钢架和梁钢筋;安装地锚间双层双向预应力钢绞线金属波纹管;绑扎地锚间板面筋，同时穿预应力钢绞线;预应力钢绞线、地锚间面筋绑扎完成后再次复核锚孔管钢架轴线及平整度，锚孔间距误差<2mm，平整度误差<0.5mm，复核调整完成后方可进行混凝土浇筑。

1) 成组预应力钢绞线及竖向预应力钢绞线支座制作预应力钢绞线根据反力墙高度进行切割下料，钢绞线下料采用砂轮机切割，禁止使用电焊或乙炔-氧气火焰切割。下料的预应力钢绞线一端利用挤压机进行固定端挤压锚的施工，然后按成组预应力钢绞线吊装要求，利用钢筋余料及铸铁锚垫板制作成组竖向预应力钢绞线吊装工具 (见图4) 。在制作的钢管架上，预应力钢绞线在反力墙锚固端的锚固板上水平穿预应力钢绞线，然后安装承压板位置夹片锚，锚固端处安装泌水管。

反力墙锚孔管钢架安装完成后，根据设计要求利用钢筋焊接预应力钢绞线支座，支座高度综合考虑反力墙的设计标高及预应力钢绞线张拉后所需的封锚高度。

2) 竖向预应力钢绞线吊装利用汽车式起重机吊装成组竖向预应力钢绞线，起吊时速度适中，避免波纹管由于速度过快而损坏;竖向预应力钢绞线在反力墙内就位时，由于内部加强角钢等过多，由工人辅助预应力钢绞线下落就位;竖向预应力钢绞线按图纸全部吊装完成后，根据图纸尺寸复核钢绞线位置偏差并及时进行调整;调整就位后复核整个反力墙钢架的平整度。

1) 反力墙混凝土施工段划分反力墙混凝土根据现场实际情况，计划分3次浇筑完成 (不考虑反力墙柱脚埋件浇筑、地锚间内隔墙及反力墙顶预应力钢绞线张拉灌浆后封锚混凝土浇筑) ，第1次浇筑地锚间基础底板，考虑反力墙竖向预应力钢绞线吊装，将基础底板与反力墙基础用钢丝网隔开;第2次浇筑地锚间和反力墙墙体基础;第3次一次浇筑完成反力墙墙体。具体划分如图5所示。

2) 反力墙混凝土性能确定由于地锚间及反力墙内钢筋密集，锚孔管钢架及加强角钢、预应力钢绞线等钢含量过大、间隙较小，为避免常规混凝土振捣对锚孔管钢架精度及预应力钢绞线产生影响，地锚间顶板及反力墙体选用C50自密实混凝土;地锚间底板选用常规C40混凝土。

本工程自密实混凝土经过配合比设计、试验和优化，坍落度为210～230mm，坍落拓展度为500～600mm，最终P·O 42.5R配合比为水泥∶矿粉∶粉煤灰∶中砂∶石子∶水∶外加剂=1∶0.241 5∶0.134∶2.03∶3.01∶0.44∶0.028 5。

3) 地锚间基础底板混凝土浇筑地锚间底板采用砖胎膜，做完防水及防水保护层后绑扎基础底板钢筋，然后绑扎反力墙台座内隔墙钢筋;浇筑混凝土时，分层下料、分层振捣，每层混凝土浇筑厚度严格控制在50cm。分块分段浇筑，在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土并充分振捣，使上下层混凝土结合严密;基础底板浇筑完成，表面找平收光抹面，待混凝土终凝后开始浇水并覆膜养护，养护时间≥14d;地锚间内隔墙在基础顶板养护完成后支模浇筑混凝土，内隔墙养护完成后，开始搭设地锚间顶板模板支撑体系，同时内隔墙浇筑成型，也提高了地锚间锚孔管钢架模板支撑体系的刚度。

4) 地锚间顶板及反力墙基础混凝土浇筑地锚间模板支撑系统采用钢管扣件式脚手架，立杆纵横间距450mm×450mm，横杆步距1 200mm，模板采用18mm厚覆膜木胶合板，小梁采用间距200mm的50mm×100mm木枋;从反力墙基础底到地锚间顶板位置高2.2m、厚2 500mm的墙体，小梁采用双钢管，间距200mm，主梁同样采用双钢管，横向间距500mm，第1道主梁距地面100mm，预埋螺栓采用M16螺杆，纵横间距500mm，地锚间侧模支撑系统同反力墙基础段各项支撑系统参数;为增强反力墙基础混凝土浇筑时的模板支撑系统刚度，侧模采用钢管斜支撑等构造措施，地锚间一侧侧模可将钢管直接支撑在相邻地震坑墙体上;在浇筑混凝土前，复核模板支撑系统垂直度和平整度，若有问题及时调整，浇筑过程中随时监测。

为避免台座浇筑混凝土时进入台座锚孔管，浇筑前封堵锚孔管;由于反力墙台座及反力墙基础段混凝土采用C50自密实混凝土浇筑，浇筑顺序及方法基本同基础底板，为避免浇筑时泌水离析，应严禁振捣;地锚间顶板及基础自密实混凝土分层分片浇筑完成终凝后，及时浇水养护并覆膜;混凝土养护时，通过钢筋绑扎预埋的测温管，按规范要求进行测温，同时复核地锚间顶板的平整度。

5) 反力墙墙体混凝土浇筑反力墙从地锚间顶板到反力墙顶高12m，考虑反力墙顶预应力钢绞线张拉后的封锚要求，且反力墙为2 500mm厚的实心墙体，操作平台位于墙体外侧，为保证上部墙体的整体性，计划一次浇筑到顶;反力墙墙体钢筋在锚孔管钢架及竖向预应力钢绞线吊装完成后，由下至上分段按竖向受力筋、水平筋、水平钢筋网片、墙筋拉钩直至到顶。绑扎完成后复核反力墙锚孔管钢架垂直度，然后进行墙体模板支撑系统施工。

反力墙支模高约11.75m，墙体厚2 500mm，由于采用自密实混凝土，为保证反力墙墙面成型效果，模板采用全新覆面木胶合板，内支撑竖向次梁选用48×3.0间距150mm的单钢管，外侧加固主梁采用间距500mm双钢管，选用定制3 000mm长M16对拉螺杆，反力墙锚孔管纵横间距500mm×500mm，由于反力墙外侧有结构柱，采用水平可调支撑，一端顶托支撑在模板支撑体系的横向双钢管上，一端支撑在结构柱上，从反力墙基础到墙顶均匀布置，反力墙内侧采用可调斜撑直接支撑在地锚间顶板上，通过模板支撑系统的对拉螺栓和模板支撑系统外侧的可调支撑等构造措施，保证反力墙模板支撑体系的平整度和垂直度，同时加强整个反力墙支撑系统的整体性。

反力墙竖向预应力钢绞线顶部张拉端锚具为避免灌入混凝土影响张拉，用泡沫板及胶带进行临时保护，后期张拉时拆除并清理干净;模板支撑系统施工完成后，需复核垂直度和平整度，验收合格后方可进行后续施工;浇筑反力墙混凝土时制作专门溜槽，避免混凝土跌落高度>2m;反力墙分层施工，施工通道铺设完成后利用泵车浇筑自密实混凝土。

对分层施工的反力墙采用一侧向另一侧推进的浇筑方法，混凝土浇筑点每隔3m布置1个 (每个浇筑点浇筑完成，待全部清管，再移动泵管浇筑下个点位，见图6) ;反力墙混凝土浇筑过程中，按分层推移式赶浆法进行连续浇筑，分层厚度以70～80cm为宜;分层施工的反力墙混凝土在浇筑过程中，为保证墙根混凝土的密实性，采用木槌多点频率轻敲的方法消除混凝土与模板间的空洞，避免墙根产生蜂窝、麻面、烂根;浇筑完成1层时，间隔1～2h (由于反力墙体较长，最后1个点位浇筑完成后基本可从起点重新开始浇筑) ，再浇筑下层混凝土。

混凝土浇筑完成后，用木刮尺刮平反力墙顶部，除去混凝土表面多余浮浆、泌水，浇筑完1～2h后，进行第2, 3次抹压，避免混凝土初期出现收缩裂缝;反力墙自密实混凝土浇筑过程中，随时检测模板支撑系统的垂直度和平整度，误差过大及时调整加固，然后再浇筑混凝土;浇筑完且终凝后，对反力墙进行蓄水养护，养护天数≥14d。

6) 反力墙竖向预应力钢绞线张拉当反力墙混凝土达到设计要求强度时才可张拉竖向预应力钢绞线。考虑预应力张拉顺序对有效预应力损失、反力墙的变形与应力、预应力分布均匀程度等方面的影响，每面墙预应力钢绞线应从中间向两端对称张拉，且每面墙每批张拉的预应力钢绞线呈中心对称。预应力钢绞线在张拉控制应力达到稳定后方可锚固，锚固完成后应及时进行压浆封锚等后续施工，避免钢绞线腐蚀。

1) 针对反力墙台座、锚孔管钢架制作误差及预埋套管位置偏差要求较高的情况，加工制作阶段设计专用定位及矫正模具，保证锚孔管钢架制作精度;在锚孔管钢架运至施工现场后，利用设计的反力墙锚孔管钢架安装定位模具，加快反力墙钢架的吊装、定位及固定。

2) 反力墙钢架整体安装就位后，利用专用的预应力钢绞线吊装工具，对成组的预应力钢绞线进行整体吊装，并固定在反力墙顶的钢筋支架上一次就位，避免反力墙锚孔管钢架安装一层提升一段竖向预应力钢绞线，加快施工速度。

3) 针对本项目高12m、厚2.5m的反力墙大体积混凝土浇筑，设计专用的模板支撑体系、混凝土浇筑溜槽，同时为避免混凝土振捣困难，减少过度振捣对锚孔管钢架精度的影响，采用低水化热的自密实混凝土对反力墙上部11.8m左右处大体积混凝土进行一次浇筑，增强反力墙的整体性，也大大提升反力墙的施工速度。