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建筑职称---浅论在水利建设中模袋混凝土技术的应用

来源: 长沙中视澜庭教育咨询有限公司  日期:2018-02-24 13:54:31  点击:105 
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摘 要
本文分析和探讨的模袋护坡施工工艺是拥有施工简易、使用效率高、水上水下均可施工等方面的优势的,在国际上都是具有广泛利用率的,并且模袋护坡施工工艺最大的作用还可以放风浪抗冲刷等相关的特点的。我国同行业者对此了大量的实验应用,并且已经取得了很好的效果,已经探索到了一种新的、容易使用和推广的冲灌施工及时,以此莱维模袋混凝土在个工程中可以得到广泛应用打下了坚实的基础。因此,本文阐述关于在水利建设中模袋混凝土技术的应用的观点进行分析,仅供参考。
关键词:模袋;混凝土;水利工程建设
 
 

引 言

模袋混凝土技术是20世纪80年代从国外引进的一项技术,具有整体性好,耐久性好,地形适应性强,施工速度快,可以在水下铺设充灌等优点,因此在航运繁忙的河道中正逐步推广使用。这项施工工艺其原理就是利用织物的模袋最终制成的软模具,然后就是在利用混凝土泵来将混凝土直接灌进模袋里面来,最终就会呈现模袋的形状了,其最终的最用是可以  护坡、防渗等功能的,正是由于这种施工工艺具有的耐久性高、耐磨性强、适应地形性高、可以节省人力物力、可以再水下进行冲灌等方面的特点,才被广泛的应用在建设道路、海堤等工程中来的。模袋混凝土法施工在水利工程施工,`,地位越来越重要,广泛运用到广东省的北江大堤加固工程、东深供水工程等各水利项目中。这种方法的施工质量控制是关系到岸坡防护新法与旧法先进性比较的关键,也是直接影响到工程建设成败的关键。

1.模袋混凝土护坡技术在海港边坡防护的施工设计

1.1模袋混凝土的配合比设计

机织模袋混凝土护坡采用泵送方法施工,要求所用混凝土或水泥砂浆除具有可泵性外,还要具有适宜的流动性,使之在模袋内能顺利流淌扩散,充满整个模袋,不发生分离。因此,对其材料的配合比和外加剂的应用比一般泵送混凝土要求更高。必要时应根据具体工程情况通过试验确定。由于充填料灌入模袋后,其中多余的水分可以从模袋的孔隙中渗出,从而水灰比可降至0.4或更低,使混凝土或砂浆的凝固速度加快,强度大大提高。采用上表中细砾混凝土R28比普通混凝土强度高30%以上。

1.2模袋混凝土护坡结构设计

首先是在模袋形式的确定方面,是一定要按照此次施工项目的实际等级、详细的施工地质条件和施工风浪的实际情况、水流的实际情况来确定的,最终的形式确定为带排水点型的。另一方面是模袋厚度确定,那么对于模袋厚度的确定最重要的是以可以承受风浪的荷载和寒冷地区的冰推力的作用来最终确定的,但是在南方广东地区那面的地质和气候上,一般情况下是很少出现结冰的情况下的,所以,对于模袋混凝土的厚度上主要就是可以满足护坡风浪稳定的要求来确定板厚的实际厚度的。

1.3模袋混凝土护底实例分析

该工程护砌型式为218m模袋混凝土护底,模袋混凝土设计厚度为10cm,底宽22m,长度218m,模袋混凝土工程量为490m3,模袋混凝土设计抗压强度为20MPa,设计抗冻标号为F100。该区段渠底淤泥很厚,清淤到设计渠底高程时,淤泥深度仍然有半米深,为了保证施工按期完成,采取先铺一层300g/m2土工织物,上铺10cm厚的碎石垫层,然后进行模袋混凝土充灌施工,施工速度较快,非常适应软基上施工作业,并且减少了淤泥土方开挖及碎石垫层方量,4900m2护底模袋混凝土充灌施工仅用了6天时间。虽然平整度在软基上不易控制,但是这次施工中模袋混凝土整体性能好,充灌施工速度非常快,减少了许多材料运输、倒运,劳动强度低,减少了劳动用工,质量容易控制,大大缩短了施工时间,特别适合于引滦水源保护工程明渠护砌施工工期短、工程量大的施工特点要求。

2.模袋混凝土施工中常见故障及解决办法

2.1堵塞现象
充灌过程中,如果灌口处混凝土压力短时间内上升很快很高,一般是发生了堵塞现象。这时候,应立即停止泵送,迅速找到堵塞位置,根据堵塞的轻重情况采取以下施工措施:
(1)加设人力配合踩踏,帮助混凝土料流动。
(2)用脚沿最短距离踏出一条凹槽,形成通道,改用砂浆将模袋充满,也可利用上面—个灌口充灌。
(3)如果模袋已被截死,可在未充满部分的上边缘再开一灌口进行充灌,水上部分的灌口应开在侧边隐蔽处,以保证整体美观。
堵塞现象的出现主要是因为骨料过大、混凝土离析、塌落度不稳定、配合比不当以及充灌停顿时间过长等原因造成的。预防堵塞除需要加强对原材料的控制、加强对混凝土拌和质量的控制外,还要注意灌注的连续性,确保混凝土泵送停滞时间不超过20min。
2.2鼓包和胀破袋现象
充灌过程中,如果灌口处砼压力持续上升到较高,又突然一下子下降到很低,一般是发生了鼓包现象,甚至发生了胀破袋现象。这时候,应立即停止泵送,迅速找到鼓包或破袋位置。如出现鼓包,可在混凝土初凝之前及时割破模袋,将鼓包部分的混凝土排放,并用预制的特种钢针将模袋各口缝接好。
如出现胀破袋,应及时将破损处用新的模袋缝补好。鼓包和胀破袋的产生主要是模袋内攀筋与连接带出现松脱或断裂,或充灌压力过大造成。应从模袋加工质量、模袋混凝土充灌速度、模袋混凝土充灌压力等多方面控制加以避免。

3.模袋混凝土施工的质量控制

3.1事前质量控制

事前质量控制包括开工前的测量、施工设备与检测仪器以及原材料的质量控制3个方面。
(1)开工前的测量控制
开工前,测量人员对雇主(建设单位)、工程师(监理单位)提交的水准点,根据精度要求对其进行复核,满足要求后,以此水准点作为基准再移交给承包人(施工单位)进行施工段的断面测量,其成果必须准确、符合现场实际,保证以此为依据设计的模袋布尺寸与实际相符。
(2)施工设备与检测仪器的控制
根据工程规模的大小合理选择施工设备。设备操作人员持证上岗,最好有备用设备,没有备用设备,要备有设备的易损件,以保证施工生产顺利进行。机织模袋混凝土施工最好采用自动配料机配料,保证原材料称量的准确性;强制式搅拌机拌和,保证混凝土连续供应;混凝土泵进行输送,保证使混凝土产生足够的冲力,进人模袋内。
施工中所需的检测仪器,如水准仪、经纬仪、天平等,必须经过国家技术监督部门检测合格后方可使用;坍落度试验筒、试模等根据SL123-138-95《水工混凝土试验仪器校(检)测方法》的要求自检合格后使用。
(3)原材料质量控制
原材料质量直接关系到模袋混凝土的内在、外观的质量,必须严格控制。
①进货控制
选择施工用水泥、砂、石子、外加剂、模袋布等主材的厂家时,对于质量达到国家标准、信誉好、供货能力强的要优先考虑,货比三家,首选质量好的,其次才是价格低廉的。进场材料必须“三证”齐全。
②质量控制
选用的水泥必须是国标产品,强度等级符合设计要求。模袋布的抗拉强度、顶破强度、垂直渗透系数、等效孔径、伸长率要满足设计要求。尤其要注意设计模袋布时一定要正确考虑纵向、横向收缩率,避免设计模袋布与实际断面尺寸不符。
砂、石骨料级配一定要合理而且是水洗料;石子超粒径含量满足规范要求;砂、石骨料的含泥量小于3%,绝不允许有泥团、泥块(泥团、泥块极易导致堵塞管路)。
进人场地的原材料,工地试验室不能进行检验的要按规范要求进行送检,被委托单位须具有一级资质。水泥按批次、批量送检;砂石骨料需按试验的检测指标每500耐送检1次。所有试验成果合格后,方可用于施工中。
③材料储存控制
工地储存水泥,要建临时库房,通风良好,排水设施齐全。防止水泥结块、变质;砂、石子、骨料存放时,尽量避免损失。

3.2事中质量控制

事中质量控制包括铺设模袋混凝土的基面质量、模袋布铺设质量、混凝土拌和质量和混凝土泵灌质量等4个方面的内容。
(1)基面质量控制
基面的平整程度、压实质量是直接影响模袋混凝土成型后平整度的主要因素。基础清削时,要尽量保证是原基面,如需填方的部位,要先将原状土翻松10 cm,洒水浇透,然后再将新土分层铺填、人工夯实碾压,取样进行干容重试验,合格后方可进行下段施工。基面每400-800m2扩取一组样;清削后的基面要保证坡比满足设计要求,基面平整度满足规范要求。
(2)模袋布铺设质量控制
模袋布设计号与施工桩号核对无误后,检查模袋布泵灌袖口、穿管布缝制是否正确,一切正常后,才可铺设模袋布。模袋布铺设时,要预留泵灌量,保证模袋泵灌饱满。模袋固定要牢靠,防止在泵灌过程中下滑。
(3)混凝土拌和质量控制
混凝土拌和严格按施工配合比进行,混凝土所用的砂石骨料每4h做1次含水量试验,作为修正理论配合比的依据,由试验员、质检员填好配料通知单,送交施工员,按配料通知单配料。搅拌时加料顺序采用1次投料法。搅拌混凝土前,先在斗中装入石子,再装水泥及砂;水泥夹在石子和砂中间,上料时减少水泥飞扬,同时,水泥及砂子不致粘住斗底。混凝土强制拌和时间不得少于2min,保证混凝土的和易性。每4h做1次坍落度试验,控制其在设计要求的范围内,不满足要求时,要及时调整。
(4)混凝土泵灌质量控制
模袋混凝土泵灌是施工中的一个重要环节,它需要多人之间的配合,是相互联系,相互制约的工序。泵灌要尽量连续作业,减少停歇时间,停歇时间尽量控制在30min之内。每次泵灌前要用砂浆和水润滑管道。灌注中要采用指挥旗、对讲机或手机等方式保持与混凝土泵操作者的联系,使混凝土泵的操作者及时得到信息,掌握停灌时机,以免出现打不饱或鼓包现象。在有接头的时候,要用人工踩踏的方式使其充满,在正常灌注过程中,尽量使其自行灌注,不要辅以人工帮助,但需人工处理时,要稍早一些,以免时间短来不及处理完成就形成坑凹、瘪面,影响质量。模袋的每1个小单元泵灌将要完成时,要采用停打、打停的点送料方式给模袋混凝土一个排水、排气时间,保证模袋充满、充饱。泵灌过程中还要用人工进行适当整形,发现有歪斜的情况,用人工进行调直,模袋泵灌结束后,尽量避免人踩或其他物品的撞、压,以保证模袋外形美观。
在每班泵灌过程中,要做砂、石骨料的含泥量、含水量及砂的云母含量试验,做混凝土抗压试块,每150m3做1组试块,有抗冻要求的要制备抗冻试块。
3.3事后质量控制
事后质量控制包括潜水员下模查结果质量调控、全球定位系统(GPS)对水(冰)下或旱地已施工完的模袋混凝土/砂浆探测结果反馈的质量调控和预埋。在基面中监测模袋混凝土/砂浆的运营变化质量调控有以下3方面的内容:
(1)潜模质量调控
重点对水下坡脚模袋质量进行调节控制。
(2)全球定位系统(GPS)质量调控
一是在潜模基础上,对水(冰)下模袋各接缝以GPS标记识别作质量调控;二是在没有潜水员的前提下,在施工中以GPS全程定位作质量调控,包括坡脚护底质量及各接缝GPS标记识别的质量调控。
(3)监测质量变化调控
本项质量调控均基于上述1)或2)两项中的1种或2种质量调控进行,监测的内容包括:
①岸坡纵向位移(顺坡向);
②岸坡横向位移(顺岸坡长度方向走向);
③模袋不均匀沉陷(纵、横向);
④坡脚土坡与模袋脱空性状;
⑤模袋与土坡非整合性状等。
以上3类事后质量控制,是作为重点工程或重点地段的实施项目。一般情况下,事后质量控制一部分纳人事中质量控制例如1)和2);另一部分则划人工程运营期的保修、维护工作中。
4.模袋混凝土施工质量监控注意事项
模袋混凝土以水下施工为主,大部分属隐蔽工程,现场的质量监督和控制十分重要,尤其要注意以下8个方面:
(1)把好工程原材料质量检验第一关,所有进场材料按批进行抽样检验,杜绝不合格材料用于工程。
(2)认真做好坡面整理清理工作,清除所有的杂草、树根,坡面应平整、顺直,同时,重视回填土施工,按每20cm厚度夯实,定点检测土体的干容重,以确保坡基密实。水下需回填的必须用袋装碎石填平,水位变化大、风浪易冲刷的区域最好铺碎石垫层。
(3)严格按混凝土配合比称量拌和,控制好水量和拌和时间,特点是外加剂掺和一定要准确,定时测定坍落度,按规定要求做好混凝土试压块。
(4)模袋铺设位置要准确,分块接缝缝制要牢固,纵向收缩量预留要足,防止充灌时厚度不够、顶端长度不足等现象。
(5)认真检查模袋上缘的固定桩支撑、钢管插人和手动葫芦的设置情况,必须有足够的拉力,以防止模袋混凝土在泵送充灌过程中出现整体下滑。
(6)做好混凝土泵送设备的检查工作,泵灌混凝土由下而上逐渐缓慢均匀上升,同时,人工施加外力(用竹竿晃运和人工脚踩),水下泵灌时潜水员要不间断地跟踪控制,确保模袋混凝土厚度均匀和边角部位充灌密实。
(7)泵灌时应杜绝密实度不够,模袋上端台或折弯处厚度不足,防止出现表面不平整、凹凸不一致、凹陷、鼓泡甚至爆袋等现象。
(8)一段施工结束后要对表面及时清理冲洗,注意外观清洁。

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