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浅谈堤防工程建设中滑模施工技术设计与应用 |
日期:2015-6-12 14:26:52 来源:转载 浏览数: |
平凉市位于甘肃省东部,泾河、葫芦河上游,属黄土高原丘陵沟壑区,植被差,夏秋两季暴雨多发,洪水暴涨暴落,频次多,河床左右摆动频繁,侧向侵蚀严重。全市需治理河堤长1054千米,险工险段的防洪问题十分突出。近年来,国家加大河道防洪工程治理力度,在实施工程中,平凉市多采用梯形断面斜坡式结构,填筑材料选用就近河道内砂砾石,迎水面护坡坡比1∶1.5,厚度0.15米~0.30米,采用混凝土浇筑,面板浇筑的施工方法结合工程实际情况制定出了“表面活动模板,插入式振捣器振捣,人工原浆收面”的滑模施工技术,具有造价低、工期短、效率高、质量好的优点,收到了较好的效果。实践表明,堤防工程建设中推广这一先进技术能够提高防渗面板混凝土的施工质量, 进一步完善混凝土面板的施工技术,提高了工程的整体施工质量。
一、滑模设计 滑模施工系统主要由:模体、侧模和拉模牵引设备组成,应具有足够的强度、刚度、整体稳定性并便于运输、安装和拆除。 ㈠模体设计模体由底部钢面板(长5.0米,宽0.8米,厚5毫米)、上部型钢桁架及抹面平台三部分组成,滑模前部设振捣平台,后部设二级抹面平台,抹面平台带震动,最大变形量须小于2毫米。模体设两个牵引点,其上加适量配重(一般为300千克左右),以保证面板浇筑时不被混凝土顶脱。 ㈡侧模设计侧模可选用200号槽钢或上缘安装∠50×50×5毫米角钢的干松木加工制作而成,侧模刚度满足无轨滑模直接在其顶部滑动时不受破坏。上沿与设计护坡面齐平并用扒钉锚固于坡面,模体搁放在侧模上。由于面板为不等厚的板结构,因此侧模结构也为一变值。 ㈢拉模牵引设备设计拉模牵引设备采用手动葫芦,牵引力T按下式计算: T=[τA+Gsinφ+ Gcosφ-p f1+cosφf2]k 式中:A为模体与混凝土的接触面积(m2);τ为模体与混凝土的粘结力,按0.5千牛/平方米计;φ为模体倾角;G为模体系统自重(包括配重、施工荷载)(千牛);p为混凝土的上托力(千牛);f1为钢模体与混凝土的摩擦系数,取0.5;f2为钢面板与轨道的摩擦系数,取0.5;K为牵引力安全系数,取1.8,计算得牵引力T为36.4千牛。 在堤防边坡的顶部搭设简易人字形脚手架,用砂袋加压固定脚手架,在脚手架两则各吊挂一个20千牛的手动葫芦,脚手架搭设的高度为0.5米,以钢丝绳略抬高于侧模为准,手动葫芦提升时滑模略向上仰,可减轻滑模滑动的力量。滑模向上滑动时,两侧的手动葫芦同时扳动,滑模同步上升。 二、施工准备 充分做好料场和拌合场等施工场地的布置以及施工用电、用水、道路和机械设备的准备工作,并对实验和施工的工器具及机械进行检测和运行试验。在靠近施工中间段布置小型拌合站拌制混凝土,拌合站两侧布置与拌合站配套的骨料仓、水泥库等。骨料采用装载机向拌合站配料机喂料,电子秤计量。根据面板混凝土浇筑量和施工工期,计算出日平均浇筑长度及浇筑强度,合理选择制作滑模套数,配置拌和机及混凝土运输车数量,拌和机拌制混凝土时间每次最少要在4分钟以上,混凝土运输配置转弯回头灵活方便且与溜槽配合卸料快的载重1.5顿左右翻斗车。滑模混凝土浇筑前,还需要对堤防边坡进行人工修整,达到设计尺寸后,方可进行堤防边坡面板的滑模架设。 堤防工程滑模施工工艺流程:侧模安装→滑动模板安装、调试→混凝土入仓→振捣→滑动模具→脱模后人工原浆收面。 三、施工方法及措施 ㈠施工方法 1.侧模、滑模安装。 侧模搭接必须平整无错台。混凝土浇筑过程中设置专人负责检查、调整模板的形状和位置,防止模板变形移位。将滑模运输至堤顶施工平台整体拼装并经检查无误后吊装到侧模上,手动葫芦牵引滑模系统,试滑二至三次,混凝土浇筑前,将滑模滑移至浇筑条块底部。 2.混凝土浇筑。 混凝土的拌合在拌和站统一搅拌,严格按混凝土配合比进行配比,出仓混凝土的坍落度控制在30毫米~40毫米之间。混凝土由自卸车从拌和楼运至现场,借用溜槽由堤顶向下入仓,浇筑时人工配合装仓,当混凝土装填高度与滑模相平时,采用1.5千瓦插入式振捣器充分振捣,振捣插点应均匀,插点间距不大于40厘米,深度达到新浇混凝土层底部以下5厘米,以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准,模板滑动时禁止振捣混凝土。在施工中,为了加快施工进度,采用跳仓、补仓法浇筑,在浇筑完第一仓后,中间间隔一仓,跳跃进行下一仓的浇筑,待两边仓的混凝土达到设计强度的80%以上时,再浇筑中间的一仓,即补仓。跳仓、补仓不再支设侧模,直接用表面滑动模板,节省侧模的架设时间,加快施工进度。 3.滑模滑升。 滑模滑升时,两端提升应同步、匀速,每浇完一层混凝土滑升高度约30厘米~35厘米,滑升速度取决于脱模时混凝土坍落度、凝固状态和气温等因素,一般平均滑行速度为1米/小时~1.5米/小时,最大不超过2米/小时,行驶速度过高,混凝土表面易产生流淌变形,行驶速度过低,混凝土表面易拉裂,以混凝土表面无变形、湿润、手指下压稍有硬感适宜。拉升间隔时间一般为10分钟~15分钟,最大不超过30分钟,从混凝土拌和站至坝面卸料入仓振捣完毕,最大时限不超过60分钟。模板滑升速度应与混凝土初凝程度相适应,一般当出模的混凝土贯入阻力值达到2.5千牛/平方厘米~3.0千牛/平方厘米(即混凝土表面湿润、手摸有硬感)时即可滑升。浇筑混凝土、提升模板等相关工序要相互配合,施工时严格控制滑模中心线,模板如因故停滑时,应及时采取处理措施。 4.人工收面及表面处理。 脱模后的混凝土,人工用木模和钢模及时进行第一次收面,面板平整度用2米靠尺检查应不大于5毫米,用人工磨面法进行表面吸水处理,以提高混凝土表面强度。人工及时对混凝土表面进行第二次压面抹光,确保混凝土表面密实、平整,避免面板形成早期裂缝。 5.混凝土养护。 二次压面后的混凝土及时进行养护,防止表面水分过快蒸发而产生干缩裂缝,养护期不应少于14天。用湿麻袋或塑料薄膜覆盖面板,防止水分散失并保护已浇混凝土不被雨水冲刷和烈日曝晒,使混凝土在充分潮湿环境下硬化,达到保温润湿养护。 ㈡质量保证措施在施工过程中,必须严格控制好混凝土浇筑质量,采取切实有效的防护措施,避免面板产生裂缝,从各道工序严格控制,确保混凝土外美内实。 一是加强原材料的检测工作,水泥等厂供材料必须有出厂合格证并控制其质量规格符合施工要求。对砂、石料等地材进行试验,严格控制各项指标符合规范要求。二是坚持施工过程中的检验制度,对每批混凝土均进行坍落度试验并填写记录,混凝土强度试验的频数、试件组数要符合规定要求。三是严把模板质量关。模板现场安装应牢固、接缝密贴平整,选用有利于混凝土外观质量的脱模剂,并在涂刷时保证均匀、不流不滴。四是混凝土浇筑时保证其和易性满足结构尺寸要求和混凝土振捣要求以保证其外观质量,振捣时遵循快插慢拔、不过不欠的原则。能一次浇筑的尽量保证一次灌完,需设置施工缝时应做好接茬处理,保证接茬平顺,并在续浇时进行接茬处理。五是入仓混凝土坍落度要适当(30毫米~40毫米),坍落度过大,混凝土脱模后有流淌、鼓肚现象,坍落度过小,混凝土沿溜槽下滑较差,且有骨料分离现象,脱模后混凝土有麻面。 ㈢进度保证措施由于堤防治理工程施工场地均位于河道内,施工黄金期有限,为保证工程质量和工期要求,采取以下进度保证措施。 一是加强施工期原材料备存工作;二是加强设备及人员投入,一般采用两套滑模和三套侧模连续浇筑施工;三是面板施工前业主组织建设四方进行工程技术交底和施工方案讨论会,施工期间抽调有经验的技术骨干和熟练技术工人进行指导和实际操作,及时对面板施工中出现的经验和问题进行总结和改进。 四、堤防滑模施工与固定模板对比 ㈠施工进度对比 在堤防工程施工中,以施工队备有两套模具为例,每套模具配备工人12名,其中拉模2人、振捣2人、运料2人、浇筑6人,一个工作日浇筑4档,每档5米,迎水坡斜长8米,混凝土平均厚22.5厘米,浇筑混凝土36立方米。同样人数、相同工作时间,12个工人一个工作日采用固定模板浇筑堤防护坡面板混凝土一般在20立方米左右。 ㈡施工质量对比 采用滑模施工现浇混凝土护坡整体性好、强度高、坡面平整度好,人工收面能随模板上升,及时操作,质量有保证。而固定模板护坡,模板架设较为困难,且因模板拼接的错缝,平整度较差,加之振捣收面较为困难,极易形成蜂窝麻面。 |
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