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在购买混凝土相关原材料的时候,要注意两个方面。一是应当根据工程的实际情况,选择适合工程的材料。不同的土木工程,对混凝土的体积、承载力的要求都是大不相同的,混凝土的特性也是不同的。举例来说:桥梁的大体积混凝土和高层建筑的混凝土所要选择的混凝土类型就有很大的差别。混凝土的性能直接取决于材料,所以在购置原材料的时候一定要注意工程本身的需求。除此之外,还应当注意在选购原材料的时候选择质量和信誉有保障的正规厂家,避免在采购环节就出现质量隐患。上述原则是对于选择骨料和水泥等的要求,对于水来说,很多施工单位都不注意,认为水都是一样的,其实这种观念是错误的,不同地区的水质是不同的,水也有酸碱性等性能上的差异,在选择水之前必须要进行细致的检验工作。除了骨料和水,必要时还要根据工程的需要购置一些外加剂。
1.2注意混凝土材料及混凝土的运输
原料的运输一般来说没有特别的要求,但是一定要注意尽可能地减少运输时间和减少振动,因为不断地颠簸很可能就会使混凝土的性能发生改变。运输时还应当特别注意的就是在阴雨天气下的运输是需要做好防雨工作的,否则,如果运输的是原材料,就会影响其性能,直接变成不能使用的材料;如果是混凝土的话,将会直接影响其混合料的配比要求。
1.3进行混凝土的配置
混凝土的配置并不是简单地将所有的材料堆放在一起进行搅拌即可,各种材料的比例和放置是有顺序的。当然这个顺序也不是固定的,是要根据当天的气候状况、施工进度等等外部的因素决定的。在配置混凝土的过程中,必须严格按照前期的相关实验数据进行,特别是水量的控制一定要精确,结合当天的天气来对水量进行控制。例如:在非常炎热的夏天,要考虑到水蒸发的作用,要适当地多放一些水,而在冬季还要防止水凝固成冰,要不断地搅拌。
1.4做好前期的其他准备工作
除了混凝土材料的购置、运输与配置外,还应当做好其他的一些前期准备工作。举例来说:很多桥梁的施工工程是需要大体积混凝土的,这些大体积混凝土往往需要多层浇筑,前期就要把场地清理干净,也要观察上一个处理环节是否已经完成。要对相关的隐蔽工程进行验收处理,也要确保模板支撑体系的牢固。最为重要的一点是一定要做安装好温度的测量工具,能够实时地了解混凝土的温度情况。
2土木工程混凝土施工相关技术分析
在施工中,也有很多的要点需要注意。要点有很多,文章拘于篇幅问题不可能一一罗列,在这里仅将重要的几个点进行阐述。首先,就是温度的控制。在前期的准备工作已经准备了测温管,但是还应当了解混凝土发热的原理来进行针对性的处理。混凝土的内部热量绝大部分是由水泥造成的,水泥遇水会发生反应,会放出大量的热量。那么在某些工期比较紧,天气比较炎热的情况下,混凝土的配置和浇筑尽量选择在太阳落山以后,或者尽可能选择一些水热化较低的混凝土类型,例如:硅酸盐水泥制成的混凝土。而在寒冷的冬天,则需要进行相关的保温措施,因为混凝土表面的迅速凝结会使内外的压力不尽相同,成型以后会造成裂缝的出现。其次,在浇筑时应当注意一些要点。第一,应当严格按照既定的工序来进行浇筑活动,即先自然流淌、水平分层;进而斜向分段;最后一次到顶。在配置的时候可以加水调整,但是在浇筑的过程中,严禁随意地向混凝土中间加水,这样会造成离析等现象的出现,严重降低混凝土的强度。第二,在分层浇筑的时候一定要确定之前浇筑的一层是否已经被覆盖,并且要对两次浇筑之间的时间间隔进行把握,防止裂缝的出现。第三,混凝土的振捣工作应当对不同部位进行多次振捣,振捣的位置和强度都应当有具体的要求。
2、工民建中大体积混凝土施工技术控制要点
2.1施工原材料的控制要点
施工原材料质量是否存在缺陷决定了大体积混凝土工程的整体施工质量,所以本文认为施工单位一般需要通过对水泥、骨料、粉煤灰等方面的控制,来确保大体积混凝土施工技术应用实践中不会因原材料质量缺陷,对工民建的整体建设质量与使用性能产生过大的影响。首先,大体积混凝土施工技术实践中混凝土抗裂性能,决定了混凝土产品质量能否在最大程度上满足大体积混凝土施工技术要求,所以设计人员与工程技术人员要结合大体积混凝土工程实际需求来合理选择水泥,所以工民建中一般都会选用低热矿渣水泥等强度较高的水泥产品,并且通过合理添加适量的粉煤灰来进一步提高混凝土产品的抗裂性能。大体积混凝土原材料选择中技术人员要确定其抗磨性能、抗腐蚀性能以及抗冻作用可以满足标准要求,例如,硅脂盐酸水泥在工程实践中可以进一步提高大体积混凝土的整体性能。再者,工民建中大体积混凝土施工技术实践中对其结构的紧密度有着严格要求,所以本文认为施工单位可以通过对混凝土骨料的控制来达成这一目标,例如,技术人员要确定骨料的干净、整洁、不含腐蚀性杂质,并且要选择半径可以达到相关标准的碎石作为骨料,并要将骨料中砂子的含泥量控制在3%以下才能满足其要求。
2.2施工技术控制要点
本文认为建筑企业可以通过以下几个方面来对大体积混凝土施工技术进行控制:
(1)钢筋的配置。
由于大体积混凝土结构在质量不均匀或温差较大时容易降低自身抗压能力,会导致大体积混凝土结构在使用阶段发生局部的形变或断裂等,所以在大体积混凝土施工技术应用中要结合工程实际需求来合理配置钢筋,这样可以有效提高整个大体积混凝土结构的抗拉能力来对混凝土自身的负荷进行改善,所以要求设计人员要基于大体积混凝土结构这一自身特点来制定钢筋配置方案,结合大体积混凝土结构的体积大小来合理化配筋率,并要避免大体积混凝土结构在施工阶段因配筋率不足而产生裂缝。
(2)浇筑技术。
工民建中大体积混凝土的浇筑施工对其整体质量控制有着极大影响,所以要求建筑企业在大体积混凝土工程实践中要遵循墙、柱、梁、板的浇筑施工顺序,技术人员要确保混凝土的配比完全按照实验室给出的配比进行生产,在提高混凝土可泵性的同时要通过控制水泥用量来降低其水化热现象的发生。大体积混凝土第一次浇筑施工结束后要确保其质量才能继续进行二次浇筑施工,并且要通过合理的技术措施来对二次浇筑施工过程中的环境温度进行有效控制,避免大体积混凝土结构在浇筑施工中因环境因素影响而发生裂缝问题,所以技术人员要将施工环境的温度控制在32℃以下才能进行二次浇筑。
(3)二次振捣与养护。
大体积混凝土结构浇筑施工结束后未凝固前要进行二次振捣,只有通过二次振捣才能进一步提高大体积混凝土结构的整体强度与综合性能,这对避免工民建中大体积混凝土工程产生裂缝问题有着重要的作用,所以技术人员要通过对二次振捣时间的控制来提高其振捣施工质量,一般都是以混凝土结构凝固前1h左右进行二次振捣最为适宜。本文认为工民建中大体积混凝土工程的养护施工质量,会对大体积混凝土结构的整体强度与使用性能产生极大影响,所以施工人员要通过对环境因素、大体积混凝土结构浇水养护的质量控制工作,来确保大体积混凝土结构的整体质量可以满足工民建的整体质量要求。
1前言
无粘结预应力是后张预应力混凝土的一种新的施工工艺,其做法在预应力丝束表面涂防腐涂料并用塑料管包裹后,如同普通钢筋-预先铺设在支好的模板内,然后浇筑混凝土,待达到强度后进行张锚固。由于其具有无需留孔与灌浆、孔道摩擦力小、预应力筋易形成跨度曲线、施工简便等优点,近年来得以推广并广泛应用,但其技术量高、专业性强、施工中如果质量控制不严,易造成结构隐患,影响结构安全,在施工中应采取质量控制措施。
2工程概况
某出版基地科技文化活动中心-康乐中心,康乐中心共三层,一层层高5m,二层4.5m,三层6m,局部4.5m和7m。建筑物最高点19.1m,室外地坪最低标高-0.6m。康乐中心建筑物长度88.15m,宽度48.575m。各层建筑面积分别为:一层2840.81m2,二层2249.57m2,三层2593.5m2,单项工程建筑面积7880.92m2。其屋面设有4根24m跨无粘结预应力大梁,为本工程特殊结构部位。
3无粘结预应力屋面大梁施工
3.1施工前的准备工作
图纸会审和技术交底:在施工前组织各级技术人员审图对关键部位放出大样图,发现问题及时与设计者协商解决。
严格拉制所用材料:钢绞线、锚具进场后要检查与货同行的产品标牌、合格证、厂家出具的物理性能证明书或产品质量检验报告。对钢绞线进行外观检查,不得有接头或死弯,油脂饱满均匀,不漏涂、护套圆整光滑,松紧适当。预应力筋的表面如有破损,必须及时用塑料胶带纸修补,外观检查必须逐盘进行。同时钢绞线及水泥要进场后抽样送试。
张拉设备与压力表:使用前应由计量部门配套检测是否合格,并提供相应拉力对照表。
3.2屋面大梁施工
康乐中心屋面结构层,纵向17轴、19轴的C轴至J轴线段,横向G轴、E轴的15至21轴线段设计为无粘结预应力屋面大梁,共四根,呈井字状布置。跨度24m,截面尺寸宽500mm,高1350mm,C40砼。除配设普通钢筋外,另配设8根单束φs15.2钢铰线作为预应力主筋,呈抛物线布置,一端作固定端,一端作张拉端,大梁与柱为刚结点。
3.2.1施工顺序
施工中采用如下的施工顺序:搭设大梁、板支撑架铺大梁底模绑扎大梁普通钢筋和敷设无粘结预应力筋固定端附加螺旋钢筋、安装锚板及夹具张拉端附加钢筋网片、安装锚垫板支次梁底模、扎次梁钢筋支大梁侧模、次梁侧模、板底模绑扎屋面板钢筋浇捣梁板砼大梁砼达到75%设计强度后,张拉钢铰线建立预应力张拉端锚板、锚具防腐处理、浇砼封闭张拉端预留张拉口处砼后浇封闭模板拆除。
3.2.2屋面大梁支撑及模板施工
支模体系:双立杆钢管、双扣件支模架体系。双立杆纵横间距不大于800mm,水平横杆间距不大于1200mm,支撑架体纵、横向均开设剪刀撑。梁底受力杆为8号槽钢。
模板材料:为确保模板自身刚度,梁底、侧模均采用20mm厚钢框竹胶合板。
特殊措施:梁底模起拱3‰L,梁底中部加设双立杆顶撑,梁两侧模板设置3道直径16、间距600mm的对拉螺杆。立杆底部带钢垫板,一、二层楼板顶撑保留不拆除并垂直对应,使大梁梁板砼及支撑架的重量直接传至地面。屋面梁板砼浇筑时,派专人看模,发现异常情况,停止砼浇筑,待加固支撑体系后再施工。
3.2.3屋面大梁无粘结预应力钢铰线施工
采用挤塑涂层工艺生产的1×7,直径为15.2的标准型钢铰线,强度级别为1860Mpa。钢铰线的下料长度及下料方法:下料长度按钢铰线一端张拉L=L0+2(L1+100)+L2+L3公式计算。L0为构件内孔道长度,L1为夹片式工作锚厚度,L2为穿心式千斤顶长度,L3为夹片式工具锚厚度。经计算,17轴线、19轴线梁钢铰线下料长度为25.6m,E轴线、G轴线梁下料长度为25.8m。因钢铰线盘重大,盘卷小,弹力大,采用简易铁笼,将钢铰线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出,丈量长度后,采用砂轮切割机断料。
钢铰线铺设与固定:在大梁底部普通钢筋铺设后进行,采用人工穿束铺设。先临时固定在模板支撑体系的横杆上,待普通钢筋箍筋绑扎后,根据设计图纸确定的抛物线状标记出钢铰线每距1m的高度位置,用直径14的钢筋点焊固定在箍筋上,作为钢胶线就位的支杆。复核支杆高度无误后逐步拆除临时支杆,使其就位。并按设计给定的水平位置将8根单束钢铰线排列均匀,用8号铁丝绑牢。对预应力筋和普通钢筋分别隐蔽验收。
3.2.4钢铰线锚固端、张拉端的特殊处理
17、19轴线预应力大梁钢铰线张拉端考虑设在C轴柱顶外侧端,固定端则直接锚入J轴柱梁端顶部内。E、G轴大梁钢铰线张拉端考虑设在21轴柱梁端固定端则直接锚入15轴柱梁端内。
钢铰线锚固端的特殊构造处理:钢铰线锚固端处按单根套设直径8mm的螺旋钢筋,螺旋钢筋圈数5圈以上。单孔钢锚垫板设4根螺纹直径14mm的锚筋,锚筋长度大于140mm,直接点焊固定在柱、梁钢筋上。钢铰线末端穿过锚板孔口后,采用单孔15-1P夹片式锚具固定。
钢铰线张拉端的特殊构造处理:钢铰线张拉端处按设计增设5片直径10mm,间距50~80mm的钢筋网片,钢筋网片与柱梁钢筋点焊固定。8根单束钢铰线按设计设二块锚垫板,锚垫板采用Q235材质,厚度14mm,长宽按设计尺寸。锚垫板设直径16的螺纹锚脚,钢筋长度大于160mm。锚脚点焊固定于柱梁钢筋上,并固定于端部模板上,确保锚板位置正确,平整无误。张拉端的钢铰线通过锚板孔,甩头长度确保大于穿心式千斤顶的长度,以便张拉。
3.2.5大梁砼浇捣
大梁分三层浇捣,每层分别浇捣密实,特别是锚固端及张拉端部砼必须仔细浇捣,确保密实。大梁一次连续浇捣成型,没有水平、垂直施工缝。大梁浇捣沉实1小时后再浇板砼,以免出现裂缝。为提早张拉时间,大梁砼强度宜提高一级,按C50砼浇捣。
3.2.6锚具
固定端采用单孔15-1P夹片式锚具,张拉端采用单孔15-1夹片式锚具。锚具锚环采用45号钢,调直热处理硬度HRC32-35。夹片采用20Cr钢,表面热处理后的齿面硬度为HRC60-62。
3.2.7无粘结预应力张拉施工
预应力张拉准备工作:砼浇捣时预留试块,按现场同条件养护,试压检验砼强度达到设计强度75%以上时,才进行张拉。张拉端预埋垫块与锚具接触处的焊渣、砼残渣等清理干净。准备四台穿心式YC20D千斤顶,四台ZB0.8-500电动油泵。未张拉前,模板及支撑系统不得拆除。
张拉方法及顺序:采取一端张拉,双控方法(即控制张拉应力、控制张拉伸长值),分束分批建立预应力。因四根梁呈井字布置,考虑张拉应力平衡,每根梁端设一套张拉机具,四根大梁同步分束建立预应力。
张拉程序:因钢铰线为曲线布置,以0.2Pj级载量初始伸长值,Pj级或1.03Pj级为伸长终点值。本工程张拉程序征求设计单位意见,取其中一种与设计松驰应力相吻合的张拉程序。为便于同步建立预应力和便于校核张拉伸长值,实行分级加载,中间增加一级0.6Pj载级。
张拉最大控制应力:最大张拉应力бcon不大于规范和设计要求的75%fPtk,即最大张拉力бcon=0.75×fPtk×AP=0.75×1860×139=19.3905kN。最大张拉力由千斤顶与电动油泵配套标定的压力读数表控制。
伸长值校核:按直线段、曲线段分别计算伸长值后叠加,大梁钢铰线理论伸长值初步计算为180mm。考虑钢铰线为曲线布置,以0.2Pj级载量伸长起点值,以0.6Pj级载量伸长中间值,以1.0Pj或1.03Pj时量伸长终点值。
张拉端锚固区处理:张拉端锚固后,将多余的钢铰线采用手提式砂轮切割机切除,外露长度不少于300mm,并清除锚板及锚具上的油污、杂物,涂刷防锈漆后,采用C40膨胀砼封闭。
张拉端区预留板孔处理:将张拉端锚固处理后,对预先为方便张拉留设的板孔洞支模,按施工缝处理后,后浇C30膨胀砼封闭。
3.3预应力张拉准备工作中应注意的问题
预应力张拉前,对从事张拉工作的人员进行专门的技术培训和全生产教育,操作人员必须熟记张拉程序和机械操作规程,熟悉机性能,并进行以下工作。
3.3.1所有用于预应力的千斤顶应是专为采用的预应力系统所设计,经国家认定的技术监督部门认证的产品。
3.3.2千斤顶的精度应在使用前校准。千斤顶一般使用超过6个月或200次,或在使用过程中出现不正常现象时应重新校准。测力环或测计应至少每2个月进行重新校准,并使监理工程师认可。任何时候工地测出的预应力钢绞线延伸量有差异时,千斤顶应进行再校准。
3.3.3用于测力的千斤顶的压力表,其精度应不低于1.5级。校正千顶用的测力环或测力计应有±2%的读数精度。压力表读盘直径应小于15mm。每个压力表应能直接读出以“kN”为单位的数值或伴一换算表可以将读数换算为“kN”。压力表应具有大致两倍于工作力的总压力容量,被量测的压力荷载应在压力表总容量的1/4~4范围内,除非在量程范围建立了精确的标定关系。压力表应设于作者肉眼可见的2mm距离以内,使无视觉差能够获得稳定和不受动的读数。每台千斤顶及压力表应视为一个单元且同时校准,以确张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
3.3.4张拉前根据钢绞线的强度、拉力和弹性模量值计算出每束(根)绞线的初始拉力、控制拉力和超张拉力下的伸长值,作为施工时的拉伸长值控制指标。
3.3.5无论是进行预应力张拉,还是进行孔道压浆,事先在操作部位两端用钢板设置屏障,用缆绳隔离并设置明显警示标志,操作期间禁任何非施工人员进入施工现场,操作人员也严禁将身体直接对准道部位。
4结束语
通过对无粘结预应力混凝土工程质量施工过程各个环节的控制,出版基地科技文化活动中心-康乐中心的施工质量得到了很好的效果。实践证明,只要强化管理、精心施工,在技术上严格把关,操作上严格按照工艺要求去施工,无粘结预应力混凝土就会达到预期的效果,杜绝质量隐患的发生。
参考文献:
[1]蔡鸿飞.无粘结预应力混凝土大梁的施工实例.建筑技术开发,2004-09:43~44.
[2]陈庆波.大跨度、大体积无粘结预应力梁施工质量控制技术.广西城镇建设,2006-10:19~21.
2填充工艺
2.1准备工作
完成体系转换。当拱轴线线型调整检查合格后,即可对各个钢管拱肋拼装节段进行体系转换施工。各个钢管拱肋拼装节段体系转换主要包括:
(1)完成各个接头的焊接(从拱顶往拱脚方向对称进行焊接);
(2)完成拱肋接头焊接后,将拱脚弦管与拱脚预埋管焊接,将上、下弦管与预埋管焊牢,使铰接初步固结。
2.2施工阶段
2.2.1下层系杆张拉。钢管拱节段体系转换完成后,完成下层系杆第一次张拉,张拉力由监控单位提供。张拉系杆前,三角区所有横梁预应力和三角区纵向预应力均必须张拉压浆完成。
2.2.2配合比设计。本桥设计要求管内顶升灌注混凝土C50微膨胀混凝土。根据现场实际施工条件,如法兰处管径变小、顶升高度较高,距离较长等诸多因素,致使顶升灌注混凝土施工难度大,因此,对顶升灌注泵送混凝土配合比必须达到如下要求:
(1)具有良好的可泵性,即塌落度大(入泵22~26cm)、和易性好、流动性高(扩展度55~65cm)、不泌水、不离析、自密性好;
(2)具有补偿收缩性,微膨胀,水中养护14天的最小限制膨胀率≥2.5×10-4;
(3)初凝时间大于16小时,终凝时间大于18小时;
(4)胶凝材料最少用量不得小于350kg/m3,水胶比不宜大于0.5。
2.2.3出浆孔、出气孔、灌注孔以及出渣孔的布置:
(1)出浆孔:在每根钢管拱拱顶处开一个Φ125mm的孔,孔周铁板加强处理,并外函一节内径为125mm钢管(壁厚6mm,长150cm),钢管竖直向上,用于排气出浆孔;
(2)出气孔:为了确保压注混凝土流动顺利,方便观察管内混凝土流动进展情况,沿钢管轴线方向的上方每隔15~20m设置一个Φ50mm钢管出气孔。当出气孔冒混凝土时,马上用钢板焊接盖住封闭出气孔,防止出气孔外流混凝土泄压;
(3)灌注孔:下弦管灌注孔设在离拱脚约1.5m处的钢管侧面,以方便接泵管。灌注孔外接一节混凝土输送泵管,输送泵管与钢管焊接固定,同时保证钢管轴线呈30°~50°夹角。上弦管灌注孔设在离拱脚约2.5m处的钢管顶部,同样外接一节混凝土输送泵管,与钢管轴线的焊接固定角度同下弦管。灌注孔与输送泵管管路之间设置安装一个M125截止阀;
(4)临时出渣孔:在拱肋底部设置临时出渣孔,尺寸和结构同排气孔,便于清水和渣物流出。以上开孔,均必须在合拢前开好。
2.2.4焊接质量和钢管拱线形监测。钢管拱钢管混凝土灌注前,必须对钢管拱肋各个拼装节段的焊接接头进行细致检查、检测,确保焊缝满足设计规范要求。同时对钢管拱高程、轴线进行测量,并记录好数据,作为对拱肋在混凝土灌注过程中线形变化的基础数据。
2.3混凝土供应和混凝土输送泵选用
首先,混凝土输送泵的额定泵送能力应不小于灌注速率或实际混凝土供应量的2倍;输送泵的额定压力须满足最大泵送压力,即静压力和泵送压力叠加之和。其次,混凝土输送泵的泵送高度应大于1.5倍的灌注高度(即拱脚至拱顶的高度)。秋湖里大桥要求输送泵的额定扬程大于60m。根据以上要求,选择HBT60-16-90S(最大理论垂直输送距离270m,最大理论水平输送距离1200)拖式混凝土高压输送泵,分配阀为S形摆管阀,最大理论输出量60m3/h,出口处最大压力为16MPa,电机功率为90kW,4#和5#墩上、下游附近各布置1台HBT60-16-90S输送泵。在钢管拱混凝土灌注前,混凝土搅拌站和混凝土输送泵进行联动试车,确保所有拌和输送设备正常运行。
2.4钢管混凝土灌注
2.4.1湿润输送泵管。混凝土输送泵管接通后,先全程泵送通清水,一方面利用清水湿润所有的输送泵管,另一方面检查输送泵管工作是否正常、泵管接头处是否有渗漏的情况。
2.4.2泵送水泥砂浆。混凝土从进料管出来后,在重力作用下填充管口以下的空腔直至淹没进料管口,以后混凝土在泵送压力下向上流动,此时粗骨料先下落,所以泵送混凝土前首先泵送1m3高强度水泥砂浆(即将混凝土配合比中石子扣除),以免粗骨料反弹以及接头处混凝土质量差,同时砂浆还可在泵送过程中起到管壁的作用。混凝土填充灌注接近完成时,利用混凝土将砂浆排除钢管之外。
2.4.3填充灌注混凝土。在开始压注前,将截止阀挡板抽出,在挡板两侧涂满黄油,再将挡板插入阀中但不穿入泵管内,以便压注后挡板能顺利插入混凝土中起到止浆作用。待焊缝冷却后压注少量混凝土通过压注口,继续压注混凝土直至拱顶。水泥砂浆的目的是减小混凝土与管壁之间的摩擦力。压注过程中,根据排气孔观察到的情况随时补浆。压注过程中通过调整控制两岸混凝土输送泵的泵送速度,确保压注均匀、对称,并通过锤击钢管管壁辨别管内是否空心的方法了解混凝土压注的高度,以此凭据调整混凝土的压注速度,控制两岸混凝土压注进度对称。当混凝土压注至接近拱顶面时,严格控制压注速度,以防止混凝土超过拱顶截面引起钢管拱振动。混凝土到达拱顶时,通过交替泵送两岸混凝土将砂浆从拱顶出浆孔排除,待出浆孔有混凝土溢出后,利用钢筋出浆管内的混凝土,将气体和浮浆排出,直至良好的正常混凝土从出浆管溢出,两岸输送泵停止泵送,稳压2分钟,并关闭压注管处的阀门且不得漏浆,防止混凝土回流。拆除输送泵接头,接通下一根钢管填充灌注的泵管路,开始填充灌注下一根钢管。如此循环。每次一个循环灌注完成时,钢管内混凝土均不得初凝。进行下一次钢管混凝土填充灌注前,对前一次灌注混凝土强度进行检测,确保前一次混凝土达到设计要求。
2.5出浆孔、灌注孔填充灌注后的处理
待钢管混凝土填充灌注完成并混凝土终凝后,割掉灌注用的泵管和出浆管,并用原开孔保留的钢板进行封闭焊接,并在表面进行防腐涂装处理,以防雨水进入。
2煤矿矿井开拓技术改造以及巷道布置改进途径
2.1矿井实施集中化的生产矿井管理
对煤矿矿井的井田范围进行持续调整和扩大,或者实施井口合并处理,可以从根本上改变煤矿矿区不同生产矿井的具体布置。提高矿井产量,并实现良好的技术经济效果。我们应该针对生产矿井实施科学集中管理,进而缩短施工生产战线,减少巷道开拓数量以及工程维护工作量,减少占地面积,有效适应不断变化的矿井生产需要。
2.2促进工作面长度选择的科学化
在进行煤矿矿井开拓工作和巷道布置工作时,一般需要对工作面长度进行科学选择,减少巷道工程量。通过这种方式能够促进回采工作面单产的提高,同时实现煤矿采区集中生产。在具体工作中,工作面长度的选择应该在综合考虑矿井具体条件以及生产时间的基础上进行,并从长远角度考虑矿井的发展方向,为煤矿矿井开拓工作和采区巷道布置工作的开展提供科学依据。
2.3矿井对采区巷道进行联合布置
在开采煤层群的过程中,我们可以对煤矿的采区巷道进行联合布置,促进煤矿储量的增加,促进采区服务年限的增加,并推动生产工作面数量的增多,提升煤矿采区的实际生产能力,达到减少矿井内同时生产煤矿采区数量的目的。
1.1设计思路
对大面积混凝土进行浇筑时应对裂缝控制进行设计方能使得混凝土的裂缝数量减少。根据混凝土的温度应力和混凝土长度呈现非线性关系的特点,且混凝土随时间和温差的变化具有较大的收缩变形特点,将混凝土伸缩缝布置在垂直方向上,具体施工方案为将混凝土分块浇筑,每一块称为一仓,浇筑时采用跳仓处理。采用此法浇筑可释放混凝土内部应力,待混凝土应力释放后再将结构浇筑成整体,采用这种方法可称为“先放后抗,抗防兼施,以抗为主”[1-3]的施工原则。
1.2跳仓间距
根据混凝土筏板基础的平均伸缩间距计算公式和展览馆的基础尺寸将跳仓间距设置为17m,根据结构垂直缝进行分仓,因此将整体结构分为30个网格。
2混凝土施工工艺
混凝土浇筑时按照网格的编号进行跳仓浇筑,每仓浇筑应一次性成型,并且相邻混凝土浇筑时间间隔不得小于7天。
2.1混凝土工程
混凝土施工过程中用水量和水泥用量越大则收缩变形也越大,并且收缩变形延续时间也较长。因此在配置筏板基础和地面工程混凝土时可以采用0.43的水灰比,减少由于混凝土收缩变形而产生的裂缝。在配制抗折性能混凝土时可掺入FDN减水剂,在混凝土中掺入水泥用量的0.75%的减水剂可明显改善混凝土的和易性和减少混凝土用水量,极大程度降低混凝土出现裂缝的可能。拌制混凝土时采用中砂和粗砂可明显降低混凝土用水量[4],如采用细度模数2.79,粒径0.38的砂比采用细度模数2.12,粒径0.33的细砂,每立方米混凝土拌合用水减少20~25kg,同时也可降低水泥用量,即减少28~35kg。若采用细砂进行施工时可加大减水剂的用量避免增加用水量,减小混凝土收缩变形的程度。混凝土配合比设计时也可掺入适量粉煤灰进行搅拌[5],掺入粉煤灰后的混凝土尽管早期强度增长较慢但是发生水化反应时变形小,并且变形时是以膨胀的形式散发能量和水泥相反,这对混凝土而言是有益的,同时加入粉煤灰后可改善混凝土的和易性也可做到减少用水量的目的。
2.2主要技术措施
(1)混凝土搅拌。混凝土搅拌应在室内或棚内进行搅拌以免阳光直射温度过高使拌合物内水分散失,原材料仓库应保持通风散热以免混凝土浇筑后昼夜温差较大使混凝土产生可避免裂缝。混凝土用搅拌机应2小时清洗一次,输送管道外部应铺盖稻草并洒水降温。(2)坍落度。混凝土坍落度应稳定在12.2cm左右,混凝土浇筑前应对混凝土进行适配,确定混凝土的坍落度和入模温度。浇筑时应每1小时对混凝土进行坍落度测试,待混凝土坍落度稳定后每2~4小时进行测定。对混凝土入模温度测试应保证每台班不少于2次。
2.3振捣入模后
首先采用插入式振捣器进行振捣,继而采用振捣梁进行振捣至结构表面,最后采用提浆滚碾压平整。浇筑完毕后采用覆膜养护洒水养护7d以上。覆膜后根据天气情况加强保水措施,以防混凝土失水过快出现早期裂缝。对混凝土进行加强养护保证混凝土完全发生水化反应保证混凝土强度满足设计要求。当养护温度相同时、养护龄期相同时,对混凝土进行湿养护可使混凝土强度达到最高。混凝土浇筑后由于水化反应产生大量水化热进行湿养护可降低水化热带来的温度增长,并且延缓混凝土温度增长,使温度增长速率降低,并且可减小混凝土后期的强度损失[6]。
3施工控制措施
3.1搅拌站施工技术
(1)搅拌站应严格根据配合比设计配置混凝土,在施工过程中可根据现场混凝土情况调整配合比以保证混凝土具有较好的和易性和强度。(2)混凝土搅拌后应及时进行坍落度测试,并且观察混凝土情况,判断是否出现离析和分层等,对不满足情况的混凝土禁止出厂。(3)混凝土运输至施工现场后浇筑前也应进行坍落度测试,运输至施工现场的混凝土坍落度应控制在160~180mm,并且观察混凝土的和易性,如出现离析等不满足施工要求的混凝土应坚决退场处理。(4)振捣过程中应避免欠振、漏振和过振,以振捣时间和混凝土表面情况确定是否满足施工要求。(5)混凝土浇筑完毕抹平后进行覆膜养护至指定龄期,并且保证混凝土处于潮湿状态进行养护。
3.2表面防裂施工技术要点
(1)由于混凝土振捣后上部有较厚浮浆,容易导致混凝土表面出现裂缝。因此在进行最上层混凝土浇筑时应控制振捣时间,以免浮浆较厚产生裂缝。(2)水泥水化反应产生的热量会使混凝土内部产生较多裂缝,同时混凝土所处环境温度也会影响混凝土裂缝的产生和发展。振捣后采用括尺将混凝土表面的浮浆刮去,并且根据施工技术人员设定的标高点经混凝土表面拍平整。在混凝土达到初凝前进行二次抹光。(3)在混凝土凝固施工期间禁止在未干混凝土表面上行走,以免对混凝土造成破坏。
4现场监测与分析
浇筑后应根据结构的不同尺寸和形状、厚度等,应在结构表面布置温度监测器,对混凝土温度进行实时监测,对混凝土表面温度进行记录。根据大体积混凝土和大面积混凝土升温快,后期降温也快的特点,根据温度收缩应力将温度监测时间定位30d。对大面积混凝土结构采用“分块跳仓浇筑无缝施工技术”不仅可以达到结构整体性,而且可以使得混凝土具有足够强度避免裂缝产生。具有较好的经济价值和实用价值,通过跳仓施工既可以缩短工期又可以保证施工要求,实现混凝土的高性能化。
2钢管混凝土叠合柱施工技术
2.1钢管立柱安装技术工程中叠合柱的钢结构包括东、西2座塔楼地下4层至地上22层的16根660mm和780mm的圆形钢管以及南裙房地下2层至地上1层的6根边长900mm的方形钢管。钢管柱安装具体的工艺流程为:底板预埋柱脚钢管立柱定位吊装前准备工作(构件中心及标高标识、检查吊装设备工具、资料报验)钢管柱安装校正钢管柱验收。东、西塔楼的钢管柱按层分节,最大分节质量为2.8t,采用C6024塔式起重机吊装,臂长为60m,最大吊重为12t。南裙楼地下2层第1节和第2节钢管分别重9.8t和8.6t,采用80t汽车式起重机在栈桥上吊装。1层第3节钢管叠合柱重15.52t,采用50t汽车式起重机(8m幅度/最大15.6t)就近吊装,对汽车式起重机行走路线进行加固处理。所有钢管构件及配件均在专业工厂加工制作,再运输至现场安装。钢柱吊点设置在顶部,采用4根钢丝绳进行吊装。吊装前对焊接结合面进行包装保护,并对预埋件进行复测。首节钢柱吊装完毕后,通过垫铁组调节钢柱标高及垂直度,并及时对柱脚进行焊接及二次灌浆,灌浆混凝土为C60无收缩细石混凝土,厚度为50mm,如图6所示。在首节钢柱校正焊接完成之后才可继续向上安装上节钢柱。首节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范允许值以内,在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理,逐节进行纠偏,避免造成累积误差过大。钢柱上、下节之间采用临时连接耳板连接。钢柱吊装就位后,先调整轴线、标高,再调整扭转,最后调整垂直度。钢柱校正时,需考虑预留钢柱焊接收缩量。工程中钢管柱材质为Q345B,壁厚16~46mm,焊接质量等级为C级,焊缝等级为全熔透一级。
2.2钢管外钢筋及节点域钢筋施工技术钢管立柱安装好之后绑扎钢筋。绑扎前在钢管上定位好箍筋间距,箍筋面与主筋垂直绑扎,并保证箍筋弯钩在柱上四角相间布置。为防止柱筋在浇筑混凝土时偏位,在柱筋根部以及上、中、下部增设钢筋定位卡。钢筋接头按照50%错开相应距离,箍筋绑扎开口方向错开。叠合柱混凝土模板采用槽钢或钢管进行加固,本工程柱尺寸最大为1100mm×1360mm,支模高度最大6.05m。柱模板采用18mm厚胶合板,外挂竖楞为50mm×100mm木方,间距200mm,柱箍采用槽钢或钢管配合14对拉螺杆,竖向间距为400mm(首步离柱脚200mm),具体加固方法如图7所示。本工程中叠合柱节点采用穿筋节点。典型的节点如图8所示。立柱钢管在工厂加工时须按图纸要求留置穿筋孔。施工工艺流程为:梁底筋、面筋从下至上穿钢管孔、套筒接头连接梁箍筋绑扎穿梁腰筋绑扎梁底筋、腰筋、面筋拆梁钢筋支承架体。梁钢筋穿过钢管后不满足锚固长度要求时,在纵筋与穿孔管壁之间的缝隙应进行手工补焊。节点域钢筋绑扎好后现场施工如图9所示。
2.3钢管内、外及梁板混凝土浇筑技术叠合柱内的高强微膨胀混凝土采用汽车泵或塔式起重机配合浇筑。为了和下部混凝土更好连接,同时也为了避免浇筑混凝土时发生粗骨料弹跳现象,在浇筑前首先灌入约100mm厚的同强度等级水泥砂浆。管内混凝土浇筑时,采用导管下料,振捣棒直接振捣混凝土,每次振捣时间≥30s,确保一次浇筑高度≤2m。每节钢管内混凝土浇筑至距管口500mm。为防止混凝土在浇筑时因自由落体高度过大导致混凝土出现离析问题,保证混凝土能准确进入所需浇筑的区域,布料杆在其泵管出料口增加1道5m布料软管,软管出料口与管内混凝土距离始终保持在1m左右,既方便浇筑过程中对混凝土落点的控制又方便软管在混凝土连续浇筑的同时进行移动。为了实测混凝土浇筑时的温度,在钢管外壁开设钢筋孔洞,插入8钢筋,在钢筋上布置温度传感器。温度传感器通过布置在钢筋外侧的无线数据发射器将温度数据传输到测温设备中,实时测出管内混凝土的温度,如图10所示。由于叠合柱内混凝土强度等级与框架梁、板混凝土的等级不一样,因此在浇筑时需设置钢丝网片将两侧分开。对于同期施工的叠合柱,由于管外柱混凝土需等到管内混凝土、梁、结构楼板混凝土浇筑完成并达到一定强度等级后才能进行施工。对于不同期施工的叠合柱,管外混凝土需要达到设计要求的叠合比时方可浇筑。可见不论是同期施工还是不同期施工的叠合柱,管外混凝土均晚于管内和梁板混凝土的浇筑。因此,施工时预留121mm混凝土浇筑孔,钢管外混凝土采用预留浇筑孔浇筑,浇筑时利用振捣棒进行插捣,如图11所示。为确保钢管外混凝土节点域浇筑密实度,在节点域分别设置注浆孔和排浆孔,采用高压注浆技术对该部位进行补强。钢管内混凝土浇筑后,采用覆盖上部外露部分并浇水养护。管外混凝土浇筑后,采用覆盖塑料薄膜养护,柱脚用废旧模板进行保护。在冬期浇筑钢管内混凝土时,入管混凝土的温度应高于15℃。当室外气温低于5℃高于-10℃时,浇筑混凝土前应加热钢管并包裹覆盖。
1水利工程混凝土施工技术创新
1.1混凝土坝的应用
1.1.1利用新型的人工生产系统进行混凝土骨料的加工生产是目前混凝土坝施工中常用的生产方式,通过该施工技术,可以令混凝土坝整体强度得到有效提升,从而满足工程强度需求。
1.1.2利用大型搅拌设备进行混凝土的搅拌可以更好的提高混凝土性能,完善系统作业,这是目前我国水利工程混凝土技术达到国际水平的标志,并且这种方式能够有效提高混凝土的使用性能和强度性能。
1.1.3有效控制混凝土裂缝的产生。通过补偿收缩的方式降低裂缝的产生率,该技术主要利用在坝体的施工中,通过控制混凝土热胀冷缩,从而减少裂缝的出现。主要是控制混凝土结构温度,从而在混凝土表面形成混凝土保护膜。
1.1.4混凝土施工中目前应用效果最为显著的便是组合钢模板技术。施工中模板的使用不可或缺,但是由于模板使用成本较高,同时也对混凝土结构的美观度、质量度都有着很大的影响。尤其对于水利工程这种大型施工项目而言,组合钢模板的应用具有重要意义,不但能够满足混凝土结构质量的要求,同时不会影响混凝土结构的美观,组合钢模板在未来一定会不断的完善,应用也将更为广泛。
1.2变态混凝土的应用
这种混凝土施工技术是我国独创的施工技术,但是在实际的应用中取得了良好的效果,因此在水利施工领域得到了广泛的认可。相比较于其他混凝土,变态混凝土在层面结合方面并没有本质上的差异,但通过对其性能的改良,变态混凝土可以降低混凝土结合不良的问题,无论施工中,现场对混凝土质量要求如何变化,通过变态混凝土的利用都可以予以满足。同时该种混凝土的实用性相对较高,且具有一定的经济效果。这项技术是我国在原有混凝土施工技术的基础上加以改良的创新技术,随着该项技术在实践中不断得到完善,在未来必然会受到更加广泛的关注。
2水利工程混凝土施工特点
不同于普通混凝土施工,水利工程混凝土施工具有一定的技术独特性,与普通混凝土施工相比有着质的不同。首先在设计上,水利工程混凝土施工对于混凝土施工条件以及混凝土强度要求严格,要求混凝土结构在不同环境下满足不同的使用要求,达到不同的效果。对其施工技术特点进行总结主要包括以下几点:首先,水利工程项目施工周期长,时间跨度相对较大,因此混凝土施工的季节性相对较长。其次,由于混凝土施工是水利工程整体施工的主要内容,因此其施工周期相对较长,且工程量也相对较大。另外,由于混凝土施工技术会涉及多学科内容,且施工过程中容易受到外界环境和因素的干扰,因此其施工技术相对复杂。最后,由于混凝土本身特性,要求施工过程中必须严格控制温度,以保证混凝土结构质量。
3水利工程混凝土配料要求
3.1要求
配料质量直接影响着混凝土整体强度,因此在施工过程中首先需要保证配料符合混凝土设计要求,同时配料的和易性也需要满足混凝土的设计要求,即保证配料的粘聚性、流动性以及保水性等能够满足混凝土和易性要求。在施工中混凝土在流动的状态下能够均匀密实的填满模板,这种性能便是流动性,混凝土的流动性会直接影响结构质量能否满足设计要求,并且混凝土的坍落度也受到流动性的影响。除此之外,浇筑施工、振捣作业的难易、施工周期都会受到混凝土到场后其流动性的影响。流动性符合施工设计要求的混凝土能够满足施工质量保证需求,反之则会影响混凝土质量。而混凝土离析现象的发生是影响混凝土质量的关键因素,离析问题主要发生在浇筑和运输过程,而离析问题的最本质起因是由于混凝土粘聚性不良。产生离析的混凝土在入模后拌合物无法保持整体性,并且经过振捣其均匀性发生改变,混凝土混合料中骨料不受水泥包裹而向上走,水泥则下沉,导致表面只有骨料。另外,混凝土的密实度差、保水性差都会影响混凝土结构质量,降低混凝土的耐久度,其结构的使用寿命也必然会受到影响。
3.2预防裂缝
3.2.1配料应当严格遵守设计配合比进行,在建筑混凝土过程中严禁现场加水,并且应当合理地安排施工顺序。此外,为了防止产生薄弱部分,在建筑过程中,停留在交界面的时间不宜过长。为了防止相邻坝块之间过大的侧面和高差的暴露,在建筑混凝土时应当采用均匀上升、薄层以及短间歇的方法防止建筑过程的停歇。并且施工中也需采取以下必要措施:混凝土初凝后,二次抹面,清除积水以防产生早期干缩裂缝。混凝土拌合人员在混凝土坍落度选择时需及时联系工地现场技术人员,调整混凝土的配合比时要以构件截面大小、配筋疏密和施工振捣等因素作依据。坍落度在钢筋较密或构件截面较小时变大,在特殊的浇注部位如斜坡等时减小。3.2.2混凝土原料决定了混凝土品质,原料的品质以及配合比是决定混凝土力学、热学等性能的关键,科学合理的原料可以降低混凝土裂缝的产生,提高其抗裂、绝热能力。因此利用对混凝土水化热的控制可以有效减少混凝土结构内外温差。在实际应用中可以选择降低水泥用量以减少混凝土凝结过程中的水化热,或选择低热水泥。通过降低用水,加入外加剂提高混凝土和易性以及强度。此外加入适当的减缩剂以及膨胀剂可以降低材料膨胀系数,选用级配材质适宜的骨料可避免收缩过量产生的收缩裂缝。通过控制水灰比,可以有效降低强度离差系数,控制砂中含水率,也可以提高混凝土强度。结构强度的增强能够有效降低混凝土固结过程中各类裂缝的产生率。
4搅拌以及浇注需要注意事项
冬季混凝土的性能受到温度影响会有所下降,但是在实践中发现,只要令新拌和的混凝土还温,令其强度达到临界点,就可以降低冻害对混凝土的影响。通常使用的措施有:
4.1防冻剂的使用
在冬季混凝土施工为了保证混凝土材料性能通常会使用暖栅、电热法以及蒸汽法对其温度进行保证,但是相对于这些方式,添加防冻剂不但可以降低投资成本和设备维修养护费用,在能源消耗的降低方面也效果显著,是一种较为简单实用的措施。
4.2蓄热保温措施
蓄热保温是目前冬季水利施工中,混凝土施工应用最为广泛的措施。这是由于该种措施成本较低,且操作简单。主要将覆盖物覆盖到混凝土结构上,由此降低混凝土水泥水化热产生的温度的散失,从而保证混凝土入模后不会受到外界环境温度的影响。一般覆盖材料有岩棉被、塑料膜等,或用草袋、草帘、锯末、稻壳等来避免火灾。岩棉被或塑料膜是最好的选择,保温保水。
5结束语
通过上述分析可以看出,我国水利工程混凝土施工技术在实践中得到了完善发展,水利施工中,混凝土工程作为其最为核心的施工内容,对其施工技术的研究改进对推进我国水利建设事业的发展具有重要意义,同时也是对水利工程施工质量的有效加强。这就要求水利工程混凝土施工技术人员在实践工作中不断总结经验,以创新的思想开拓新的技术领域,更好的发展我国水利事业,令其发挥利国利民的作用。
作者:吴占森 单位:黑龙江省水利水电集团第二工程有限公司
参考文献
(1)混凝土原材料选择。大体积混凝土施工中所需要使用的水泥水一般选择低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,要求其化热较低,且不超过270kJ/kg;外掺剂需要根据水利工程的实际情况,并考察水泥的适应性、使用效果等要素来确定,可以使用缓凝高效减水剂,但是最好是利用原材料的性质减少水化热;
(2)科学配合比。混凝土材料的配合比需要以减少水化热、保障施工和易性、提高稳定性为基本原则。具体来说是保障结构强度等级的基础上减少水泥用量和水胶比;需要保持在40%左右,保障区施工和易性,并达到泵送浇筑要求,尽量减少混凝土的变形问题;尽量减少用水量,如果条件允许,其缓凝时间不得超过20小时[1];
(3)拌合生产。混凝土的生产需要根据相应的规范来进行,并检测其各项指标,包括坍落度、水化热、收缩量、强度、可泵性等,保障其符合施工要求;
(4)材料运输。混凝土的运输设备需要能够防风、防晒、防雨、防寒,运输的过程中也需要保持搅拌的状态。
2 水利工程混凝土模板施工
大体积混凝土模板工程施工时,需要严格按照模板的设计图纸进行,拼接模板的过程中需要注意保障质量,避免浇筑混凝土后出现漏浆的问题,并使用适量的水湿润模板,但是不能出现积水的情况。安装完毕后需要按照国家的相关规范对其稳定性、强度、刚度等进行验算,并做好相应的保温工作。另外拆模的时间需要根据大体积混凝土达到一定强度的时间、模板内外温差情况等要素来确定,才能有效的避免出现裂缝问题[2]。
3 水利工程混凝土浇筑施工
浇筑大体积混凝土时的方法十分丰富,包括分层连续浇筑、推移式连续浇筑等,其中分层浇筑又可以细化为全面分层浇筑、分段分层浇筑、斜向分层浇筑等,可以根据工程的具体特点及施工条件合理选择。在进行浇筑时均需要尽量减少间隔时间,实现连续浇筑。如果客观条件限制,也需要保障在混凝土初凝完成全部的浇筑工作。如果采用分层浇筑的方式,需要严格控制分层的高度,每层的厚度应保持在60cm左右,非泵送混凝土的情况下,其厚度应小于40cm,便于振捣,保障浇筑质量[3]。浇筑顺序方面一般是由低到高,根据混凝土结构,从长边的一侧建筑至短边的一侧。如果施工条件良好,可以在若干个点同时进行浇筑。大体积混凝土的振捣一般采用二次振捣工艺,设置到振捣的位置,分布需要均匀,避免出现遗漏的位置,保障振捣时间,保障混凝土结构的强度。
4 水利工程混凝土养护工作
大体积混凝土的养护方式一般是保温保湿,避免其出现严重的裂缝。在混凝土浇筑时,需要将其内部设置温度传感器,或者测温管,实时正握混凝土内部及外部的温度,保障其内卫温差及后期的降温速率达到温度控制的要求;浇筑完毕后,可以使用各种材料覆盖在其表面,如塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被等,或者设置挡风保温棚、遮阳降温棚等,保障其温度和湿度适宜,避免出现干缩裂缝。混凝土的保湿养护时间需要超过两周,该时间段内需要及时检查塑料薄膜或者养护剂的情况,避免出现意外情况或者受到气候的影响,使得其表面过于干燥。一段时间后,混凝土表面温度和环境温度的差异低于30℃,即能够出去表面覆盖物,或者将保温保湿设施拆除掉。
5 特殊情况的施工注意事项
如果施工的过程处于恶劣的气候,包括高温、低温、大风等,需要采取一定的措施保障施工质量。高温情况下,可以采用加冰、风冷等方式降低原材料的温度,也需要注意混凝土的如模温度不得超过30℃;低温条件下,拌合混凝土时可以使用热水,或者对集料进行加热,提高其入模温度,保障其大于5℃,浇筑完成后及时进行保温措施;大风条件下需要加大混凝土表面的模压次数,浇筑完成后则需要使用塑料薄膜覆盖在表面或者使用保温材料,保持其湿润度,减少大风的影响。
2混凝土施工技术的应用现状
2.1大坝的分缝分块技术经过从业人员的不懈努力及创新,近年来混凝土施工技术的水平也得到了较大水平的提高。以大坝的施工技术为例,由于现在的大坝主体都采用混凝土浇筑,导致大坝不能一次性完成,促使了分缝分块浇筑技术的产生。将混凝土坝用纵、横缝和施工缝分成坝块和坝段,分层进行浇筑,进而实现了施工过程中的温度控制,同时提高了施工效率,保证了施工质量。比如位于云南省丽江市境内的金安桥大坝,就是运用了分缝分块技术,使得温度应力明显降低,同时也减小了坝体出现裂缝的可能性,保证了工程的质量和安全性。
2.2大坝的接缝灌浆技术接缝灌浆技术一般使用水溶性胶凝材料,利用混凝土浆液输送技术将浆液关注到施工缝隙中进行填充处理,将各坝段连接成为一个整体,对大坝横缝的接缝灌浆技术通过对灌浆材料与原有的混凝土界面进行固化反应,保证了混凝土拱坝、纵缝和有其他整体性要求的大坝的完整性,该技术有效提高了坝体的防渗效果,提升了工程的安全性能,减少了竣工后的工程维护费用。比如在三峡大坝的施工过程中,就采用了单比级灌浆技术,极大提高了坝体防渗能力。
2.3堆石混凝土技术的应用由清华大学于2003年创新发明的堆石混凝土技术近些年来在水利水电工程中也得到了广泛应用,将粒径不小于30cm的块石堆满仓面,然后利用自密实混凝土的流动性和抗分离性最大限度的降低了水泥用量和水化热,提高了施工过程中的机械化程度,有效的降低了施工投入,同时简化了施工程序,使得工程质量更加便于控制。从2003年该项技术诞生到现在,已经在山东蒙山水库、山西恒山水库等水利工程中得到了应用,体现了该项技术的优势
3混凝土施工技术的缺陷及改进措施
在前文中已经指出,在进行混凝土施工前必须充分考虑施工地域的具体情况,对于不同的水利水电工程构造,都有一系列与之对应的设计标准。因此在设计过程中施工单位要合理地调整混凝土各成分的配比,严格控制用水量,以期竣工后的工程能够适应其所处环境,确保工程的抗震、抗冻、防渗等方面符合要求,保证工程质量和安全性,避免安全事故的发生。在特殊时期,比如汛期和气温较低时期,要加大对工程的巡防力度,对工程的关键设施和易受冲击位置进行实时监测,确保工程在任何时期都能安全、平稳地运行。对我国近些年来发生的水利水电工程事故进行分析,不难发现很多中小型工程都存在混凝土设计强度普遍偏低的现象,这与作业流程方式不科学有很大关系。为了控制成本,目前很多中小型水利工程的施工过程中很多环节都依靠手工操作,这就导致很大程度上无法保证施工质量满足相关标准和要求,工程的抗震、防渗等性能得不到保证,在汛期等特殊时期发生安全事故的可能性增大。现在在很多小型城市的中小型水利工程的施工很多都交由一些中小型企业承担,而这些企业从自身的经济利益出发,很多会采用不合格的建筑材料,而且施工人员的专业素质也得不到保障,而且管理体系不完整,工程设计方案不科学,甚至单纯依靠施工人员的经验进行施工作业,这就极大提高了事故发生的可能性。为了防止这种现象的发生,施工单位应该避开“遇到问题靠经验”的怪圈,充分认识到保证工程质量的关键性,提高施工人员的自身素质;相关监管部门要加大监管力度,在工程的验收过程中,相关人员要有高度的责任感,深刻理解不合格工程的巨大潜在危害,对于不合格工程,要坚决对相关责任人进行处理并责令对工程进行整改甚至取缔,将事故发生的可能性扼杀在源头。
2混凝土工程
(1)因空心桥板周围的混凝土壁厚度相对较低,因此在振捣过程中应匀速充分,特别在底模侧模与芯模间形成的三角地带安设预留孔道波纹管的部位,应确保振捣密实,避免对波纹管造成破坏;在拆除芯模后,对板顶及周围部位应使用同暖棚温度相同的温水进行养护,且确保桥板混凝土的表层在养护时间段内持续处于湿润状态,养护周期应在14d以上;(2)在混凝土搅拌前应先使用热水将对搅拌机进行冲洗,随后按照水、骨料、水泥与减水剂的放入顺序对混凝土进行拌合,搅拌周期应在2.5min以上,并保证各原材料配合比正确、计量正确后再进行投料;在上料前,应先使用蒸汽对石料、砂料进行加热,确保拌合料内的冻块及冰雪融化干净,然后将加热水箱内的加热用水加温升至80℃左右;(3)混凝土的入模温度应高于6℃,出机温度应高于12℃;混凝土在施工场地进行集中搅拌,采用推车水平运输后使用铁锹反扣到模板内;混凝土浇筑完成后应使用木模对表面进行收光,待6h后使用同暖棚内温度相同的温水进行表层养护,浇水次数应根据混凝土表面湿润程度确定;(4)混凝土浇筑使应按照由模板一侧向另一侧推进的顺序连续进行,先浇空心板底部混凝土厚度应高于一段芯模长度,待振捣充分后将一段芯模安装固定;然后再分别对顶面混凝土和芯模侧面混凝土进行浇筑,依照此顺序开展施工直到模板另一侧为止;在对芯模侧面的混凝土进行浇筑时应确保下料及振捣过程均匀对称,以免芯模出现位移。
3钢筋工程
在芯模、侧模、底模及钢筋间加垫配比为1∶2的水泥砂浆垫块,并将水泥砂浆垫块的铁丝与钢筋连接固定,不同水泥砂浆垫块的间隔距离应保证在0.8m左右;根据设计规定的钢筋间距在模板上弹线,然后依据弹线进行钢筋构造绑扎,对于交接点位置要使用新铁丝进行紧固处理;恰当安置预留孔道位置的螺旋筋、锚垫板及金属波纹管等,且保证紧固稳定;对于波纹管的接头应使用长度为300mm、直径在75mm左右的波纹管进行套接,并使用宽胶带对接头缝隙进行封闭处理。
4施加预应力
(1)在施加预应力过程中应使用两台千斤顶对上部和下部两孔处的钢绞线束进行同时张拉,且对同一钢绞线束的7根钢绞线同时施加预应力;在张拉时各束钢绞线滑移或断丝问题应控制在1丝范围内,且各断面断丝之和应控制在2丝以内,若超过规定数量则应当更换钢绞线;(2)在将成束钢绞线穿入到空心桥板预留孔洞时应按照张拉端80cm、锚固端20cm的长度进行预留,并将张拉千斤顶及锚固安置在钢绞线的张拉端和锚固端;在钢绞线束张拉时,应准确测量钢绞线的实际伸长值,并同设计计算值进行对比分析,当超出6%时应停止张拉;桥板预应力钢绞线在张拉完成的2d内,应使用柱塞式压浆泵对孔道进行压浆处理,使用的水泥浆强度应在40MPa以上。
5封端施工
(1)先对封端位置钢筋绑扎,然后在封端位置安装钢模板并使用支撑构件进行稳固,待检验正常后采用C40混凝土对封端进行浇筑,且预留试样,控制封端后桥板长度;(2)压浆完成后应清理干净锚具周围的残余泥浆,并对桥板端部进行凿毛处理,使用水泥砂浆砌砖对桥板端部长度为50cm的空心部位进行密封处理。