摘要：敘述了模袋混凝土護(hù)坡在北京永定河滯洪水庫(kù)連通閘緩坡干砂基面上的應(yīng)用, 著重?cái)⑹隽四４炷僚浜媳鹊拇_定、施工工藝、技術(shù)質(zhì)量要求及檢測(cè)、存在問題與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
關(guān)鍵詞：模袋混凝土 護(hù)坡 配合比 工藝技術(shù) 質(zhì)量要求
中圖分類號(hào)TV223.3+4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B 文章編號(hào)1673- 4637 ( 2008) 01- 0048- 03
模袋國(guó)內(nèi)統(tǒng)稱為土工模袋, 英文為Fabriform, 是用高強(qiáng)化纖維機(jī)織而成的袋狀織物。土工模袋能適應(yīng)多種地形的坡面保護(hù), 具有抵抗淘刷、防沖、防滲、排水和伸縮縫的作用。土工模袋混凝土護(hù)坡是土工合成材料發(fā)展的產(chǎn)物, 我國(guó)是在1985 年從日本首次引進(jìn), 目前在我國(guó)已廣泛應(yīng)用。模袋混凝土適用于護(hù)坡、圍堤、橋臺(tái)和航道整治等工程, 具有適應(yīng)性強(qiáng), 施工速度快, 適宜水下施工, 養(yǎng)護(hù)方便, 可施工期長(zhǎng)以及機(jī)械化程度高等特點(diǎn)。
1 設(shè)計(jì)概況
北京永定河滯洪水庫(kù)連通閘工程上下游護(hù)坡大部分采用模袋混凝土護(hù)坡, 坡基為干細(xì)砂, 坡度為1∶4.5,實(shí)際護(hù)坡面積約3 萬(wàn)7 000m2。
1.1 對(duì)模袋的要求
設(shè)計(jì)模袋為雙層, 上層滌淪, 下層丙淪, 設(shè)計(jì)厚度為15 cm, 每塊模袋的長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)護(hù)坡需要的長(zhǎng)度加工, 最長(zhǎng)達(dá)50m, 標(biāo)準(zhǔn)塊幅寬10.80m, 在每塊模袋上層預(yù)留混凝土充灌口, 間距根據(jù)模袋的厚度和充灌能力確定, 永定河滯洪水庫(kù)連通閘工程為沿坡長(zhǎng)度方向間距4m, 橫向三排, 可滿足充灌要求。對(duì)模袋材料的技術(shù)特性要求有抗老化性能、材料品種、單層厚度、單層重、強(qiáng)度、滲透性能、延伸率和等效孔徑, 并規(guī)定了取樣試驗(yàn)的頻率。
1.2 對(duì)混凝土的要求
混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)為C20F150W4, 對(duì)組成混凝土的原材料, 除滿足普通混凝土的要求外, 要求使用能使混凝土中總堿含量降低到一定數(shù)值的低堿水泥,以防止混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng), 產(chǎn)生堿活性破壞,因此在本工程中要選用低堿水泥。粗骨料粒徑要求為5 ~ 20mm, 粒徑過大則難以充灌。充填混凝土與普通混凝土不同, 除滿足設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)外, 還應(yīng)具有很好的和易性、可泵性, 充灌時(shí)具有足夠大的流動(dòng)性,使混凝土在模袋里能夠順利地向周圍擴(kuò)散。為達(dá)到上述要求, 要在配合比初步設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)配合比試驗(yàn)時(shí)充分考慮各種影響因素。
2 混凝土配合比的確定
確定適合的配合比至關(guān)重要, 這是模袋混凝土施工能否成功的關(guān)鍵, 也與成本密切相關(guān)。前面提到,配合比是根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土性能的要求和施工工藝要求, 并通過現(xiàn)場(chǎng)充灌試驗(yàn)來(lái)確定的。配合比中, 水泥用量、砂率、粗骨料粒徑、水灰比、坍落度、外加劑和摻和料要逐一分析確定。經(jīng)過對(duì)混凝土組成材料及拌和物性能要求的分析, 再通過現(xiàn)場(chǎng)配合比試驗(yàn), 最終確定工程適用的配合比?；炷僚浜媳燃案鞣N材料的試驗(yàn)指標(biāo)分別見表1, 表2, 表3, 表4, 表5。砂率為50%, 水灰比為0.48, 滿足各種要求?，F(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)取得的混凝土試驗(yàn)資料如下: 混凝土抗壓強(qiáng)度最低達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的157%, 最高達(dá)241%, 平均為182.9%,抗凍融指標(biāo)和抗?jié)B試驗(yàn)均能達(dá)到要求的等級(jí)。
3 施工工藝
3.1 原材料要求
( 1) 水泥: 采用425# 普通硅酸鹽低堿水泥, 每批水泥進(jìn)場(chǎng)應(yīng)附有出場(chǎng)合格證和檢測(cè)報(bào)告( 即3 d、28 d抗壓報(bào)告) 。在運(yùn)至工地后, 應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)試, 水泥應(yīng)分類, 標(biāo)明堆放, 禁止受潮。
( 2) 水: 采用飲用水。
( 3) 骨料: 采用二級(jí)配0.5~3.2cm 粒徑, 按規(guī)范進(jìn)行原材試驗(yàn)。
( 4) 砂: 砂料應(yīng)用質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的河砂, 并進(jìn)行原材試驗(yàn)。
( 5) 模袋: 模袋由滌、丙綸機(jī)織而成, 為雙層織物, 中間有等間距拉筋, 標(biāo)準(zhǔn)幅寬10.8m, 模袋材料要求滿足性能指標(biāo)見表6。
( 6) 外加劑: 為滿足模袋混凝土的泵送及充灌要求, 需在混凝土配合比中摻入高效減水劑、引氣劑和UEA 膨脹劑。外加劑在進(jìn)場(chǎng)時(shí)需有合格證、檢測(cè)報(bào)告和使用說明書。粉狀的不允許有結(jié)塊現(xiàn)象。
3.2 施工前提條件
( 1) 現(xiàn)場(chǎng)條件: 邊坡修整完畢, 且監(jiān)理驗(yàn)收合格。
( 2) 技術(shù)條件: 按申請(qǐng)的混凝土配合比做現(xiàn)場(chǎng)混凝土配比實(shí)驗(yàn), 確認(rèn)能夠滿足設(shè)計(jì)及充灌要求的配合比為最終施工配合比, 有監(jiān)理工程師認(rèn)可方可施工。
3.3 施工工藝
施工工藝流程為平整場(chǎng)地→展鋪模袋→充灌填料→回填模袋溝→養(yǎng)護(hù)。
3.3.1 平整場(chǎng)地
( 1) 按設(shè)計(jì)1 ∶4.5 的坡度平整護(hù)坡基面, 壓實(shí)牢固。施工前應(yīng)每10 ～15m 放線定位, 挖好上、下錨固溝, 在馬道平臺(tái)處要用砌石嵌固。
( 2) 鋪設(shè)模袋布的坡面, 需經(jīng)檢驗(yàn)合格到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后, 方可進(jìn)行模袋鋪設(shè)。
3.3.2 展鋪模袋
( 1) 將已按設(shè)計(jì)縫制好的模袋布平鋪在坡面上,然后用! 50mm 鋼管穿入模袋布上預(yù)先縫好的穿管布內(nèi), 再用葫蘆接住鋼管, 掛在堤上預(yù)先打好的鋼管樁上, 把模袋布的下端拉到坡腳設(shè)計(jì)位置。
( 2) 調(diào)整葫蘆上鉸鏈, 使布處于設(shè)計(jì)位置。且預(yù)留緊縮率, 縱向按8%, 橫向按4%考慮。
( 3) 一般先鋪設(shè)二塊布, 然后施工完一塊再向后鋪設(shè)一塊, 布與布之間用針線縫接, 搭接布要平鋪在后一塊下面。
( 4) 經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行充灌。
3.3.3 充灌填料
3.3.3.1 混凝土輸送管道鋪設(shè)
( 1) 泵送混凝土的管道采用! 125 mm 鋼管鋪設(shè),在與模袋布充灌口連接處,可用3 ～4 個(gè)!100 ×5 000mm高壓軟膠管便于移動(dòng)插入袋口。
( 2) 管道布置時(shí)應(yīng)盡可能選擇管路最短, 彎頭最少的方案, 應(yīng)做到管道穩(wěn)固, 便于拆裝, 水平管道鋪設(shè)應(yīng)平直, 每節(jié)管的兩頭應(yīng)有墊塊。
( 3) 管接頭一定要安裝正確, 密封圈不應(yīng)產(chǎn)生皺折, 接頭牢固, 保證接頭密封良好, 不得漏漿。
3.3.3.2 混凝土的充灌
( 1) 開泵前, 先將泵車真空抽至規(guī)定值, 空載運(yùn)轉(zhuǎn),檢查活塞桿與泵機(jī)體件一切正常后才能投入使用。泵送前用水泥砂漿(1∶1) 潤(rùn)滑料斗、泵體和輸送管內(nèi)壁, 以減少泵送阻力。開始?jí)核突炷習(xí)r, 要比配合比稍多加10%水泥, 使其流動(dòng)性好些, 然后用正常配合比施工。
( 2) 充灌時(shí), 先將軟管插入模袋, 再在袋口用扎帶扎住, 發(fā)出信號(hào), 泵送操作人員觀察泵送及混凝土在模袋中流動(dòng)情況。軟管要順坡充灌, 不能頂坡充灌,防止管口頂住地基而堵塞管口。模袋充灌前, 應(yīng)澆濕袋布, 防止袋內(nèi)混凝土坍落度突變。
( 3) 泵送混凝土?xí)r還應(yīng)注意充灌范圍, 防止壓力過大( 充填壓力宜為0.2 ～0.3MPa) 而將模袋內(nèi)吊筋拉斷, 造成鼓包現(xiàn)象。
( 4) 如發(fā)生混凝土堵管現(xiàn)象時(shí), 混凝土泵車壓力驟減, 輸送管發(fā)生激烈震動(dòng), 應(yīng)立即停止泵送, 并迅速檢查堵塞位置。對(duì)堵塞位置應(yīng)立即進(jìn)行疏通, 如無(wú)法疏通, 應(yīng)立即清洗管道, 處理后再進(jìn)行泵送。
( 5) 袋口充灌順序一般是從下向上依次進(jìn)行,自兩側(cè)向中間充填。充填應(yīng)連續(xù), 充填速度宜為10 ～15m3 / h。在充灌過程中, 還需預(yù)先放置! 100mm排水管, 待混凝土初凝時(shí), 方可拔出, 完成一個(gè)單元后, 再進(jìn)行另一單元的施工。
( 6) 一班結(jié)束后, 立即清洗泵車進(jìn)料機(jī)及管道,清洗結(jié)束后用帆布蓋好泵車、管道, 一切工具應(yīng)堆放在安全地方, 由專人看管。
3.3.4 回填模袋溝
充填1h 后, 即可回填上、下固定模袋溝。
3.3.5 養(yǎng)護(hù)
模袋混凝土充填完要養(yǎng)護(hù)7 d, 保持表面濕潤(rùn)。采用下蓋塑料布, 上蓋草簾的方式。
4 技術(shù)、質(zhì)量要求及檢測(cè)
4.1 技術(shù)要求
( 1) 模袋混凝土的配比要嚴(yán)格控制。
( 2) 模袋的坍落度為20 ～24 cm; 含氣量為4.5 %～5.5%。
( 3) 模袋護(hù)坡施工時(shí)注意充灌事故, 所用骨料粒徑不得大于泵送管徑的1 / 3; 控制坍落度, 以防硬結(jié);泵送距離不宜大于50m。
( 4) 作好模袋混凝土原始施工記錄, 內(nèi)容為: 每塊混凝土所用的材料品種、質(zhì)量、配比、坍落度和含氣量、澆筑速度、起止時(shí)間、施工事故。
4.2 質(zhì)量要求
( 1) 模袋混凝土平均厚度要求為( 15 ±2) cm。
( 2) 模袋接縫寬度不小于1 cm。
( 3) 模袋局部不平整度不大于4 cm。
( 4) 每塊模袋混凝土澆筑完畢, 在終凝后要拆除進(jìn)料口的多余混凝土, 進(jìn)行坡面清理。
4.3 質(zhì)量檢查項(xiàng)目
( 1) 對(duì)整坡、模袋布質(zhì)量、鋪設(shè)模袋布、混凝土原材料質(zhì)量、混凝土配料與攪拌、混凝土泵送與充灌、養(yǎng)護(hù)等全過程進(jìn)行全面質(zhì)量檢查并報(bào)監(jiān)理檢查。對(duì)以上每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)專人負(fù)責(zé)管理。
( 2) 單元工程質(zhì)量檢查項(xiàng)目: 坡的壓實(shí)及平整情況; 模袋布無(wú)漏縫、脫線、破洞等缺陷; 模袋尺寸、充填口位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求; 鋪布位置與接縫的縫和;充填混凝土前應(yīng)將模袋用水沖潤(rùn); 充填混凝土應(yīng)飽滿、無(wú)鼓包和坍塌; 輸送管路要沖洗干凈、無(wú)殘留物。
4.4 質(zhì)量檢測(cè)
( 1) 混凝土坍落度: 機(jī)口每2 h 抽測(cè)一次, 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計(jì)坍落度±2 cm。
( 2) 模袋混凝土充填厚度: 在充灌完成后應(yīng)立即用探針插入模袋混凝土檢測(cè)峰、谷厚度, 取平均值。
( 3) 表面平整度: 用2m 直尺丈量縱橫2 個(gè)方向,取大值, 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)≤4 cm。
( 4) 相鄰塊接縫寬度: 用鋼尺量接縫上中下3 處縫寬, 取平均值, 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)≤2 cm。
( 5) 抽樣檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度: 在充灌口隨機(jī)取樣, 裝入!15 ×100 cm 袋中( 材質(zhì)與模袋相同) , 吊置15 ～20min 后成型, 測(cè)試28 d 強(qiáng)度、抗?jié)B及抗凍指標(biāo)。
5 存在的問題及思考
5.1 輪廓線的順直
模袋是結(jié)帶方式, 故充灌后形成縱橫的結(jié)帶線條, 線條的順直美觀是應(yīng)該追求的目標(biāo); 鋪設(shè)模袋時(shí), 應(yīng)力求表面的平整, 松緊適宜, 并掌握好壓力,充灌順序。
5.2 圓弧段模袋的制作
從模袋的制作方面, 圓弧形式的模袋目前還沒有很好的解決辦法, 生產(chǎn)廠的機(jī)器不能織出間距不等的線條, 所以圓弧護(hù)坡的模袋只能從標(biāo)準(zhǔn)塊的成品中裁剪,這樣接縫的形狀和厚度均很難保證, 外觀極不好看。
