簡易滑模在斜坡護(hù)面混凝土施工中的應(yīng)用

蘇孝敏

(浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)有限公司 杭州 310051)

1 引言

近年來隨著水利建設(shè)的蓬勃發(fā)展，水利工程中護(hù)坡采用的灌砌石、漿砌石，因人工成本增加、灌砌石混凝土澆筑質(zhì)量難以保證，問題日益突出。設(shè)計(jì)人員在工程中逐漸減少了灌砌石、漿砌石護(hù)坡，大多數(shù)工程采用混凝土護(hù)坡。但往往由于在混凝土坡面施工中施工方法選擇不當(dāng)，易造成混凝土澆筑不密實(shí)。本文以錢塘江海寧鹽倉段標(biāo)準(zhǔn)海塘工程二期二標(biāo)工程、錢塘江海寧鹽倉段標(biāo)準(zhǔn)海塘工程三期三標(biāo)、溫州市龍灣區(qū)丁山一期圍墾中閘改建工程中的簡易滑模在斜面混凝土施工中的應(yīng)用為例，總結(jié)出了斜坡護(hù)面混凝土簡易滑模施工的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):操作簡易、切實(shí)可行、能保證混凝土的澆筑質(zhì)量。同時(shí)也總結(jié)出了這一施工方法的設(shè)計(jì)、制作、安裝等經(jīng)驗(yàn)，可為類似工程提供借鑒。

2 施工工藝原理

在混凝土護(hù)坡澆筑時(shí)，首先在混凝土護(hù)坡分縫處架立［12槽鋼作為滑模軌道，在斜坡下部放一塊60cm寬由3根［20槽鋼拼制的鋼板作為滑動(dòng)模板。在［12槽鋼上端架設(shè)2個(gè)5t的手動(dòng)葫蘆，葫蘆起重鉤掛住滑動(dòng)模板。混凝土用溜槽直接入倉，按照滑動(dòng)模板的高度對(duì)混凝土平倉振搗密實(shí)，人工拉動(dòng)葫蘆;再依次進(jìn)行混凝土入倉、平倉、振搗，將護(hù)坡澆筑到頂。

用簡易的手動(dòng)葫蘆、槽鋼等取代以往頂升滑模系統(tǒng)所需的大型千斤頂、油泵、大量滑軌、復(fù)雜的支撐體系和斜坡大型有軌滑模系統(tǒng)所需的卷揚(yáng)機(jī)、地錨、大量滑軌、墊梁等施工材料，減少了設(shè)備、周轉(zhuǎn)材料的投入。利用混凝土滑模施工的原理用簡易的設(shè)備進(jìn)行施工，保證了斜坡護(hù)面混凝土的密實(shí)性和表面平整度，操作方便、簡單。

簡易滑模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

3 操作要點(diǎn)

3.1 測放護(hù)坡坡度、標(biāo)高

根據(jù)業(yè)主單位提供的控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)，設(shè)立施工水準(zhǔn)點(diǎn)及輔助施工基線，應(yīng)設(shè)置在不受干擾、牢固可靠且通視好、便于控制的地方。并根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行放樣，設(shè)立護(hù)坡分縫位置、底腳及坡頂?shù)倪吘€的標(biāo)志，測設(shè)好標(biāo)高。

3.2 混凝土護(hù)坡鋼筋施工

a.大多數(shù)混凝土護(hù)坡配置了鋼筋，為了避免在澆搗混凝土過程中護(hù)坡鋼筋下陷，保證板筋的有效高度，在鋼筋網(wǎng)與下部墊層間增設(shè)有效的支撐馬凳筋，支撐馬凳筋不小于φ10，當(dāng)板筋不小于φ12時(shí)，間距不大于1000mm×1000mm，當(dāng)板筋小于 φ12時(shí)，間距不大于600mm×600mm，同一方向上的支撐不少于2道，且距鋼筋末端不大于150mm。

圖1 簡易滑模系統(tǒng)側(cè)視圖

圖2 簡易滑模系統(tǒng)平面圖

b.鋼筋相互間應(yīng)綁扎牢固，以防止?jié)矒v混凝土?xí)r，因碰撞、振動(dòng)使綁扣松散、鋼筋移位，造成露筋。

c.馬凳筋與上層鋼筋接觸點(diǎn)采用點(diǎn)焊，同時(shí)在其周邊2～3道范圍內(nèi)的鋼筋網(wǎng)也采取點(diǎn)焊，以加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)整體穩(wěn)定性。

d.綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定留足保護(hù)層。

3.3 滑軌、滑動(dòng)模板制作

a.滑動(dòng)模板制作。滑動(dòng)模板寬度一般為60cm，長度L=相鄰兩道滑軌的間距+50cm。

滑動(dòng)模板采用［20槽鋼和鋼板制作。一般由3塊［20槽鋼電焊拼接，下覆一塊8mm厚鋼板，以使滑動(dòng)模板表面平整、無扭曲。

在滑動(dòng)模板前翼緣，并距兩端邊緣20cm位置各焊接一個(gè)φ16吊耳，作為模板滑升的牽引點(diǎn)。

b.滑軌制作。滑軌長度L=護(hù)坡斜長+50cm。

滑軌采用［12槽鋼，如槽鋼長度不能夠滿足一次性滑模施工到頂，須用電焊接長。槽鋼的腹板、上下翼緣用對(duì)接正焊縫連接，在腹板內(nèi)側(cè)連接段位置再用電焊覆一塊8mm厚的菱形鋼板;并將作為滑軌滑動(dòng)面的一側(cè)和與模板緊貼的一面用磨光機(jī)將焊縫磨平。

在滑軌背面間隔100cm焊接一段φ48腳手鋼管，該段腳手鋼管的長度一般等同于設(shè)計(jì)護(hù)坡的厚度，整根滑軌要求平整、無扭曲。

沿槽鋼長度方向用電鉆打上 φ10小孔，間距50cm，以備加固側(cè)模板用。

在滑軌上端焊接一個(gè)吊耳，以掛放手拉葫蘆。吊耳采用φ18圓鋼。吊耳與滑軌的焊接必須滿焊，焊接長度為雙面焊10cm。

3.4 滑軌、模板安裝

護(hù)坡混凝土滑模按分塊跳倉間隔進(jìn)行，先澆塊用［12槽鋼代作滑模軌道，后澆塊直接用修整后的先澆塊混凝土護(hù)坡作為軌道。滑軌及支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)見圖3、圖4。

圖3 滑軌及支撐節(jié)點(diǎn)平面圖

圖4 滑軌及支撐節(jié)點(diǎn)剖面圖

在后澆筑塊滑模澆筑時(shí)，可不架設(shè)［12槽鋼滑軌，將滑動(dòng)模板兩端擱置在相鄰的先澆筑塊的混凝土面上進(jìn)行滑模施工，先澆筑塊的混凝土強(qiáng)度須過到3.0MPa以上，以防止滑動(dòng)模板的滑升破壞了先澆筑塊的混凝土表面。滑模施工前，先對(duì)澆筑塊分縫處自上而下40cm寬范圍的平整度進(jìn)行檢查，達(dá)不到規(guī)范要求的，用人工鑿平或用磨光機(jī)打磨平整。并在該范圍內(nèi)鋪上一條40cm寬的油氈，防止混凝土澆筑時(shí)混凝土污漿污染先澆筑塊混凝土;滑動(dòng)模板在油氈上滑升，也對(duì)先澆筑塊混凝土表面起到一定的保護(hù)。

3.5 滑動(dòng)模板、配重、手拉葫蘆安放

鋼筋網(wǎng)、側(cè)模和滑軌安裝好以后，即可安放滑動(dòng)模板。滑動(dòng)模板前端兩側(cè)各設(shè)一個(gè)掛鉤，2個(gè)5t手動(dòng)葫蘆的起重鏈條掛鉤掛住滑動(dòng)模板，葫蘆掛在［12槽鋼滑軌上端的吊耳上。

在后澆筑塊施工時(shí)，因沒有安裝滑軌，須定制一種方便搬運(yùn)的活動(dòng)支架以掛放手動(dòng)葫蘆。活動(dòng)支架用角鋼和槽鋼制作，后面加壓重，支架結(jié)構(gòu)見圖5。安裝時(shí)要求支架前端的［12槽鋼頂住已澆筑好的混凝土護(hù)坡上端側(cè)面。

因混凝土澆筑時(shí)，滑動(dòng)模板會(huì)有上抬的現(xiàn)象，需要在滑動(dòng)模板上加配重，一般用袋裝碎石作為配重。滑動(dòng)模板、配重一般用人工抬運(yùn)的方式安放。最小配重的計(jì)算公式為

式中 G配重—滑動(dòng)模板上所需的最小配重，kN/m2;

p上浮—新澆混凝土對(duì)模板的上浮力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，護(hù)坡坡度小于1∶1.0時(shí)，取3～5kN/m2，對(duì)曲線坡面取大值。

G滑模—滑動(dòng)模板的自重，kN/m2。

圖5 手動(dòng)葫蘆掛放活動(dòng)支架示意圖

先選取手拉葫蘆時(shí)，可按照計(jì)算的牽引力要求進(jìn)行校核選取，一般可選取5t手拉葫蘆。牽引力T可按下式計(jì)算:

式中 k——牽引力安全系數(shù)，取1.5～2.0;

A——模板與混凝土的接觸面積，m2;

G——滑動(dòng)模板的自重，kN/m2;

θ——坡面與水平的夾角，(°);

p上浮——新澆混凝土對(duì)模板的上浮力，kN/m2;

τ——模板與混凝土的粘結(jié)力，鋼模板取0.5kN/m2;

f1——鋼模板與混凝土的摩擦系數(shù)，0.4～0.5;

f2——鋼模板與滑軌的摩擦系數(shù)，取0.15～0.5(鋼對(duì)鋼)。

3.6 滑模試運(yùn)行

滑模系統(tǒng)安裝完成后，沿軌道進(jìn)行試運(yùn)行，檢查滑軌加固、模板滑升、葫蘆掛鉤、葫蘆運(yùn)行等是否安全可靠，并保持上下指揮通訊和信號(hào)暢通，排除一切妨礙滑動(dòng)模板啟動(dòng)滑升的障礙物。

3.7 混凝土澆筑

a.施工中混凝土在拌和站集中拌和，可用手推雙膠輪車、工程車或者自卸車運(yùn)輸直接倒入集料斗，混凝土沿斜面溜槽自然下滑進(jìn)入倉面。如坡面較長或較陡，需在溜槽末端設(shè)置一塊擋板，并結(jié)合人工平倉，以避免混凝土離析。如坡面較緩，可用人工沿溜槽鏟滑使混凝土下滑入倉或用起重設(shè)備直接吊運(yùn)混凝土料罐卸料入倉。

混凝土應(yīng)分層入倉，底層混凝土澆筑高度為25～40cm，一次性混凝土入倉不宜過多，并要求澆筑工人在滑動(dòng)模板前進(jìn)行人工平倉，以避免滑動(dòng)模板被混凝土抬高。

b.在施工中，采用1.5kW的插入式振搗器，激振半徑為50cm。施工時(shí)要求振搗棒以插入前一層混凝土深5cm為宜，插入間距40cm左右。在混凝土施工中，如振搗次數(shù)控制不好，會(huì)使滑動(dòng)模板有上抬現(xiàn)象，在提升力允許的情況下，盡可能增加滑模上的配重。此外，如振搗時(shí)間過長，滑模后的混凝土?xí)霈F(xiàn)鼓肚現(xiàn)象，因此要注意振搗時(shí)間控制。

c.滑動(dòng)模板滑升前，必須清除前沿超填混凝土，以減輕滑升阻力。滑升時(shí)兩端提升應(yīng)平穩(wěn)、勻速、同步。每澆完一層混凝土滑升一次，一次滑升高度約25～30cm，不得超過一層混凝土的澆筑高度。保證滑模底部與已澆筑好的混凝土搭接寬度不小于20cm。

初次滑升時(shí)應(yīng)注意觀察滑模滑升速度快慢、混凝土坍落度大小、混凝土表面是否出現(xiàn)下墜鼓肚現(xiàn)象三者之間的關(guān)系，以剛脫模的混凝土表面不出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象為標(biāo)準(zhǔn)。用手拉葫蘆將滑動(dòng)模板緩慢起升25～30cm，觀察混凝土的下墜、鼓肚情況，如混凝土面基本不動(dòng)，經(jīng)全面檢查設(shè)備無異樣，則可進(jìn)入正常滑升階段;如混凝土護(hù)坡面有下墜、鼓肚現(xiàn)象，首先要減小坍落度，如坍落度為滿足現(xiàn)場混凝土施工要求，已沒有減小余度，則應(yīng)控制模板滑升的速度。滑升速度一般控制在2.0～4.0m/h。

d.護(hù)坡混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑。

e.雨天施工應(yīng)注意以下事項(xiàng):

?減小水灰比、坍落度。在雨天澆筑混凝土，應(yīng)采用較小的坍落度，一般不超過4cm。因?yàn)榛炷脸鰴C(jī)至入倉皆是露天作業(yè)，受雨水影響較大，混凝土的水灰比、坍落度在運(yùn)輸、入倉過程中會(huì)有所變化;

? 降低澆筑速度，一般在1h內(nèi)澆筑、滑升約50cm;

?及時(shí)覆蓋。在雨天施工，脫模后的混凝土，容易被雨水沖刷，表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)。因此，在抹面平整后，及時(shí)覆蓋薄膜或彩條布，以保護(hù)剛抹好面的混凝土面。

f.發(fā)現(xiàn)脫模后混凝土有鼓肚現(xiàn)象，在收面時(shí)，要將鼓肚的混凝土挖除，用手提式小型平板振搗器復(fù)振。

g.因有一定的坡度，混凝土成形較困難，故要求混凝土采用二級(jí)配，坍落度控制在3～5cm。

3.8 混凝土收面

水利工程混凝土表面要求清水混凝土面，平整度要求不大于8mm，收面要求密實(shí)、平整、壓光;混凝土不得存在起皮、起砂、龜裂和其他缺陷。

收面工人如因坡度較陡無法站立，可用腳手鋼管制作一條與滑動(dòng)模板等長、寬為30cm的踏板，上鋪3cm厚的木板，在踏板外邊緣的兩端各焊制一個(gè)φ16吊環(huán)，掛上φ8起重鏈條。踏板橫向放置在滑動(dòng)模板下1～1.5m的位置，用在φ8起重鏈條兩頭裝保險(xiǎn)掛鉤的辦法掛在加固滑軌的腳手鋼管上，隨澆筑面的抬高，逐步抬升踏板，便于收面工人對(duì)剛脫模的混凝土面進(jìn)行收面。

3.9 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土在澆筑完成、初凝后，應(yīng)及時(shí)鋪蓋草袋、麻袋或養(yǎng)護(hù)專用布，以利于混凝土隔熱、保溫、保濕，在12小時(shí)內(nèi)應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不少于7天，以利于防止產(chǎn)生裂縫。

4 結(jié)語

采用本方法進(jìn)行斜坡護(hù)面混凝土施工，取消了坡面模板的架設(shè)，縮短了工期，混凝土護(hù)坡施工質(zhì)量得到了很大的提高，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位的一致好評(píng)。簡易滑模法斜坡護(hù)面混凝土施工的成功不但提高了本企業(yè)的施工技術(shù)水平，節(jié)約了大量的模板、機(jī)械投入，降低了施工成本，也為本公司在社會(huì)上樹立了良好的形象。