泵送混凝土施工工藝在總沭河王莊閘加固工程中的應(yīng)用

王 剛

(江蘇省新沂市河海建筑工程公司 221400)

1 工程概況

王莊閘加固工程為新建溢流堰，雙層結(jié)構(gòu)，底層為2孔3.5m×2.5m箱涵，長(zhǎng)493.5m，共分31節(jié)，底板厚度70cm，側(cè)墻厚度70cm，頂板厚度70～80cm，上層為橡膠壩。閘下游消力池長(zhǎng)31.16m，池深1.5m，厚度70～100cm;鋼筋混凝土護(hù)坦長(zhǎng)20m，厚30cm;末端設(shè)防沖砌石墻和拋石防沖槽。總混凝土量2.65萬(wàn)m3，單塊底板最大混凝土澆筑量260m3，混凝土施工面積27000m2。

2 施工方案確定

由于閘塘面積較大，大面積土方開挖后，施工場(chǎng)地深淺不一，基礎(chǔ)均是砂層又不能擾動(dòng)，混凝土機(jī)械運(yùn)輸入倉(cāng)困難，合理工期需8個(gè)月。但由于總沭河行洪必須在5月底，工期壓縮至110天，每天平均澆筑混凝土量250m3。為了保證混凝土的質(zhì)量及澆筑速度，通過(guò)方案比選，決定采用泵送混凝土工藝，采用HBT60型液壓混凝土泵輸送入倉(cāng)。輸送管采用φ150，用2臺(tái)泵車同時(shí)工作，最大水平輸送距離250m，高度5m。

3 混凝土的可泵性與配合比設(shè)計(jì)

本工程混凝土配合比設(shè)計(jì)需考慮三種因素:?滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo);?滿足混凝土的可泵性;?滿足混凝土拌和物初凝時(shí)間大于3h。由此對(duì)混凝土原材料、外加劑提出相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1 原材料

3.1.1 水泥

在泵送混凝土中，水泥砂漿起到潤(rùn)滑輸送管道和傳遞壓力的作用。水泥用量過(guò)少，混凝土和易性差，泵送阻力大，容易產(chǎn)生阻塞。水泥用量過(guò)多，不但不經(jīng)濟(jì)，而且水泥水化熱高，對(duì)大體積混凝土?xí)疬^(guò)大的溫度應(yīng)力而產(chǎn)生溫度裂縫。此外，水泥用量過(guò)多，混凝土的黏性增高，也會(huì)增大泵送阻力，為此，應(yīng)在保證混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和泵送性能良好的前提下，盡量減少水泥用量。我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小水泥用量為300kg/m3。

工程采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，其抗凍性良好，檢測(cè)28天抗壓強(qiáng)度為46.5～48.0MPa，滿足混凝土強(qiáng)度配制要求。

3.1.2 粗骨料

粗骨料的粒徑和級(jí)配，對(duì)泵送混凝土的性能有很大影響，必須嚴(yán)格控制，石子的粒徑和形狀與泵送是否順利密切相關(guān)，應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比宜不大于1∶3。選用山東產(chǎn)1～3cm碎石，針片狀含量不大于7.3%，相對(duì)密度2.69，含泥量小于1%，級(jí)配良好。

3.1.3 細(xì)骨料

細(xì)骨料對(duì)混凝土泵送性能的影響也較大，宜采用中砂，砂率宜控制在40% ～50%。

選用沭河天然砂，細(xì)度模數(shù)2.5～2.75，相對(duì)密度2.53，含泥量不大于2.4%。

3.2 外加劑

選用木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，摻量為水泥用量的0.25%，以提高混凝土坍落度，增大混凝土流動(dòng)性，降低水化熱溫升，延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間。

3.3 配合比確定

為了保證混凝土有足夠的可流動(dòng)性，坍落度比普通混凝土大，我國(guó)規(guī)定坍落度宜為8～18cm。按上述原則，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室多組混凝土試驗(yàn)，選定2組C20混凝土，其配合比見下表。其中第二組由于含砂率較高，可泵性較第一組更好。施工配料時(shí)根據(jù)砂石料的含水量確定施工配合比。

混凝土配合比表

4 混凝土澆筑方法

4.1 混凝土拌和站與泵車管路布置

設(shè)2座混凝土拌和站，分別配備JS750強(qiáng)制攪拌機(jī)1臺(tái)，PL1500三斗配料機(jī)1臺(tái)，拌和站設(shè)在下游防沖槽外30m處的河灘上。

泵車設(shè)置場(chǎng)地平整堅(jiān)固，便于進(jìn)出料和供排水，出料口向北與管路平行放置。管路鋪設(shè)在地面或鋼管腳手架上，并易于檢查、拆卸作業(yè)。

4.2 平底板混凝土澆筑

距底板上層鋼筋網(wǎng)面以上50cm左右搭設(shè)簡(jiǎn)易鋼管腳手架、鋪腳手板、鋪設(shè)泵管并作為施工人員操作平臺(tái)。混凝土澆筑從一端開始由遠(yuǎn)而近進(jìn)行，采取斜面一次澆筑法。管路鋪設(shè)在底板靠中位置，利用90°彎管兩側(cè)來(lái)回翻轉(zhuǎn)，減少接管次數(shù)，節(jié)省時(shí)間，加快澆筑速度。

4.3 箱式涵洞澆筑

洞身墻與頂板一次立模澆筑成型，為了控制混凝土下料落差，墻身內(nèi)用鐵皮串管下料，混凝土依靠流淌和振搗趕平，分層澆筑，每層約50cm厚。頂板混凝土分2層澆成，每層35～40cm。澆筑期間必須在已澆層混凝土初凝前進(jìn)行下一層混凝土澆筑，不得間隔，直至混凝土澆筑完畢。

4.4 溢流坡澆筑

消力池斜坡段長(zhǎng)期受溢流沖刷，為了保證其抗沖能力，斜坡段必須一次澆筑成形，面層處理是關(guān)鍵。斜坡段坡度1∶2.2，混凝土最小厚度1m，采用分段分層、自下而上澆筑，坍落度按最小值控制在9～10cm。管道鋪設(shè)方法是自下而上接管。其優(yōu)點(diǎn)一是混凝土澆筑向上(退走)拆卸管，可減少接管時(shí)間;二是可以防止混凝土埋住管口和堵管。在第二層混凝土澆筑振搗結(jié)束后，立即對(duì)混凝土面整平、拉線、用刮桿刮平，而后進(jìn)行抹面壓光。

5 泵送混凝土主要施工工藝

a.必須保證混凝土連續(xù)澆筑，混凝土攪拌站供應(yīng)能力最好比混凝土泵的工作能力高出約20%。

b.混凝土泵的輸送能力應(yīng)滿足連續(xù)澆筑要求。

c.輸送管布置應(yīng)盡量短，盡量直，轉(zhuǎn)彎要少、緩(即選用曲率半徑大一些的彎管);管段接頭要嚴(yán)，少用錐形管，以減少阻力和壓力損失;泵管底要實(shí)，特別是接頭位置用砂袋墊實(shí)，防止損壞接頭卡。

d.泵送混凝土前應(yīng)先泵送清水，清洗濕潤(rùn)管道，再泵送1∶1的水泥砂漿潤(rùn)滑管壁。砂漿坍落度為15～20cm。泵送開始后，應(yīng)保持連續(xù)工作，如必須停止泵送時(shí)，停頓不宜超過(guò)20min，且每隔4～5min要使用混凝土泵交替進(jìn)行4～5個(gè)逆轉(zhuǎn)和順轉(zhuǎn)動(dòng)作，以保持混凝土運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，防止混凝土在管內(nèi)產(chǎn)生離析。若停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，必須排空管內(nèi)混凝土。

e.在泵送過(guò)程中，泵車料斗內(nèi)的混凝土應(yīng)保持一定數(shù)量，以防吸入空氣。一旦空氣壓入，在泵管出料口容易形成“放炮”，石子和水泥漿飛射傷人。

f.泵送結(jié)束時(shí)，先拌制一盤1∶1水泥砂漿用于清洗管道，然后塞入海綿球，泵水將殘存的混凝土擠出并清洗管道。

g.用泵送混凝土澆筑的結(jié)構(gòu)，要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止因水泥用量較大而引起收縮裂縫。

6 發(fā)生堵管處理措施

當(dāng)混凝土泵出現(xiàn)壓力升高且不穩(wěn)定、油溫升高、輸送管來(lái)回顫動(dòng)等現(xiàn)象而泵送困難時(shí)，不得強(qiáng)行泵送，應(yīng)立即查明原因，采取措施排除。一般可先用木槌敲擊輸送管彎管、錐形管等部位，并進(jìn)行慢速泵送或反泵，防止堵塞。當(dāng)輸送管已堵塞時(shí)，采取以下措施:

a.重復(fù)進(jìn)行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗中，重新攪拌后再泵送。

b.用木槌敲擊查明堵塞部位，混凝土卸壓后清除堵管位置前后兩節(jié)內(nèi)的混凝土，迅速接上，再開機(jī)泵送。

7 結(jié)語(yǔ)

a.每個(gè)單元工程留取的混凝土試塊經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取樣和徐州市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站抽檢表明，所有混凝土強(qiáng)度均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，整個(gè)工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。

b.采用泵送混凝土施工工藝，加快了施工速度，也為文明施工創(chuàng)造了條件。

c.泵送混凝土降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省大量勞動(dòng)力、周轉(zhuǎn)材料及鋪設(shè)澆筑道路(或腳手架)等，從而降低了工程成本，綜合效益十分明顯，值得推廣和使用。