多功能混凝土置縫裝置的研究與分析

紀(jì)風(fēng)蘭

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，烏魯木齊830000）

1 技術(shù)背景

長(zhǎng)期以來，大面積薄壁現(xiàn)澆混凝土板塊分隔縫的施工有2種：（1）人工澆筑混凝土的；通常采用跳倉澆筑、補(bǔ)倉預(yù)埋防水材料的方法施工，這種方法工程質(zhì)量不穩(wěn)定，施工強(qiáng)度大、進(jìn)度慢，后期清縫需大量人工，導(dǎo)致勞動(dòng)力成本高；（2）機(jī)械化襯砌混凝土的，多在養(yǎng)護(hù)期間適時(shí)采用切割機(jī)進(jìn)行混凝土切割分縫。這種方法的弊端：（1）切縫時(shí)施工環(huán)境噪聲污染嚴(yán)重；（2）切縫后產(chǎn)生灰漿雜物二次污染混凝土板面，因縫隙較小，密封灌縫前需大量人工清縫；（3）切縫深度不好把握，過深會(huì)破壞混凝土底部防滲土工膜，過淺易產(chǎn)生貫通性裂縫滿足不了功能要求；（4）切縫時(shí)段正處于混凝土的養(yǎng)護(hù)期，需要對(duì)已覆蓋的防滲膜卷起穿插施工，費(fèi)時(shí)費(fèi)工等[1]。

2 技術(shù)領(lǐng)域

多功能混凝土置縫機(jī)適用于基礎(chǔ)建設(shè)施工領(lǐng)域，包括水庫壩體面板、大型渠道護(hù)面工程、公路路面、機(jī)場(chǎng)跑道等工程中大面積薄板混凝土（5~50cm）；該裝置能在薄壁混凝土的襯砌過程中完成分隔造縫、防滲材料置入的新型工藝技術(shù)設(shè)備。

3 研究目的

多功能混凝土置縫機(jī)在機(jī)械化襯砌機(jī)進(jìn)行混凝土攤鋪工序后，與襯砌機(jī)共同施工，依次完成分隔制縫防滲材料的同步施工。混凝土置縫機(jī)可在混凝土塑性階段置入閉孔塑料板或橡膠止水密封條。在薄壁混凝土進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后無切割穿插工序，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)優(yōu)化了工藝技術(shù)，極大地降低了伸縮縫和誘導(dǎo)縫的工程成本，提高了薄壁混凝土抗裂的能力，同時(shí)提高了工程質(zhì)量。

4 研究?jī)?nèi)容

傳統(tǒng)的機(jī)械化襯砌混凝土分隔縫施工是在混凝土達(dá)到的一定強(qiáng)度后，使用混凝土切割機(jī)來進(jìn)行切割分塊。而多功能混凝土置縫的研發(fā)卻是反其道而行之，它是在混凝土塑性階段，通過置縫機(jī)進(jìn)行嵌入造縫，同時(shí)在分隔縫中置入聚乙烯閉孔塑料板（伸縮縫）或橡膠止水帶（誘導(dǎo)縫），將傳統(tǒng)工藝的切割機(jī)切縫、人工清縫、高壓氣流吹掃、填充閉孔塑料板4道工序合成1道工序，同步完成。本工藝設(shè)備制造簡(jiǎn)單、投入低廉，技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的施工工藝比較，它顛覆了大面積薄壁混凝土分隔縫的施工理念，將帶來薄壁混凝土分隔縫工藝技術(shù)的一場(chǎng)革命，對(duì)提高混凝土質(zhì)量、遏制混凝土裂縫、改善渠道防滲能力提供了實(shí)現(xiàn)途徑和技術(shù)支持。

5 實(shí)際效果

多功能混凝土置縫機(jī)的研發(fā)，改變了傳統(tǒng)的混凝土伸縮縫，誘導(dǎo)縫的工藝技術(shù)理念，使得混凝土分割縫工藝技術(shù)產(chǎn)生了革命性的變化。把傳統(tǒng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將“噪聲較大的人工切割—大量密集的人工清縫—高壓氣流吹掃—質(zhì)量難以控制的填充材料”4道工序整合，一次同步完成，避免了切割分縫的嚴(yán)重噪聲污染，大大改善了施工環(huán)境；避免了以往切割刀片損壞頻繁更換、清縫勞動(dòng)人力大量投入、養(yǎng)護(hù)膜二次覆蓋卷起，在養(yǎng)護(hù)過程中的混凝土二次暴露在陽光下產(chǎn)生裂縫的隱患等。

新的工藝極大地降低了伸縮縫、誘導(dǎo)縫的工程成本，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。多功能混凝土置縫機(jī)嵌入置縫時(shí)，因在混凝土初凝前具有良好的塑性，且置縫機(jī)嵌入深度、精度可調(diào)，同時(shí)是在有一定張拉應(yīng)力狀態(tài)下的部帶埋設(shè)，確保了置縫直達(dá)混凝土底部的防滲土工膜或置入混凝土所需要的部位，同時(shí)因一次性完成澆筑和置縫埋設(shè)，在進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后無穿插切割工序，使得混凝土貫通裂縫、干縮裂縫的控制得到革命性的改變。聚乙烯閉孔泡沫塑料板或橡膠止水密封帶在嵌縫時(shí)置入混凝土內(nèi)部，能夠與混凝土的膠凝材料充分膠結(jié)成一體，加之閉孔塑料板材料本身有一定的防水性能，在混凝土分隔縫處形成了不透水的伸縮帶，進(jìn)一步提高了渠道的防滲抗?jié)B能力。以往機(jī)械化混凝土襯砌速度受限于切縫的進(jìn)度，現(xiàn)在攤鋪造縫一次完成，可最大限度地發(fā)揮襯砌機(jī)的功效，推進(jìn)整體工程進(jìn)展和施工速度[2]。

6 具體實(shí)施方式

本文以某大型渠道采用混凝土襯砌機(jī)進(jìn)行渠道邊坡混凝土襯砌中使用此裝置為例。渠道基本設(shè)計(jì)參數(shù)：膠結(jié)砂礫料墊層、兩布一膜，10cm混凝土襯砌板，每6m設(shè)1道橫向伸縮縫（必要時(shí)每2道伸縮縫之間設(shè)置1條誘導(dǎo)縫，其施工原理、工藝與縱向誘導(dǎo)縫施工相同），每3m沿縱向設(shè)置1道誘導(dǎo)縫為列。

6.1 橫向誘導(dǎo)分縫

橫向誘導(dǎo)分縫的施工工藝包括：（1）現(xiàn)場(chǎng)施工人員需開動(dòng)置縫機(jī)，并誘導(dǎo)置縫總成與設(shè)計(jì)位置重合，并定位；（2）施工人員對(duì)置縫機(jī)工作進(jìn)行輔助施工，并將分縫材料從振動(dòng)刀架穿出，然后對(duì)于分縫材料的初始端進(jìn)行有效固定；（3）開啟置縫機(jī)中的振動(dòng)電機(jī)與升降控制裝置，施工人員則要誘導(dǎo)置縫總成向下振動(dòng)移動(dòng)，令刀架可以直接插入施工所需的混凝土深度。（4）移動(dòng)置縫裝置，并且在保證施工過程中連續(xù)不斷的情況下將分縫材料植入到混凝土中，在植入同時(shí)，置縫機(jī)還可以將混凝土表面出的切縫進(jìn)行恢復(fù)，并形成一條符合實(shí)際規(guī)定需求的橫向誘導(dǎo)縫。

6.2 縱向誘導(dǎo)分縫

縱向誘導(dǎo)分縫的施工工藝包括：（1）施工人員需誘導(dǎo)置縫總成和材料卷筒一同旋轉(zhuǎn)90°；（2）后續(xù)操作與上述橫向誘導(dǎo)分縫相同，施工人員按照橫向誘導(dǎo)分縫的實(shí)際流程進(jìn)行施工便可。

6.3 多功能置縫機(jī)施工要點(diǎn)

多功能置縫機(jī)施工要點(diǎn)包括：

1）通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相比較傳統(tǒng)的襯砌收光抹面設(shè)備來說，多功能混凝土表面成型機(jī)為圓柱體形狀，并且圓柱體表面還設(shè)置有多把抹刀，從而直接替代了傳統(tǒng)的襯砌收光抹面設(shè)備。在實(shí)際施工過程中，混凝土表面成型機(jī)和混凝土表面接觸只會(huì)呈現(xiàn)為一條線，而不再是進(jìn)行擠壓或者振搗工作，因此，并不會(huì)對(duì)已經(jīng)置入混凝土的置縫材料的位置產(chǎn)生影響，從而提高了多功能置縫機(jī)的實(shí)際施工效果。

2）縱橫向結(jié)構(gòu)縫工序安排。以較為常用的閉孔塑料板置縫材料為例，多功能置縫機(jī)會(huì)先進(jìn)行縱向的誘導(dǎo)分縫施工，然后將閉孔塑料板置入混凝土最為薄弱同時(shí)也最容易產(chǎn)生裂縫的底部位置，并且塑料板還要能夠緊貼在防滲透膜之上。在完成這一工序后，施工人員還需要進(jìn)行橫向施工，完成橫向伸縮縫的分縫工作。而在這一工序中，橫向分縫必定會(huì)與縱向分縫出現(xiàn)一定的交叉點(diǎn)，對(duì)于該交叉點(diǎn)，施工人員需要將閉孔塑料板平行的置入其中，令其能夠平倒在防滲透膜的表面。

6.4 實(shí)施效果

在采用多功能置縫機(jī)以后，將可以較好地完成構(gòu)造縫和誘導(dǎo)縫的實(shí)際分縫工作，并且后續(xù)的置縫材料置入也能夠取得良好的效果。并通過后期總結(jié)發(fā)現(xiàn)，置入材料后續(xù)使用有著止水效果好、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此，本設(shè)計(jì)值得在現(xiàn)實(shí)施工中進(jìn)行應(yīng)用。

7 結(jié)語

多功能渠道混凝土置縫機(jī)，實(shí)現(xiàn)了大平面混凝土塑性階段的平面分格，從根本上解決了傳統(tǒng)機(jī)械切縫所遇到的問題，顛覆了傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)縫施工工藝。混凝土多功能置縫機(jī)的研發(fā)和使用，與傳統(tǒng)工藝相比具有“速度快、質(zhì)量好、成本低，環(huán)境污染少”的特點(diǎn)。