混凝土裂缝在小浪底水利枢纽洞室衬砌工程中的应用论文

时间:2022-09-13 08:00:13 论文 收藏本文 下载本文

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混凝土裂缝在小浪底水利枢纽洞室衬砌工程中的应用论文

篇1:混凝土裂缝在小浪底水利枢纽洞室衬砌工程中的应用论文

混凝土裂缝在小浪底水利枢纽洞室衬砌工程中的应用论文

简介:

裂缝是混凝土建筑物主要的老化病害之一,主要由干缩、砼自身质量、水泥水化热、温度、钢筋锈蚀、地基变形、荷载、碱骨料反应、地基冻胀等原......

关键字:

混凝土裂缝 小浪底 洞室衬砌

裂缝是混凝土建筑物主要的老化病害之一,主要由干缩、砼自身质量、水泥水化热、温度、钢筋锈蚀、地基变形、荷载、碱骨料反应、地基冻胀等原因引起。

小浪底水利枢纽南岸引水口工程洞室衬砌工程混凝土的设计指标为c20p8f100。施工条件:泵送,洞外拌和,洞内浇筑,洞内恒温17~180c。为控制裂缝的产生,施工中采取了以下措施。

1.控制干缩裂缝

混凝土的干缩裂缝主要是由于毛细管压力造成的。毛细管孔隙在干燥过程中逐步失水,产生很大的毛细管张力,混凝土体积产生收缩,由于混凝土周围存在约束,内部又有拉应力,当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时,便产生了干缩裂缝。

干缩裂缝的控制方法有:

1.1降低混凝土单位用水量:

用水量的增加势必使剩余水增加,因此,从确保混凝土耐久性出发,应降低混凝土单位用水量。

1.2水泥的影响:

不同水泥,混凝土收缩也不同,按收缩值大小排序:矿渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥。

1.3降低混凝土周围约束:

若混凝土周围约束过大,内部拉应力无法释放,拉应力增大而使混凝土干裂,因此,应减少混凝土的分仓长度,以使混凝土内部拉应力能够充分释放。

1.4添加膨胀剂:

适量添加膨胀剂后可以使混凝土体积膨胀,在混凝土内部产生压应力,部分抵消了混凝土因毛细孔隙干燥而产生的拉应力,从而起到控制干缩裂缝的作用。

本工程在控制混凝土干缩裂缝方面采用了上述1~3项方法。其中单位用水量为182kg,采用普通425#水泥,浇筑中掺用粉煤灰,分段浇筑长度在10m左右。

2.控制混凝土因自身质量欠缺而形成的裂缝

高强混凝土水泥的强度等级和水泥用量相对较高,开裂现象比较普遍,因此,高强混凝土不一定是高性能混凝土,而高性能混凝土因具有较高的体积稳定性,收缩变形较小而使抗裂性能大大提高,同时高强混凝土必须采用高效减水剂和超细活性掺和料作为混凝土的第五和第六部分,来提高混凝土的密实性和抗渗能力。因本工程采用泵送施工工艺,要求的坍落度和水泥用量均较大,必须用掺加外加剂的方法来达到既减水又不使混凝土坍落度损失过大的目的,以及添加超细活性掺和料来达到降低水化热、改善与提高混凝土性能和节约水泥的目的。

综合上述两点,我们采用下表所示的混凝土配合比(单位:kg/m3)。

按上表配比,砂率38%、水灰比0.50、坍落度160~180mm、木钙掺量0.25%、粉煤灰掺量15%。

因混凝土中掺加粉煤灰技术在我省水利行业尚处于探索阶段,固替代量并不很大,只有15%,但根据有关资料,混凝土中单方水泥用量每增减10kg,水化热相应升降1~1.20c,即因本工程中掺用粉煤灰而使混凝土内部温度下降了约5.5~6.50c,从一定程度上控制了裂缝的产生。

3.控制水化热开裂

水泥水化后放出大量的热量,使混凝土内外形成较大的温差,从而在温度应力的作用下形成裂缝。特别是在夏季施工,中午气温一般在摄氏370c,露天存放的石子表面温度可达摄氏500c,砼出机口温度在摄氏300c左右,混凝土水化后内部温度更高。为控制混凝土水化开裂,施工中采用了以下措施。

3.1骨料降温

骨料的温度控制主要通过搭盖凉棚和洒水降温来进行。搭盖凉棚可避免太阳光直射,减少骨料吸热,浇筑前2~3小时再用井水(约170c)对粗骨料进行充分的洒水降温。采取以上方法降温后,浇筑前粗骨料内部温度约为240c,细骨料内部温度约为260c,降温效果比较明显。

3.2加冰降温

在混凝土浇筑前购入冰块,砸成粒径约3cm的小块加入砼生料中,充分拌合后量取出机口温度,根据出机口温度来确定加冰量。实际工作中,出机口的控制温度为180c,混凝土单方用冰量在60kg左右。因冰块破碎工作量较大,粒径也很难控制,加入冰块后还需延长拌和时间,降低了混凝土浇筑速度,为克服该问题,实际工作中多采用拌和水降温的方法,即把冰块稍加破碎后放入拌和水池中来降低水温。用此方法,通常能够把拌和用水的温度降至摄氏3~70c左右。

3.3夜间浇筑

白天气温较高,即使采用多种降温措施也很难保证混凝土的入仓温度,而夜间浇筑――特别是后夜浇筑,气温相对较低,采取温控措施后,比较容易控制砼的入仓温度。因此,工作中多把其他工序的施工安排在白天进行,而把混凝土浇筑安排在夜间进行。

通过以上温控措施,使南岸引水口洞室衬砌工程夏季混凝土出机口温度控制在180c以内,入仓温度控制在280c以下,有效地控制了温度裂缝的产生。

4.混凝土养护

由于采用普通硅酸盐水泥和泵送施工工艺,砼早期水化热较大。经量测,一般在浇筑后24h左右,内部温度即达到最大值(约330c),而此时因规范要求钢模板尚不能拆除,还不能直接进行表面洒水降温,为降低混凝土温度,除尽量降低水灰比外,在浇筑完毕后18h即开始对钢模板表面进行不间断的洒水降温,拆模后对混凝土表面进行全天候养护至14天,此时洞室衬砌后的混凝土内部温度已降至180c。通过拆模前是否对钢模板表面洒水降温的对比观察,采取对钢模板表面洒水降温的',明显比未对钢模板表面洒水降温的混凝土产生裂缝少的多,因此,混凝土养护应从模板面的洒水降温开始。

5.控制钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋锈蚀后体积膨胀2~4倍,对周边混凝土产生压力,可能产生顺筋裂缝,甚至脱落,从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀、电离引起。因此,本工程自一开始就注意了钢筋的锈蚀问题,并从以下几个方面对钢筋锈蚀加以控制的。

5.1钢筋出厂时,其表面有一层致密的氧化薄膜,可以对钢筋起到一定的保护作用。

但该薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脱落,使钢筋酸性氧化而锈蚀。因此,钢筋原材料和加工后的半成品均应作防潮处理。具体的做法是架空放置和上盖防水雨布。

5.2钢筋安装前表面清洁处理

钢筋安装前,其表面必须洁净、无污物,对已发生锈蚀的部位,必须用钢丝刷和砂布打磨干净,以保证钢筋与混凝土的有效结合,同时也可防止因电离而发生锈蚀。

5.3降低砼水灰比和增加混凝土和易性。

5.4加强振捣,提高混凝土致密性,减小混凝土炭化速度,使钢筋有足够长的时间不接触空气。

6.控制洞室周边围岩的变形

为防止洞室だ辔а仪的围岩变形对洞室衬砌混凝土的影响而使之产生裂缝,在洞室开挖支护阶段就已对だ辔а仪进行了锚杆支护,锚杆布置型式为梅花状,直径20mm,长3m,间排距1.251×1.25m;混凝土衬砌后,对周边围岩进行固结灌浆。为保证锚杆和固结灌浆的施工质量,还要对锚杆进行抗拔力试验,对固结灌浆进行压水和超声波检查试验。

通过采取以上措施,小浪底水利枢纽南岸引水口工程洞室衬砌工程混凝土裂缝现象基本得到了控制,取得了良好的效果。

篇2:浅论桥梁裂缝在道桥工程中的影响论文

浅论桥梁裂缝在道桥工程中的影响论文

摘要:本人结合多年参与公路桥梁现场施工工作实践,对部分桥梁在建设过程中常见的一些裂缝类型进行归类总结,通过查找原因分析问题,才能让我们真正地了解各种裂缝的引发成因,进而制订防范措施,达到预防布控之目的。

关键词:桥梁工程;结构裂缝;裂缝类型;诱发原因

引言

在桥梁工程中混凝土桥梁缝的种类,就基其产生的原因,主要可划分如下几种:

1 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝,归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。

直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有:①设计计算阶段,结构计算时不计算或部分漏算;计算模型不合理;结构受力假设与实际受力不符;荷载少算或漏算;内力与配筋计算错误;结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性;设计断面不足;钢筋设置偏少或布置错误;结构刚度不足;构造处理不当;设计图纸交代不清等。②施工阶段,不加限制地堆放施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力特点,随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式;不对结构做机器振动下的疲劳强充验算等。③使用阶段,超出设计载荷的重型车辆过桥;受车辆、船舶的接触、撞击;发生大风、大雪、地震、爆炸等。

次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有:①在设计外荷载作用下,由于结构物的、实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑,从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。②桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等,在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算,一般根据经验设置受力钢筋。研究表明,受力构件挖孔后,力流将产生绕射现象,在孔洞附近密集,产生巨大的应力集中。在长跨预截断钢束,设置锚头,而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此,若处理不当,在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

2 温度变化引起的裂缝

①年温差。一年中四季温度不断变化,但变化相对缓慢,对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移,一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调,只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝,例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性,年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。②日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布。由于受到自身的约束作用,导致局部拉应力较大,出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。③骤然降温。

突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度突然下降,但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行,混凝土弹性量不考虑折减。

3 收缩引起的裂缝

塑性收缩。在施工过程中、混凝土筑后4-5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和分急剧,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成洞钢筋方向的裂缝。

缩水收缩干缩。混凝土结硬以后,随着表层水逐步蒸发,温度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面民缩大、内部收缩小的不均,钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面容易出现龟裂纹。

自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无且可以是正的(即收缩、如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在温度505℃左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

混凝土收缩裂缝的特点是大部分表面裂缝,宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。

研究表明,影响混凝土收缩裂缝的主要因素有:水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥土收缩性较高,普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单体积用量越大、磨细度越大,则混凝土收缩越大,且发生收缩时间越长。例如,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用量的做法,施工时经常用强行增加水泥用量的做法,用不水量大。火灰比越高,混凝土收缩越大。养护方法。良好的养护方法可加速混凝土的`水化反应,获得较高的混凝土强度。养护时间越长,则混凝土收缩越小。对于温度和收缩引起的裂缝,增配构造钢筋可用明显提高混凝土的抗裂性,尤其是薄壁结构(壁厚20-60cm)。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋小距布置,全截面构造配筋率宜低于0.3%,一般可采用0.3%-0.5%。

4 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型常见的有:①混凝土保护层过厚,或乱踩已绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的受力筋保护层加厚,导致构件有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土振捣不密实、不均匀、出一蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋诱蚀或其它荷载裂缝的起源点。③混凝土流动性较低,在硬化前因混凝土沉实不足,硬化后沉实过大,容易发生裂缝,既塑性收缩性。④混凝土搅拌、运输时间过长,使水分发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。⑤混凝土分层或分段时,接头部位处理裂缝。⑥混凝土分层或分段时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦施工时拆模过程,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

篇3:建筑工程中混凝土防裂技术的应用论文

建筑工程中混凝土防裂技术的应用论文

摘要:对于建筑工程而言,混凝土是贯穿于整个施工建设过程中的重要材料,混凝土材料施工技术的应用水平更是直接影响到整个工程的建设水平,因此,一定要严格把握技术的应用,从而为人们建设出更多高质量的建筑项目。

关键词:建筑工程;混凝土;施工;

1混凝土施工前的技术准备

在着手混凝土浇筑施工前一定要确保技术对接与交底工作的全面落实,将需要注意的细节问题做好标注,防止施工过程中出现不必要的麻烦。尤其要注意对于柱与梁、梁板与剪力墙混凝土标号等方面的技术应用以及浇筑时间的严格把握。同时还要做好施工机械于设备的准备工作,在施工前对所有机械设备性能进行全面性的检查,进行试运转,聘请专业操作人员进行设备于机械的操作,一旦出现问题可以及时进行检查于维护。另一方面,注意对天气变化情况的关注,阴雨天做好材料的防雨处理,确保混凝土的质量。结合施工季节的气候特点以及项目需求提前做好员工防暑以及材料防雨物资的准备工作。此外还应对模板、钢筋、保护层和预埋件等的质量、数量以及规格等加以检查,确保其满足工程施工标准[1]。

2关于混凝土材料浇筑技术的介绍

进行混凝土浇筑施工时一定要确保材料的均匀度于密实度,搅拌材料运送到浇筑场地后及时入模;浇筑时如果混凝土拌合物出现异常,比如均匀性或者稠度等有较大变化,则要立即采取处理措施;在浇注柱或者剪力墙等构件时,要避免混凝土出现分层离析的现象。浇筑时将混凝土从料斗内直接卸出,控制其自由倾落高度在2m以内;如果浇筑竖向结构,则其高度要控制在3m以内,并且下料时要利用串筒、斜槽或者溜管等辅助设备以控制混凝土的坍落度;混凝土在浇筑过程中要不断观察支架、脚手架以及模板的工作状态,如果出现松动或变形等异常时,浇筑作业要马上停止进行加固,修整后再进行混凝土的浇筑;如果发现钢筋垫块出现移动、钢筋保护层的厚度无法保证、预留孔洞出现位移等情况,同样要及时修整再浇筑混凝土。如果混凝土在浇筑过程中出现堵泵拆管的问题,要在拆管前用麻袋或者模板接住泵中倒出的混凝土,再将混凝土抬至正在浇筑的位置;浇筑进要注意保持施工现场的清洁度,如果发现有残留的混凝土或者迸溅的混凝土,要立即清理,还要注意其它材料不要被混凝土覆盖住。

3对于混凝土振捣技术的分析

对于混凝土材料振捣处理环节,首先应结合施工方案中混凝土结构的参数信息进行振捣器的选择,通常面积厚度在20~30cm的混凝土板应选择表面振捣器,对振捣器面积尺寸较小而有一定垂直深度的构件或厚大结构的混凝土应选择插入式振捣器,通常这种器具有两种振捣方式,分别是垂直与斜向振捣方式。应用振捣器进行操作的过程中需坚持快插慢拔的原则,这里的快插目的在于避免表层混凝土材料和下层结构的材料发生离析或者分层问题。而慢拔的母的就在于促使混凝土材料及时填补器具造成的空洞。在进行结构分层浇筑处理的时候,如果振捣上层结构,需向下插入五厘米左右的长度,以此消除缝隙。并且在振捣混凝土材料的过程中还应对下层材料的状态进行观察,确保在其初凝前完成。严格把握振捣操作时间,振捣时间太短无法保证振捣效果,操作时间过长,混凝土结构可能会出现离析、分层问题,因此,通常都将每一点的`振捣操作时间控制在十秒左右,直至混凝土表面为水平状态且无可见下沉现象、无气泡产生、材料表层呈现浅灰色浆液为止。振动棒的插点要均匀排列,一般常采用交错式或者是行列式的顺序进行排列和移动,但是两种排列方式不可混用,防止产生混乱问题而导致漏振。严格控制每次震动位置间的距离,将其控制在震动棒作用半径的1。5倍范围内为最佳。

4关于混凝土养护技术的分析

4、1覆盖保湿

针对已经浇筑成型的结构部分已经要注意覆盖保护处理,在无特殊要求的情况下应用草编或者麻袋等进行覆盖,如果对结构表层的光洁度具有明确要求,则可以选择一些具有一定吸水性的土工布加以覆盖,同时注意定期洒水保湿维护,确保混凝土结构的温度、湿度条件。结合混凝土结构的使用强度以及水化作用等情况确定具体的养护时间,养护时间可以长一些,但是一定不能少于一周。在着手养护处理时可应用喷雾器进行喷雾,确保喷雾器的水雾状态,切忌形成水流,防止混凝土结构受到水流的冲刷作用而受到影响。

4、2塑料薄膜养护

此方法实际上就是应用塑料薄膜将结构露出的部分进行全面覆盖,确保混凝土结构在不失水的条件下得到全面保护。这种方式的主要优势在于操作简单、方便,不用浇水,但应保持薄膜布内有凝结水。

4、3薄膜养生液养护

是将可成膜的溶液用喷枪喷涂在混凝土表面上,将混凝土与空气隔绝,阻止其中水分的蒸发以保证水化作用的正常进行。适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构。

5关于混凝土防裂技术的应用分析

做好混凝土的表面保温工作,在混凝土的浇筑操作时提高振捣力度,也可以应用塑化剂或者添加剂等物质降低混凝土结构中水泥及水的含量。还有部分施工部门应用矿渣及粉煤灰水泥材料等不同方式对混凝土温度加以控制,以此进一步打破混凝土结构浇筑受到的约束。除此之外,在进行混凝土浇筑施工的过程中应严格把握分块分缝施工环节,调整、优化施工工序,降低误差的产生,进一步提高浇筑施工质量。为了避免结构表层裂缝问题的产生,应尽可能地确保结构内外的温度,降低温度梯度出现的可能性。刚完成浇筑的混凝土结构水分六十速度较快,因此可能会引起水泥与水的水化作用延迟,影响教主效果,特别是表面的混凝土受到的损坏程度最大,所以一定要注意在完成混凝土教主操作后对其进行全面性的养护处理,为后续施工的顺利进行提供可靠保障。

6结语

总之,在建筑工程的具体施工过程中,我们不能全部照着图纸依葫芦画瓢,必须结合工程的实际情况,做到实事求是,同时还要结合既往实际工作经验及施工方法来进行施工技术的应用,只有这样才能确保工程质量,保证建筑工程的施工顺利进行。

参考文献

[1]杨护线。浅析建筑施工混凝土浇筑技术[J]。中华民居,(16)。

[2]潘美环。建筑施工中的混凝土浇筑技术[J]。中国高新技术企业,(05)。

篇4:铁路隧道工程中衬砌新工艺的应用论文

铁路隧道工程中衬砌新工艺的应用论文

摘要本文总结了宝兰铁路客运专线隧道二衬施工中采用的新工艺,采用钢端模固定环向中埋式止水带施工工艺和固定工装固定矮边墙纵向中埋式止水带,解决了环向和纵向止水带线型弯曲、定位困难的问题,确保止水带不偏位、不变形;采用轨行式水沟电缆槽台车,起到控制水沟线形歪斜,提高施工工效等效果;采用自行式液压仰拱台车,实现了隧道仰拱快速、高效的施工,确保了隧道工程质量及安全。

关键词隧道施工;液压仰拱台车;水沟电缆槽;止水带固定工装

宝兰铁路客运专线隧道施工针对隧道二衬端头止水带易偏位变形、矮边墙中埋式止水带易跑位、仰拱圆弧面难以控制、水沟线形歪斜等易产生隐患或影响进度等关键环节,进行了隧道施工科技攻关研究,并在实际工程中采用了二衬台车钢端模、止水带固定工装、轨行式液压水沟电缆槽台车及自行式液压仰拱台车等工法和工装设备,取得了较好的效果。

1工程概况

宝鸡至兰州客运专线东起陕西省宝鸡市,自西宝客专宝鸡南站引出,沿渭河峡谷南岸向西,至甘肃省天水市麦积区新建天水南站,出站下穿c河及天水北山滑坡群,沿天f公路向西北方向至秦安县设站,出站沿天f公路西行,经通渭县、定西市至兰州市榆中县,穿越皋兰山、沈家岭后引入终点兰州西站。宝兰铁路客运专线BLZQ-2标,里程起讫范围为:DK655+448~DK683+620,全长28.172km。其中桥梁长1.08km,占线路的4%,隧道长27.055km,占线路的96%,整个标段以隧道为主,共有双线隧道6.5座,分别为5899延km的太宁隧道、7621延km的晁峪隧道、6306延km安平隧道、3731延km的林光村隧道、1706延km的南马棕山隧道及千家沟隧道、1735延km的牛背隧道(半)。隧道二衬采用模筑混凝土台车组织施工,仰拱采用仰拱台车组织施工。隧道防水要求达到一级防水标准,施工采用“防、排、堵、截结合,因地制宜,综合治理”的原则。隧道拱墙每环设置背贴式、中埋式钢边止水带,仰拱与拱墙交接处设置中埋式止水带、止水条。隧道两侧设纵向通长电力、电信、水沟电缆槽。

2新工艺的运用

2.1二衬台车钢端模

针对隧道二衬端头止水带易偏位变形及端部混凝土不平整的.问题,对二衬台车钢端模进行改造设计,二衬台车钢端模构造如图1所示,主要由二衬台车+固定钢模+活动钢模+内侧木模及顶托、工字钢固定后座等组成。钢端模分块尺寸、重量,及联接情况如下:钢端模由固定钢端模D2及活动钢端模D1组成,每块长度为402mm,重量分别为14.2Kg、11.9Kg;每块钢端模设计为L型结构,高度均为210mm,宽度分别为220mm、150mm(可根据设计止水带的位置进行适当调整)。隧道二衬台车钢端模技术的应用,很好的确保了二衬端部混凝土表面的平整、不变形;固定钢模及活动钢模很好的固定了环向止水带的位置,并保护止水带不受损伤。解决了隧道二衬施工端部不平整及止水带褶皱变形等问题,确保了隧道施工质量,效果显著。

2.2止水带固定工装

一般隧道施工中仰拱和拱墙分开浇筑,为确保仰拱与拱墙之间施工缝的防水性能,需在浇筑仰拱时沿纵向铺设中埋式止水带。传统的施工工艺一般存在纵向止水带定位困难、施工效率低、成型后止水带线型弯曲、止水效果差等问题。为解决这点问题,研究设计了纵向止水带固定工装的方法,其构造如图2所示。主要由定位销、U型定位钢筋、加密U型卡具、纵向角钢等部件组成。按矮边墙施工每工班施工长度,该工装纵向角钢长度设计为10~12m、定位销及U型钢筋每150~200cm设置一道。技术成果的应用,解决了纵向止水带线型弯曲、定位困难的问题。在矮边墙施工过程中,准确、稳固的对纵向止水带进行定位,确保隧道施工质量,取得良好效果。

2.3轨行式液压水沟电缆槽台车

2.3.1轨行式液压水沟电缆槽台车构造为满足电力、通信以及隧道排水等功能要求,需在轨道两侧设置水沟及电缆槽。为提高施工效率同时保证施工质量,采用轨行式液压水沟电缆槽台车,其构造如图3~4所示。主要由桁架支撑系统、行走系统、液压系统、模板系统等组成。台车长度为10~12m,每3m间隔设置4道桁架;行走系统采用轨行式,液压电气驱动;桁架两侧设置支撑梁,采用液压杆件连接模板系统;模板采用整体钢模,长度同台车长度。2.3.2轨行式液压水沟电缆槽台车优点和效果质量控制好:轨行式液压水沟电缆槽台车采用整体钢模设计,模板强度大、稳定性好,避免施工过程中出现“跑模”现象;并在钢模上设置附着式振动器,振动时间采用数控方式,确保了振动效果,避免出现蜂窝麻面、翻砂等现象。施工效率高:隧道水沟电缆槽传统施工方法采用小块模板进行拼装,整体性差,模板安装及加固支撑、模板拆除耗时较长,每循环施工模板采用人工倒运,施工效率低,每循环施工周期约3天。采用轨行式液压水沟电缆槽台车进行施工,台车拼装完成后,每次施工作业只需要安装钢轨,台车就位后,全自动进行操作,进行模板的就位,不需拼装和拆除模板,施工快捷,每循环施工周期1天。水沟电缆槽台车施工的水沟、电缆槽效果详如图5。

2.4自行式液压仰拱台车

2.4.1自行式液压仰拱台车构造根据相关要求,仰拱浇筑与仰拱填充要分开浇筑,且仰拱混凝土要一次性浇筑(即不留施工缝)。因仰拱中部弧度较小,坡度平衡,可不设模板;而两侧混凝土由于坡度较大,且需预留施工缝、安装止水带,需设置模板。浇筑时先采用自然摊铺的方法从中间向两边浇筑,浇至仰拱模板下沿时,改由仰拱两侧的顶部入模。根据上述浇筑方法,为保证浇筑质量,加快施工进度,采用自行式液压仰拱台车,该台车总体构造如图6,主要由纵向主梁、圆弧模板、行走系统及配重平台、液压系统、端头模板及支撑系组成,其中仰拱模板构造。2.4.2自行式液压仰拱台车的优点采用仰拱台车,确保仰拱与填充层分开浇筑,施工规范。施工效率高:传统的施工方法,仰拱每循环施工周期为4天,采用仰拱台车施工,每循环施工周期为2.5天。确保步距红线不超标:采用仰拱台车施工,每月的仰拱进尺可达到120~144m,与围岩开挖进尺相匹配,有力的保证了仰拱距离掌子面的距离不超标。现场施工实体效果图。

3结语

本文总结了在铁路隧道仰拱施工及水沟电缆槽等的施工过程中,系列新技术成果的成功应用,实现了隧道仰拱快速、高效的施工,确保了隧道工程质量及安全,无论在施工进度还是施工质量上均得到了很好的控制,取得了显著的经济效益;同时为隧道施工提供了工程实践参考。

参考文献

[1]肖广智.铁路隧道施工新技术[M].北京:人民交通出版社,

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篇5:钢管混凝土在抗震工程中的应用论文

钢管混凝土在抗震工程中的应用论文

摘要:简要介绍了钢管混凝土的特点和发展史,针对前人已研究的成果,综述了不同截面、不同空心率、不同结构下的钢管混凝土构件的抗震性能,为钢管混凝土在实际抗震工程中的运用提供了参考建议。

关键词:钢管混凝土;抗震性能;耗能能力

0 引 言

钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土。随着高层、超高大跨度建筑的需要,钢管混凝土结构凭着承载力高、造价低、施工方便、抗震性好等优越的条件被广泛应用,很多研究者做了很多关于钢管混凝土的抗震性能分析和研究,取得了很大的成果,并在抗震工程中得到广泛应用。

1 钢管混凝土的特点

钢管在纵向轴心压力作用下,属于异号应力场,其纵向抗压强度将下降,小于单向受压时的屈服应力,同时钢管是薄钢管,单向受压时,承载力受管壁局部缺陷的影响很大,远远低于理论临界应力计算值;对于混凝土,强度低,截面大,随着混凝土强度增大脆性增加,而混凝土抗拉性比较差[1]。

钢管混凝土是新型结构[2],正好弥补了两者的缺点,在钢管混凝土构件在纵向轴心压力作用下,由于混凝土的密贴,保证了钢管不会发生屈曲,可以使这算应力达到钢材的屈服强度[3],使钢材的强度承载力得以充分发挥;对于混凝土,混凝土不仅受到纵向压力,还有受到钢管的紧箍力,使混凝土三向受压,使混凝土纵向抗压强度提高,弹性模量也得到提高,塑性增加。

钢管和混凝土的共同作用下,使得钢管混凝土构件有以下特点:

(1)构件承载力大大提高。1976年哈尔滨锅炉厂做了一次简单的对比试验,得到钢管混凝土柱轴心受压下承载力是空钢管和管内径素混凝土柱之和的173%。

(2)良好的塑性和韧性。这种新结构在承受冲击荷载和振动荷载时,有很大的韧性,所以抗震性能比较好。

(3)造价低, 从很多实际工程可以看到,钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土柱相比,节约混凝土50%以上,结构自重减轻50%左右,钢材用量相等或略高,不需要模板。与钢结构相比,可减少钢材50%左右。

(4)施工简单,可以缩短工期。

2 钢管混凝土结构的发展史

钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。

在19世纪60年代前后,钢管混凝土结构在苏联、北美、西欧和日本等发达国家得到重视,并开展了大量的试验研究,但是施工工艺得不到解决。

在19世纪80年代后期,由于先进的泵灌混凝土工艺的发展,解决了施工工艺的问题。如1879年英国的Severn铁路桥的建造采用钢管桥墩,在管内灌了混凝土防止内部锈蚀并承受压力。

1923年,日本关西大地震后,人们发现钢管混凝土结构在这次地震中的破坏并不明显,所以在以后的建筑,尤其是多高层建筑中大量应用了钢管混凝土。1995年阪神地震后,钢管混凝土更显示了其优越的抗震性能。

钢管混凝土在我国的发展:20世纪60年代中期,钢管混凝土引入我国。1966年北京地铁车站工程中应用了钢管混凝土柱。在70年代厂房和重型构架也应用了钢管混凝土柱;80年代后,我国开展了科学试验研究,得到了结构的计算理论和设计方法[4]。

现阶段我国对钢管混凝土性能的研究:圆形、多边形和方形、实心与空心、轴心受压与偏心受压构件的强度和稳定;压弯扭剪复杂应力状态下构件的'强度和稳定;抗震性能与抗火性能以及施工时初应力的影响等。而且取得了很大的科研成果。

3 综述前人已研究的钢管混凝土抗震性能

3.1钢管混凝土构件根据截面形状可以分为方形、矩形、多边形及圆形截面钢管混凝土构件。

国外Shinji 和 Yamazaki 等[5]对受变化的轴力和往复水平荷载作用下的方钢管混凝土柱的受力性能和位移进行研究;Amit[6]做了高强方钢管混凝土柱抗震性能的试验研究,分别分析了高强混凝土和高强混凝土对构件滞回性能的影响;Kang 和 Moon[7]考察了方钢管混凝土柱恒轴力在低周反复荷载和单调荷载作用下构件的承载能力和耗能能力,得到方钢管高强混凝土柱滞回曲线饱满,即使在高轴压比的情况下,都没有明显的捏缩现象;试件有较好的耗能能力,位移延性系数均大于 3[8]。方钢管高强混凝土柱与普通方钢管混凝土柱[8]相比,有较高的弹性刚度和极限荷载;与高强混凝土柱[10]相比,有良好的耗能能力和更小的强度退化;与纯钢柱比,有良好的抗失稳能力。

苏献祥的矩形钢管混凝土柱在循环荷载作用下的性能研究中得到矩形钢管混凝土柱承载力高,变形能力强,有较稳定的后期承载力,延性系数在6.89~11.53[11]之间,满足延性柱的抗震要求,矩形钢管混凝土柱的滞回曲线饱满,没有明显的“捏缩”现象,耗能能力强,具有良好的抗震性能。

随着边数越多,钢管混凝土构建的组合性能越好,产生的紧箍力增大,承载力增大,塑性增强,承载力是抗震重要指标之一,因此圆形钢管混凝土具有较好的抗震性能。

矩形钢管混凝土柱与梁节点构造简单、连接方便,还能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点,最重要的是矩形截面存在刚度的强轴和弱轴,它可以按要求提高强轴方向的刚度,而弱轴方向刚度基本不变,从而提高截面整体效果;但是矩形各边不相等所以受到的紧箍力不同,不如方形截面受紧箍力相等。圆钢管混凝土构件的钢管对核心混凝上起到了有效的约束,使混凝土的强度得到了提高,塑性和韧性大为改善。截面选择时应该根据实际情况抓住主要的矛盾。

3.2钢管混凝土在房建中用于框架结构、框架剪力墙、剪力墙及筒体结构中。

Kim和 Bradford[12-13]指出钢筋混凝土框架结构抗侧刚度较小,为了使结构既具有较高的抗侧刚度,又有较好的耗能性能和承载力。有钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究[14]得出此实验的P一△滞回曲线均呈现出饱满的棱形,充分表明钢管混凝土框架的耗能能力强和延性好。在破坏阶段,梁出现屈服甚至屈曲,得到钢管混凝土柱的抗倾刚度及塑性很好,整个结构的P一△曲线无下降段,具有较强的变形能力。

为减小高层建筑底部剪力墙的厚度,减缓箍筋的密集程度,提高剪力墙的抗震能力,可以采用钢管混凝土剪力墙结构,有试验[15]表明钢管混凝土剪力墙试件的开裂荷载、名义屈服荷载和弹塑性变形能力都大于相同参数的钢筋混凝土剪力墙试件,而且约束边缘构件为端柱的钢管混凝土剪力墙,其变形能力大于约束边缘构件为暗柱的矩形截面钢管混凝土剪力墙。

钢管混凝土减震框架结构在地震中消耗的地震能量相对较小,而钢管混凝土减震框架结构(三重钢管防屈曲支撑)具有与钢管混凝土框架剪力墙结构相当的承载力,并在变形能力延性和耗能能力等方面均有明显的提高,对刚度退化和强度退化也有明显的缓解,具有更合理的受力性能和破坏机制,新型三重钢管防屈曲支撑起到良好的耗能减震作用,有效地改善钢管混凝土框架的抗震性能[16]。

基于性能的钢管混凝土空间筒体结构试验[17]中得出此结构在Y向罕遇地震作用下,单侧支撑屈服,表明对于Y轴不对称的布置,对结构扭转影响显著;结构在X向罕遇地震作用下,个别重要构件钢管混凝土柱进入边缘屈服状态,少数支撑和钢梁边缘屈服,Y向罕遇地震作用下,偏心扭转相对较小,几乎不进入屈服状态,2个方向的层间位移角均小于1/50的要求,但是结构抗震能力完全达到了性能目标D的水准,接近c的水准[18],得出钢管混凝土空间结构在X向罕遇地震下注意重要构件的强度和延性要求,在Y向罕遇地震作用下注意结构布置对称,避免偏心对结构的扭转作用,只要布置合理抗震性能还是比较强的。

为了改善钢管混凝土框架结构的受力性能,通常在钢管混凝土框架中设置支撑[19-20]来提高结构的抗侧刚度,但是在大震作用下,支撑有可能会出现失稳,可以通设置剪力墙来提高抗侧刚度,但剪力墙与钢管混凝土框架的协同工作以及大震作用下钢管混凝土框架能否成为第二道防线这些都有待研究。

3.3 钢管混凝土可以根据钢管内是否充满混凝土分为实心钢管混凝土与空心钢管混凝土。

实心钢管混凝土结构会使结构自重加大,地震作用下影响效应加大,但是要根据具体工程实际的截面尺寸和承载力来决定是否采用实心钢管混凝土。

诺丁汉特伦特大学的 Y.L. Song 等进行了一组纯空心混凝土短柱与空心钢管混凝土短柱的轴压试验,试验结果表明纯空心混凝土短柱的破坏表现为非常明显的脆性破坏,而空心钢管混凝土短柱则表现出了较好的延性,其承载力几乎比纯空心混凝土短柱提高了50%[21-22]。

K.A.S. Susantha、Hanbin Ge 等人分析了作用在圆形、八边形和方形钢管混凝土柱内填混凝土上的侧压力,指出平均侧压力极值与柱的材料和几何特性有关,研究了各种截面形状的钢管混凝土柱的后期工作性能,对于混凝土强度和后期工作性能,试验结果与计算结果都吻合良好[23]。

方形空心钢管混凝土不适合应用于需要抗震设防的建筑结构中;而圆形截面的空心钢管混凝土,对于不同空心率的构件,控制适当轴压比的限制,能够满足《实、空心钢管混凝土结构设计规程(CECS 254-)》中要求的结构分析参数限值。为了满足抗震的要求,规程中关于空心钢管混凝土柱设计轴压比限值给了太大,应当作适当的修正,建议空心钢管混凝土设计轴压比大些,可通过计算满足,此时构件具有较好的抗震性能;轴压比、空心率及截面形式都是影响空心钢管混凝土压弯构件滞回性能的重要参数。其影响为:轴压比越大,滞回环小而且扁瘦,耗能能力越差,强度退化越剧烈,刚度退化越快,对构件初始刚度影响不大,水平极限承载力有先增大后减小趋势,延性减小;空心率越大,滞回环小且扁瘦,耗能能力越差,强度退化剧烈,刚度退化快,构件初始刚度减小,水平极限承载力下降,延性越差;相比于等效面积相同的方形截面构件,由于圆形截面空心钢管混凝土中的钢管和混凝土的组合性能比较强,在压弯作用下,耗能能力更强,强度退化和刚度退化不明显,初始刚度和水平极限承载力增大,且延性较好。

3.4 新型钢管混凝土抗震性能

蔡克铨和林敏郎进行了圆中空夹层钢管混凝土柱抗震性能的试验研究[24],表明径厚比为150和75的圆中空夹层钢管混凝土柱的峰值应变约为无约束混凝土的1.6~2.3倍,这说明混凝土受到了很大的约束,混凝土三向受压使混凝土延性增加,使得破坏过程减缓。中空夹层钢管混凝土柱的复合弹性模量为实心钢管混凝土柱的1.5倍以上,这说明中空夹层钢管混凝土有较高的复合弹性模量,有较高的轴向刚度。还有即使设计的中空夹层钢管混凝土柱的轴向强度低于实心钢管混凝土柱,但是抗弯能力却比实心钢管混凝土强。

在钢筋混凝土柱的截面中部设置圆钢管的柱,或由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土组合而成的柱,称为钢管混凝土组合柱,简称组合柱;若钢管内外混凝土不同期浇筑,则称为钢管混凝土叠合柱,简称叠合柱。钱稼茹、康洪震开展了对钢管高强混凝土组合柱抗震性能试验研究,其试验得到试件的滞回曲线饱满,位移延性系数都大于4,极限位移角都大于1/40,耗能能力和极限位移角大于参数相近的高强混凝土柱[25]。可以根据地区抗震等级选择是否采用这种组合柱,使其满足抗震要求,同时减少资源的浪费。

4 结束语

钢管混凝土结构与相同参数下钢筋混凝土柱相比有较好的承载力和塑性,因此具有较好的抗震性能。在选择钢管混凝土的截面形式时要根据结构的需要,若设计部位其中一个方向轴向刚度较大,而地区地震作用不大可以选择矩形截面;若地震作用较大时,各方向轴向刚度相差不大的情况下,可以选择圆钢管混凝土。对于空心率下抗震性能要根据计算,然后选择反复荷载下承载力高和钢管与混凝土组合性能比较好的空心率。充分利用已研究的钢管混凝土抗震性能设计方法,计算和验算新型钢管混凝土构件是否可以既节省造价又安全可靠。

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篇6:高压旋喷桩在水利枢纽工程中的应用论文

高压旋喷桩在水利枢纽工程中的应用论文

1、前言

高压喷射注浆技术自20世纪70年代从日本引进我国已有三十多年的历史。当时该技术主要用于软土地基的加固,到了20 世纪80 年代以后开始用于堤坝防渗。目前,该技术已在全国进行了推广应用,并用于长江三峡等大型水利工程。它具有安全可靠、适用的土质广,施工压缩试验噪音小,桩身强度高,固结体形状可控制,料源广阔,价格低廉等特点,因此在建筑物地基加固、深基坑开挖支护与止水、边坡稳定、堤坝防渗、盾构隧道沿线加固以及山岳、隧道可能坍塌部位加固等方面应用很广。

2、 高压旋喷桩技术要点

2.1 技术原理。高压旋喷技术是采用三重管法,喷射介质为水、水泥浆液和压缩空气,使喷射管边旋转边提升,利用高压水形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥浆液充填,形成圆形断面状的凝结体,以提高围堰防渗能力的施工技术。

2.2主要技术参数

2.3施工工序和设备。

高压旋喷施工工序为:钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。2.3.1 钻孔。钻孔采用风动钻机套管跟进钻孔成孔,钻孔布置为单排,分二序施工,孔径146mm,孔位偏差≤10cm,孔斜≤1.0%,孔深不得小于设计孔深。钻至设计深度后,强风清孔,清孔验收合格下入特制PVC管护壁,液压拔管机起拔套管,孔口妥善保护。钻孔过程中对孔位、孔深、地层变化(表现为钻进速度骤变,返渣特性变化等现象)、特殊情况及处理措施等都作详细记录。

2.3.2制浆。高压旋喷浆液为水泥浆。使用水泥为32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比为1.2:1~0.8:1,浆液密度为1.55g/cm3~1.7g/cm3。水泥浆采用二级搅拌,二级过滤。一级搅拌时间不少于90s,经过滤后进入二级搅拌机,边搅拌边过滤边使用,过滤筛网眼尺寸为2mm。 2.3.3高压灌浆。高压旋喷灌浆在钻孔施工完成并检验合格后进行,采用二序施工,先喷Ⅰ序孔,后喷Ⅱ序孔。注浆前先进行地面试喷,检查机械及管路情况,如水、气、浆是否畅通,各种参数是否满足设计要求,一切正常后,垂直下入喷管至设计深度,先送水泥浆液,后送水和气,按规定参数进行原位喷射,待孔口返出浆液密度达到1.2 g/cm3后再按设计的提升速度由下至上进行连续旋喷作业,如果中途因故中断后恢复施工时,应对中断孔段进行复喷,复喷搭接长度不小于0.5 m。灌浆施工的各种技术参数见上表。 2.3.4静压回灌。当高喷灌浆结束后,先停止水和气,再停水泥浆,由于孔内浆液会发生析水、沉淀和凝固收缩,高喷桩的顶部会产生凹穴,需用水泥浆及时进行静压回灌填补。静压回灌要间断进行,直至填筑到孔口,浆液不再下沉时为止。每孔完成高喷灌浆后,要对水泥浆管道系统进行冲洗,防止管道堵塞。

2.3.5主要施工设备有:风动油压钻机、高压旋喷台车、高速拌浆机、高压水泵、空压机等。

3、 施工记录

在高喷灌浆施工中必须每天做好施工记录,记录中按造孔和灌浆分别记录,记录主要内容一、造孔记录:造孔记录内容包括孔号、序号、桩号、钻孔时间(包括开钻时间和完成时间)、钻孔深度、基岩深度、地质分层描述以及钻孔过程中出现的问题等项内容;二、高喷灌浆记录:包括孔号、序号、桩号、灌浆时间、提升速度、旋转速度、摆动角度、水、气、浆的压力和流量、浆液密度、孔口返浆情况以及出现特殊情况的处理等内容。

4 、施工中特殊情况的'处理 高喷灌浆施工中,在钻孔和灌浆过程会出现漏浆、冒浆、串孔等问题引起压力突降或骤增、孔口回浆密度或回浆量异常等情况,此时,必须查明原因,及时进行处理。本工程在高压旋喷灌浆中,以上情况都有不同程度发生,经过及时恰当的处理,确保了施工进度和质量。

4.1漏浆。漏浆是由于地层中存在砂、砂砾石或通道,主要表现在钻孔或灌浆时孔口不返浆或返浆量降低。 解决方法:①降低喷射管提升速度或停止提升,②降低高压水(或浆)压力、流量,进行原地灌浆,③浆液中掺加速凝剂,④加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆,⑤向孔内冲填砂、土等堵漏材料。

4.2冒浆。冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出。解决方法:当冒浆量过大时,通过提高射流压力或适当缩小喷嘴孔径,或加快旋转和提升速度,减少冒浆量。

4.3串孔。串孔是指在某一孔口正常灌浆时,浆液从相临孔口返出,说明钻孔在地下有通道相通。

解决方法:应立即封堵被串孔,待串浆孔高喷灌浆结束后,尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。串浆量较大,应降低风压并加大进浆浆液密度或浆量。

5、 压旋喷桩质量检查

在高压旋喷灌浆施工过程中,应对水泥、浆液和各道工序的质量严格进行控制和检查,灌浆结束后,可采用大开挖检查法,钻孔取芯检查法等方法对旋喷桩体进行质量检查和综合质量评定。

5.1大开挖检查法。沿旋喷桩一侧进行开挖,挖深一般2~2.5m。用肉眼直观检查Ⅰ序、Ⅱ序孔喷射距离、衔接情况,在不同部位横向打孔取芯检查桩体厚度、强度等项指标。

5.2钻孔取芯检查法。高压旋喷桩完成14天后,可在桩体上布置钻孔取芯。检查孔孔位布置在桩体中心线上的相邻两孔的搭接处,自上而下分段钻孔、取芯。每个单元工程可布置1个检查孔。

6、 结束语

高压旋喷灌浆技术具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点,随着这项技术逐步成熟,必将在更多的防渗工程中推广和使用。

篇7:清水混凝土在地铁高架桥工程中的应用论文

清水混凝土在地铁高架桥工程中的应用论文

摘要:在广州地铁四号线高架桥工程桥墩施工前,针对清水混凝土的原材料、配合比、模板、混凝土浇筑、养护等环节进行了全面的模拟试验,将试验结果用于正式施工,保证了清水混凝土的工程质量,取得较好的外观效果。

关键词:清水混凝土;模拟试验;外观质量

清水混凝土建筑作为一种建筑表现形式,能够完整而有效地保留混凝土建筑本身具有的颜色和机理。它的特点是混凝土一次成型,直接采用现浇混凝土的自然色作为饰面。

广州地铁四号线有长达21km的高架线路,为了尽量减轻地铁高架桥对城市景观与周边环境的影响,对高架桥外观质量提出了较高的要求,并首先在高架试验段土建工程一标开展了有关清水混凝土的一系列试验研究,本文结合该工程应用清水混凝土的实践,对清水混凝土技术进行介绍与探讨。

1质量标准

现行国家规范对清水混凝土并没有明确的定义和质量标准,通常根据国外的标准或根据工程经验制订清水混凝土的质量验收标准。针对地铁高架桥工程的特点,通过多次专家论证,最终制订了广州地铁四号线高架桥工程混凝土特殊技术要求,明确了要达到的质量验收标准。

1.1表面观感质量标准

(1)颜色:要求清灰色且色泽均匀,无明显色差。

(2)表面:混凝土密实整洁,面层平整,阴阳角的棱角整齐平直,节点或交角、交线、交面清晰,起拱线、面平顺。无油迹、无锈斑、无粉化物,无流淌和冲刷痕迹;无明显裂缝、无漏浆、无跑模和胀模,无烂根、无明显错台,无冷缝,无夹杂物;无蜂窝麻面、裂纹和露筋现象;无明显的气泡、砂带和黑斑现象。

(3)结构工程保持拆除模板后的原貌,无剔凿、磨、抹或涂刷处理的痕迹。

(4)穿墙预埋管孔眼整齐,孔洞封堵密实平整,墩台、梁体外观色泽基本一致。

(5)混凝土保护层准确,无露筋;预留孔洞、施工缝、变形缝整齐平整。

1.2外形尺寸标准

(1)结构轴线通直、几何尺寸准确,阴阳角的棱角整齐、角度方正;所有结构线条规则顺直,无明显的凹凸及错位。

(2)模板拼缝严密平整)无明显错台痕迹。

(3)垂直度、平整度的允许偏差应小于混凝土结构工程施工质量验收规范的要求。

2试验研究

2.1室内试验研究

为达到清水混凝土的质量标准,由混凝土搅拌站针对混凝土的色泽、和易性、含气量及外观质量等方面做了大量的室内对比试验。试验情况及结论如下:

(1)为达到设计要求的“青灰色”标准,首先针对不同品牌水泥进行了大量试验,对混凝土试块进行对比,最终选定一种颜色符合要求且货源稳定、质量有保证的水泥品牌,以及两种备选品牌。

(2)为确保混凝土的和易性良好,选用了不同的水泥、粉煤灰、外加剂进行了大量的对比试验。在减水剂方面,对不同品牌进行了不同掺量的对比试验,试验表明,可通过调整减水剂的掺量来控制混凝土的保水性。同时,也选用了不同等级、不同掺量的粉煤灰来试验粉煤灰对混凝土和易性的影响,结果表明以I级粉煤灰为好,且掺量控制在40kg/m3以下时对混凝土的外观影响较小。

(3)为找出对混凝土外观的关键影响因素,在室内对不同品种的减水剂、脱模剂,不同的砂率和细度模数,不同的拆模时间和养护条件做了几十组的对比试验。结果表明:减水剂对混凝土的含气量影响较大,应选用缓凝效果明显、减水率高、坍落度损失小的减水剂;使用不同的脱模剂时,混凝土表面的气泡含量不同;一定程度上脱模剂越厚,混凝土表面越光滑、气泡越少;选用细度模数为2.5~2.9的砂时,混凝土的用水量及含气量控制较好;不同的拆模时间会导致混凝土表面强度及脱模剂发挥的效果不同,对混凝土的外观质量影响也不同;不同的养护条件对混凝土外观质量也有影响。

2.2模拟试验

在桥墩正式施工前,针对清水混凝土的原材料、配合比、模板、浇筑、养护等环节进行了全面的模拟试验。从8月17日到209月23日,先后进行了7次墩柱试验,采用大块定型钢模板、吊装浇筑、插入式振动器振捣,外包塑料薄膜补水养护的施工工艺,最终采取第0次试验结果作为正式施工的数据及配合比,取入模温度30℃;坍落度80mm;水泥品种P.II 42.5;配合比为:水泥390kg,砂645kg,碎石1130kg,水175kg,粉煤灰20kg(I级),外加剂5.33kg;模板面用PVC卷材处理;采用该配合比的坍落度损失在30mm/h以内,含气量为2.6%。经过多次模拟试验,正式施工的墩柱取得了较好的外观效果。

3原材料要求及配合比设计要点

3.1原材料要求

(1)水泥的选择主要考虑两个因素,首先应选应低碱、低水化热的水泥;其次是混凝土颜色要符合要求。同时生产过程中要做到水泥同一厂家、同一品种,以确保混凝土颜色一致。

(2)砂子为细度模数大于2.4的中砂,含泥量不大于1%;石子为5~25mm粒径级配良好的碎石,含泥量不大于0.8%,针片状石子的含量不大于10%。含泥量大将会影响混凝土的颜色,针片状石子含量过大将会影响混凝土的强度及流动性。砂石原材料产地也必须固定。

(3)若为改善混凝土的和易性,降低水化热,控制开裂,经配合比试验需掺加粉煤灰时,必须选用同一厂家I级粉煤灰,烧失量小于5%,细度8%~12%。

(4)应选用引气成分低、缓凝适中的高效减水剂,减水率>20%,含气量≤3%。在使用前应进行与水泥相容性试验。

(5)拌和用水宜采用饮用水,当采用其他水源时,水质应符合我国现行标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的'规定,不得使用循环水。

3.2配合比设计要点

(1)应控制每立方米混凝土用水量在170~180kg;水灰比不得大于0.55。

(2)应保证有足够的细粉料含量以改善混凝土的和易性,提高混凝土的表面质量,胶凝材料总量视混凝土强度等级而异,建议C30~C50混凝土的胶凝材料总量控制在380~500kg/m3范围内。

(3)掺入优质粉煤灰可改善混凝土和易性,便于浇筑成型,但是掺量大将造成混凝土表面缺乏光泽、色泽不匀。因此应严格控制粉煤灰用量,试验表明粉煤灰掺量控制在10%以下为好。

(4)砂率应比普通的混凝土提高1%~2%。

(5)理论上,只要能满足施工的振捣要求,则混凝土坍落度越小,混凝土的泌水越少,气泡也越少,建议非泵送混凝土的坍落度控制在8-10cm,泵送混凝土控制在12-14cm,坍落度每小时损失值不应大于30mm。

4施工技术措施

4.1模板工程

(1)必须保证模板的刚度和稳定性,在混凝土侧压力作用下不允许变形;优先选用定型钢模板且应进行抛光处理,以保证混凝土表面的光洁度。

(2)模板应尽可能减少接缝,接缝位置应尽量隐蔽。模板制作的几何尺寸应精确、拼缝严密,模板面拼缝高差、宽度应≤1mm,模板间接缝高差及宽度≤2mm。

(3)模板的拼缝宜填实后打磨平整、严密,使接缝平顺;模板的支撑必须牢固、严密,以免发生跑浆和漏浆。

(4)模板不宜采用对拉螺栓作为固定件,宜用钢构件组成的钢围檩固定模板。模板应试拼组装,经验收合格后再整体吊装。

(5)模板一般周转3次后应进行全面检修一次。

(6)选用专业脱模剂,严禁使用废机油作为脱模剂,脱模剂应涂刷均匀。根据试验情况,钢模板内表面优先采用内贴自粘PVC薄膜。

4.2钢筋工程

(1)钢筋保护层厚度用硬质塑料垫块进行控制。

(2)绑扎钢筋的扎丝多余部分应向构件内侧弯折,防止外露造成锈蚀。

(3)钢筋端头加不锈钢帽,竖向钢筋端头缠塑料布,以防锈蚀。

(4)严格按设计图纸加工、下料,使配制的各种钢筋和箍筋平直、方正及弯钩准确;确保钢筋位置准确、预埋件固定牢固。

4.3混凝土生产运输

(1)生产拌制混凝土时,必须严格按经审批的混凝土配合比进行配料,不得随意更改。供应混凝土前对生产机组进行全面检查,确保供料期间机组正常运作。

(2)混凝土搅拌站应根据气温条件、运输时间、运输距离、砂石含水率的变化、混凝土坍落度损失等情况,及时适当地对原配合比进行微调。

(3)搅拌站质检员必须严把混凝土质量关,监控好混凝土出场坍落度和温度,检查每车混凝土拌合物的性能符合要求后,方准混凝土出场。

(4)混凝土的入模温度应控制在30℃以下。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃,混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃。

(5)搅拌站与工地应加强协调,确保混凝土在运抵工地后能及时入模浇筑。

(6)严格执行混凝土进场交货验收制度,试验员对每车混凝土的坍落度进行取样试验,如遇坍落度超出允许范围的混凝土,严禁使用。

4.4混凝土浇筑施工

(1)清水混凝土施工难度大,质量要求高,应制定相应的混凝土施工方案。最好利用夜间浇筑,以减少混凝土坍落度损失。

(2)下料时避免混凝土冲击钢筋和模板,保证下料点分散布置,严禁一次性下料过多或集中某一点下料。

(3)浇筑混凝土要连续进行,并严格控制混凝土的浇筑时间。因选用较低坍落度的混凝土,其流动性损失较快,如浇筑时间过长会影响混凝土的分散能力,容易形成蜂窝等缺陷。

(4)振捣要求快插慢拔,每棒均深入下层混凝土5cm,振捣时间为30s左右,每棒的移动距离宜为40cm。

4.5养护

混凝土如果不及时养护,表面极易因失水而出现微裂缝。建议清水混凝土构筑物在拆模之前就应对混凝土充分洒水进行养护,使水分通过混凝土和模板的间隙渗入混凝土中。拆模后先在混凝土表面洒一遍水,保证塑料薄膜内有凝结水,然后用塑料薄膜包裹严密并压实进行养护,养护时间不应少于14d。

4.6表面缺陷的修补

在施工的全过程中,有可能存在少量气泡及模板拼缝痕迹等细小弊病,处理方法为:先用与结构混凝土同强度等级,同品种的水泥,掺一定量的白水泥配成专用腻子,堵塞进小气泡内,再连同模板痕迹用细砂纸轻轻打磨,直至与结构物表面色泽、光洁度一致时为止。但实施以前必须对材料的配合比先作试验。

5结语

为了保证高架桥的外观质量,首次明确了清水混凝土的质量标准,最终取得了较为满意的效果。主要有以下几点体会:

(1)原材料控制和配合比设计是清水混凝土的质量控制重点。应该采用同一厂家、同一品种的水泥、粉煤灰和外加剂,使用同一产地的砂和碎石,同时应通过试验确定最佳的混凝土配合比,以确保混凝土拌合物的性能优良、外观色泽均匀。

(2)清水混凝土的质量绝非仅决定于混凝土材料本身,还必须从模板体系的设计、制作与安装,钢筋绑扎,混凝土浇筑质量,入模温度,拆模时间,养护方式和缺陷修补等全过程采取有效措施加以控制,才能保证清水混凝土的外观质量效果。

(3)正式施工前应进行现场模拟试验,以掌握清水混凝土的施工技术要点,同时通过模拟试验来达到人员、机具与材料供应、现场管理的最佳配合,惟有如此才能保证清水混凝土的施工质量。

(4)混凝土表面如不作任何保护,在长时间遭受来自阳光、紫外线、酸雨、油污等的破坏后,其表面效果将日趋污浊。因此,还应重视后期保养及处理。

参考文献

【1】季云聪,徐伟,不涂装混凝土施工的外观质量控制研究3建筑施工,(6).

篇8:现浇混凝土空心楼板在工程中的应用论文

现浇混凝土空心楼板在工程中的应用论文

【摘要】本文阐述了空心无梁楼板在过程中的应用,从施工工艺、质量控制措施等方面进行了探讨,旨在提供一些资料供同行们参考。

【关键词】空心无梁楼板钢筋混凝土施工技术

空心无梁楼盖是通过降低暗梁截面高度,增加板的厚度,同时在板中配置双层钢筋,并设置板肋,提高板的刚度,使暗梁与板合理受力、传力。在板中预埋高强轻质的薄壁管,减轻结构自重,从总体上降低建筑高度,减轻结构自重。

1施工工艺

施工工艺流程图为:模板支设――绘制薄壁管布置图、测量放线――并自检验收垫铁、垫块、暗梁钢筋、板底钢筋、板肋钢筋的安装,预埋板底水电线管盒――薄壁管的制作、检查和修补、薄壁管的安装、验收――板面钢筋的安装、验收及预埋水电线――浇筑混凝土,达强度要求后拆模。

2施工技术

(1)薄壁空心楼盖的模板与钢筋施工执行《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-》。

(2)模板、支撑、龙骨的设计必须根据楼板总数厚度、暗梁的宽度与平面的具体位置做恒载截取值后进行竖向和侧向稳定计算。

(3)龙骨支撑的布置宜考虑兼薄壁管抗浮锚定的要求,模板应双向起拱2.5-5.0%。薄壁管间肋钢筋安装前宜点焊成钢筋网片。

(4)薄壁管安装过程中采用调整对线的方法以保证薄壁管及预埋管暗梁、梁柱间距符合设计要求。

(6)在薄壁管安装过程中,将管垫至设计标高后,应在每段管距离管两端头的1/4管长处至少1点作抗浮锚定脚手架支架上,不得利用底层钢筋作抗浮锚定。

(6)宜在楼盖的一定范围内利用钢筋作板厚和薄壁管标高控制标识,以保证后续混凝土施工符合要求。

(7)混凝土浇筑宜沿薄壁管纵轴单向进行。不宜沿垂直薄壁管方向作多点围合式浇筑。

(8)混凝土塌落度为15-18cm,且布料与振捣同时进行保证薄壁管底部被混凝土充满、无存气囊、气泡。

3施工质量控制

GBF现浇混凝土空心楼盖体系所用新型建材GBF高强薄壁管,是采用耐碱玻璃纤维网格布为受拉材料,用超高强胶结料及添加剂为主要胶凝材料,以活化漂珠及外加剂为外掺料制成的用于现浇混凝土空心楼盖的高强薄壁管。

(1)薄壁管进场验收标准:薄壁管进场后应对其物理力学性能、外观质量、几何尺寸进行检查,符合标准的方可使用。

(2)模板安装完毕经验收合格后应对暗梁、薄壁管、预埋管盒、预留孔等进行放线定位,核对无误后方可进行下道工序施工。

(3)暗梁钢筋、楼盖底层钢筋及薄壁管肋间钢筋安装完毕必须进行验收,在确定钢筋垫块完整安装可靠后方可铺设薄壁管。

(4)壁管的吊装用特制的钢筋笼。薄壁管在被吊装至安装楼层前,须对其外观完好程度做逐根检查。管壁及管端堵头被损不应超过规定标准,否则需要进行处理后方可入模。缺损严重超标者不允许使用。薄壁管的局部破损修补可用塑料布、编织布及封口胶带等。孔洞较大时可先在孔洞内塞麻袋、塑料布等材料,以浇筑混泥土时水泥砂浆不会进入管内为准。

(5)在薄壁管的安装过程中,水电线管盒的预留、预埋应尽量减少对楼盖断面的削弱,使管线盒尽可能在管间肋处预埋管,宜采用KBG管竖向板穿板采取先埋法兰盘。必要时可以将薄壁断开或将薄壁管锯开,以让出管线的位置管线预埋情况。

(6)安装薄壁管过程中,应随安随在管顶垫木作保护,不允许直接踩踏板薄壁管。

(7)在混凝土施工中应在薄壁管上架空安装原送混凝土的水平管转向接头。布料口支座或运送混泥土的`小车通道,禁止将施工机器直接压在薄壁管上。

(8)浇筑混凝土时应随浇随校正钢筋与薄壁管的位置,并对施工时导致缺损的薄壁管进行修补。

(9)楼盖面层钢筋安装完成后,应按现行钢筋施工验收规范进行隐蔽工程验收,合格后方可进行现浇混凝土施工。

(10)为防止薄壁管在浇筑混凝上时因两侧压力不平衡造成薄壁管位置的移动,除在薄壁管之间用横向“U”型短钢筋作控制定位外还可使用木锲在管间作临时固定。以保证管间肋宽准确。但木锲在混凝土浇筑完成后应及时拔出。

(11)在混凝土浇筑过程中,最易出现整体上浮的部位是在接近收尾部分。因此应特别注意,布料应在薄壁管上,然后往下振捣,切忌由管下往前赶。如果出现整体上浮现象,应将已浇筑部分的混凝土全部掏净,整修好钢筋、薄壁管的位置后重新浇筑混凝土。

4施工难点

4.1混凝土振捣不密实

(1)混凝土水泥:选用大厂生产的优质普通水泥或矿渣水泥在425级以上。

(2)骨料:选择级配良好、洁净的河砂及卵石。粗骨料选择5-30mm的河卵石,细骨料采用级配良好的中砂(河砂),细度模数2.3-3.0,含泥量小于1.0%。 (3)配合比:优化配合比设计,严格按照施工配合比拌制混凝土,对混凝土拌和物的泌水性、坍落度进行检查,及时调整施工配合比。

(4)搅拌与振捣:采用机械搅拌、振捣。振捣必须及时,应均匀振捣,赶出混凝土中气泡,防止蜂窝麻面。振捣时派专人跟踪看模及振捣情况。

(5)外掺剂:为保证混凝土有较好的和易性,不能采用增加用水量的方法,可使用一定量的减水剂。为抵抗混凝土在凝结硬化过程中可能出现的收缩,选用U型膨胀剂。如果工作面过大,施工缝的搭接时间可能会超过混凝土的初凝时间,混凝土中还需掺入适量的缓凝剂。

4.2GBF管上浮及位移

(1)薄壁管肋间的钢筋先点焊为成型网片。

(2)在铺设薄壁管前,布置焊接钢筋网架之后,按每米2个点的间距,将18号铁丝向下穿过底板钢筋,向上斜向两边搭于钢筋网架上,布管以后,将其固定于管上。布完面筋之后,按每平方米4个点的间距,用12号铁丝,从上穿过面筋、钢筋网片、底筋,最后固定于模板底部支承钢管上。

4.3GBF易损坏其有效防止、补救办法

(1)薄壁管在装卸、搬运、叠堆时应小心轻放,严禁抛掷。吊运安装时,用专用吊篮吊运,严禁用缆绳直接绑扎薄壁管进行吊运。吊至安全楼层后应及时排放,不宜再叠层堆放。

(2)薄壁管如在安装现场损坏,临时应急补救方法是:如小面积破损用湿水泥袋粘贴其上;如大面积破损应先用湿麻袋填充,再用编制袋包好;如管端损坏用编制袋包好后用12号铁丝扭紧。

(3)安装固定薄壁管施工过程,应在管顶随铺垫木作保护,不允许直接踩踏薄壁管。

(4)浇筑混凝土时,在薄壁管上架空安装、铺设浇灌道,禁止将施工机具直接压放在薄壁管上,施工人员不得直接踩踏板筋或GBF管。

5结语

现浇混凝土空心楼盖技术是最近几年国内发展起来的楼盖结构新技术,它是在实心楼盖的基础上在其内部按照一定规则放置一定数量的高强薄壁管,用高强薄壁管来取代部分混凝土,以减少混凝土用量,减轻结构自重。是继普通梁板、密助楼板、无粘结预应力楼盖之后开发的一种现浇钢筋混凝土新结构体系。

参考文献:

[1]金建.现浇钢筋混凝土无梁空心板工作性能的实验研究.硕士学位论文,2004.

[2]余景良.现浇空心楼盖GBF管施工的质量控制.施工技术,.

[3]徐永亮.现浇混凝土空心(GBF高强薄壁管)无梁楼盖施工技术及应用.工程硕士论文,2004,9.

[4]赵龙.GBF高强薄壁管在现浇混凝土空心无梁楼盖中的应用.北京水利,2002,(4).

篇9:隧道工程中微膨胀引气混凝土的应用论文

隧道工程中微膨胀引气混凝土的应用论文

临沂市三河口隧道是山东省第一条内河隧道,也是防水面积17万m2的大体积河底隧道。全长3.84km,主隧道1.92km,宽28m,高9.2m,双向六车道,匝道暗埋段宽10m,高8.7m,单向两车道。施工进行土石方开挖300万m3,使用混凝土26万m3,钢筋4.3万t。施工采用水下明挖,具有体积大、跨汛期、工期紧等特点。因是河底隧道,隧道整体常年完全泡在水中,鉴于此,在工期紧的情况下,如何保质保量的顺利完成隧道建设,并解决好水下大体积混凝土浇筑的问题,对隧道建成后能否安全运行意义重大。

1隧道结构工程混凝土设计标准

整个水下隧道工程对混凝土结构的自防水提出了较高的要求,这完全取决于混凝土自身的致密程度和耐久性能。隧道主体工程混凝土设计为C35F300W8,采用泵送,塌落度要求140~160mm。混凝土抗碳化能力,以理论计算为1,抗冻融指标DF≥0.6。混凝土60d干燥收缩率≤0.025%。贯穿裂缝不允许出现,表面裂缝宽度≤0.2mm。

2新型混凝土的配制与施工

新型微膨胀引气混凝土施工要注意温度的控制、入模坍落度及养护振捣。混凝土浇筑和拆模施工要严格按照规范进行,混凝土浇筑完成后必须采取保湿保温养护。为进一步减少混凝土收缩对结构的影响,隧道施工过程中将隧道主体每15m划分为一个单元进行分项跳仓浇筑。在模板数量足够的情况下(为节省成本可钢模结合木模)可同时进行多仓面,跳仓浇筑,这可以极大的缩短工期,有利于跨汛期抢工期施工。

2.1新型微膨胀引气混凝土配合比设计

为实现预拌混凝土性能,保证预拌混凝土质量,必须进行混凝土配合比设计,这也是配制混凝土的重要环节。混凝土设计强度等级为C35;设计坍落度为210±20mm。材料选择:水泥PO42.5级;中砂细度模数2.8、含泥量1.4%;碎石级配5~31.5、含泥量0.5%;水用自来水;掺合料为Ⅰ级粉煤灰;外加剂为膨胀剂、引气减水剂。

2.2新型微膨胀引气混凝土配制

隧道主体工程混凝土设计为C35F300W8,采用泵送,塌落度要求140~160mm。在这种设计要求下,经过试验在普通混凝土中添加2%引气减水剂和10%的优质膨胀剂来提高混凝土抗冻性、抗渗性。该措施使混凝土内部连通的毛细孔道明显减少,并产生了许多独立且封闭的微小气泡,它们分布均匀而稳定。当孔隙内的自由水被冻结的时候,这些封闭的微小气泡会对冰冻给孔隙引起的压力进行缓冲,能有效解决因冻融而对混凝土产生的破坏,从而提高混凝土的抗冻性。混凝土内部连通的毛细孔道因膨胀剂的微膨胀作用而减少,它进行二次水化反应时的产物可以对混凝土内部的孔道进行填充,从而提高了混凝土致密性、抗渗性。试验表明,在胶凝材料用量相同的情况下,采用新型微膨胀引气混凝土的6个试件(C35W8/175mm×185mm×150mm)在龄期28d,按照加压至0.9MPa时至少4块试件不透水的标准要求进行加压均能符合抗渗要求,渗透高度为55mm,这表明其抗渗性比普通混凝土高很多。采用新型微膨胀引气混凝土3个试件(C35F300/100mm×100mm×100mm),通过冻融前后质量损失率对比试验,分析结果知,平均质量损失率为1.8%,强度损失率为5.6%,符合标准要求。

2.3具体措施及注意事项

1)严把混凝土原材料的质量关。胶凝材料、引气减水剂、粗细骨料、水等原材料的质量要严格控制。严格控制混凝土总的氯离子及碱的含量,采用新型的`聚羧酸系高性能混凝土减水剂,可减少氯离子和碱的含量,同时还可减小表面张力、增大减水率、坍落度损失小、和易性好。引气减水剂的减水率为32±2%,含气量为4.5%~6.0%,考虑引气剂掺加量为胶凝材料用量的万分之几,在工地现场不好控制,可以让外加剂厂直接在厂家就把引气剂与聚羧酸系高性能混凝土减水剂配好。混凝土的胶凝材料用优质磨细粉煤灰等活性粉料替代部分水泥充当,水和胶凝材料的比例≤0.45,要严格控制。

2)微膨胀复合掺加料的细度较细、较轻。混凝土搅拌时需要增加混凝土的搅拌时间使混凝土更加均匀,同时为保证混凝土的质量,要严格控制混凝土单位用水量,以降低混凝土的泌水,混凝土过振后也容易造成其颗粒上浮形成泌浆,在施工振捣过程中,应严防过振。在浇筑过程中,当混凝土坡脚浇到顶端模板底部时改变浇筑方向,反方向浇筑收头、清除泌水。掺加微膨胀复合掺加料的混凝土对养护要求标准更高。由于混凝土的膨胀效应,必须有膨胀结晶钙矾石的生成才能充分发挥,而结晶钙矾石生成需要大量的水。因此要加强保湿保温养护,浇筑完成2h内进行洒水保湿养护,浇水养护时间不能少于15d。在混凝土浇筑后1~7d湿养护是养护关键期,混凝土的膨胀效应要在这7d里充分发挥其补偿收缩作用。混凝土强度达到1.2MPa后上料施工。

3)生产新型微膨胀引气混凝土,掺合料的比例较大,混凝土主体结构在后期强度增长空间较大,所以用混凝土验收标准为60d或90d强度。

4)严格按《混凝土结构施工规范》GB50010-2002进行施工。

3结语

目前,临沂市三河口隧道工程已通车2年多,经过2年运行后实际观测,未出现后期裂缝。对水下工程来说,混凝土自身的致密程度和耐久性能直接影响整个工程的质量,整个工程要想达到理想的效果,必须设计、选材与施工并重,这就要求不仅要有明确的设计方案、选择合适的建筑材料,还必须在施工过程中严格控制施工质量。经过2年多的运行验证,新型微膨胀引气混凝土在大体积内河隧道混凝土施工中的应用是切实可行的,它能在工期短的情况下,保质保量完成隧道建设,并提高了大体积混凝土结构的致密程度和耐久性,使隧道建成后安全运行。

篇10:混凝土挤压边墙在昭通市混凝土面板堆石坝工程中的应用与推广论文

混凝土挤压边墙在昭通市混凝土面板堆石坝工程中的应用与推广论文

1 概述

挤压边墙施工技术是通过借鉴道路工程的混凝土路缘拉模施工技术而摸索出来的一种面板坝垫层料坡面固坡的新技术。于 20 世纪 90 年代末率先在巴西埃塔面板堆石坝(高125 m)施工中成功应用,并很快推广到多个国家。

我国于 2001 年开始对该技术进行研究。2002 年开始将该项施工技术成功应用于公伯峡面板堆石坝工程,并在国内逐渐推广应用。

我市(昭通市)于 2007 年开始对该技术进行研究。2009年开始将该项施工技术成功应用于威信黄水河水库面板堆石坝工程,并在短短的几年时间里,先后在彝良县双河水库、盐津县水子冲水库、镇雄县胡家山水库、鲁甸县月亮湾水库、昭通市黑石罗水库等多个中、小型面板堆石坝工程中推广应用。因其与垫层料同期上升,能同步完成堆石坝上游坡面保护,对气候适应性强等特点,因而在昭通地区受雨季气候条件影响大,施工工期紧的情况下,混凝土挤压边墙得到昭通市水利水电勘测设计研究院及各家施工单位的广泛关注和应用。

2 设计要求

2.1 设计断面

边墙设计典型断面为梯形(见图 1:黑石罗水库工程挤压边墙大样图),边墙以类似绞接的方式使其能适应垫层的沉降变形。其底部不会形成空腔,有效地避免了空腔对面板地不利影响。上游坡面可根据坝坡不同坡比确定。

2.2 混凝土配合比设计

配合比设计主要考虑以下几个因素:

(1)挤压机挤压力的大小,即挤压出的混凝土密实度能满足渗透要求,且尽可能与垫层料一致;

(2)挤压混凝土的强度和弹性模量能满足设计要求,其强度要低,能适应垫层料的变形,且能承受一定的.荷载和冲击。由于挤压机对混凝土配合比比较敏感。湿的混凝土行进速度快,干的混凝土行进速度慢,因此,挤压边墙混凝土须按一级配干硬性混凝土配合比设计,坍落度为 0。通常采用水泥用量 60~85kg/m3,用水量控制在 80~100 kg/m3之间,水灰比 1.31~1.45。砂率控制在 28%~30%,速凝剂掺量为水泥用量的 2%~4%。

3 施工技术及优势

3.1 施工技术

混凝土挤压边墙是在面板堆石坝的每一层垫层料填筑之前,沿着面板堆石坝上游垫层料设计边线,采用混凝土挤压机连续挤压出一低强度、低弹模、半透水的干贫混凝土贴坡斜墙。待该边墙混凝土达到一定强度后,再在其下游侧铺填垫层料,并用振动碾水平碾压完成垫层料的填筑施工。

3.2 技术优势

(1)挤压边墙一次性成型并自动形成坡面保护。可快速提供一个抗冲刷,有一定抗渗性的滞洪防护面,有利于安全渡汛,昭通市黑石罗水库度汛坝体高 42.5m,2014 年 8 月 27日,黑石罗水库工程坝前水位 33.5m,印证了挤压边墙在高水位条件下度汛的安全性与可靠性。

(2)挤压边墙替代了传统的超填、削坡、斜坡碾压、坡面防护等施工方法。简化了施工工序。机械设备简易,操作简单,施工方便、快速。挤压边墙施工速度可达(40~60)m/h,边墙成型 1h~2h 后即可进行垫层料填筑、碾压。坝前趾板区灌浆、防护、宽槽回填等可以同时施工,减少了施工干扰,施工进度明显加快,有利于缩短整个工期,提前发挥工程效益。

4 缺陷分析及处理

在理想的状态下,由于挤压边墙的弹性模量与垫层弹性模量相比有较大的提高 (垫层料经碾压后,其弹性模量在1000MPa 左右,挤压边墙的弹性模量最大为 8000MPa),且边墙可以自由变形,一般认为不会对面板产生局部挤压作用。因而与传统施工方法的计算成果相比,面板的挠度会减小。

5 需要进一步完善问题

5.1 理论突破与实验验证

(1)目前,大坝稳定计算与变形计算中均为对整个大坝进行计算,单独挤压边墙在大坝运行中所起的作用难以量化。

(2)对面板附近受力分析。一般认为认为在大坝运行期间,受上游面板应力的作用。挤压式边墙会被逐渐压碎,性质上逐渐与垫层料类似。这种理论推测还有待于进一步的试验研究与论证。

5.2 规程规范的完善与统一

挤压边墙施工技术在国内已经用于工程施工 20 余年,单目前设计规范、施工规范、检测及试验规程均不完善。造成国标、水利及电力行业不同规范数据不统一,在工程应用中资料难以闭合。因此应该进一步使涉及混凝土挤压边墙的行业完善规程规范,以对下一步推广应用本技术奠定更好基础。

6 结语

从 2009 年至今,在昭通市范围内混凝土面板工程中,均采用了混凝土挤压边墙施工技术。其中黄水河水库已经安全运行,枢纽完工的有彝良县双河水库、盐津县水子冲水库等工程,在建的有昭通市黑石罗水库、鲁甸县月亮湾水库、镇雄县胡家山水库等工程,推荐使用该技术的有永善县营盘水库、绥江县青羊洞水库等工程。

实践表明,挤压边墙施工技术是一种简单易行的实用技术。有着明显的作用与优势。由于这种方法替代传统方法中的多道工序,提高了施工进度的同时又具有经济及适应环境性强等优势,该技术在昭通范围内得到了大量使用,随着工程经验的积累,混凝土挤压边墙技术的成熟,混凝土挤压边墙技术的应用前景更加光明。

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