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【摘要】结合工程施工实践,对排洪暗涵施工过程中容易出现的质量问题及其原因进行了总结分析,并提出了有针对性的质量控制措施和施工工艺要求,为相关工程施工提供参考。
【关键词】排洪暗涵;施工技术;混凝土;质量控制
1、工程概况
1.1建设规模
浙江省永康市花川垃圾填埋场扩容项目位于永康市城西新区西北角乌牛山区,占地面积253156m2,是浙江省重点建设项目。承担垃圾发电后飞灰填埋处理和全市生活垃圾的应急填埋处理,设计库容295万m3,项目总投资约为2.91亿元。排洪暗涵位于两山之间的谷地,沿冲沟自东向西穿过填埋库区,解决上游洪水下泄问题,设计使用年限为50 年。
1.2结构形式
排洪暗涵分进口段、涵身段、出口段三部分。主体涵身段长717m,为城门洞式现浇钢筋混凝土结构,涵洞内孔尺寸为B (净宽)×H(净高)=2.5m×3.9m,底板两角设计有30cm×30cm的倒角。
1.3主要技术要求
1.3.1建筑物地基持力层为强风化凝灰岩,承载力特征值为280Kpa,当基础开挖完成后,地基承载力特征值达不到设计要求时,应超挖至强风化凝灰岩,超挖部分采用浆砌石换填,毛石强度MU30以上,水泥砂浆M10。
1.3.2暗涵混凝土抗压强度设计值为C30,抗渗等级为P6。施工时要求模板尺寸準确,不漏浆,振捣密实,避免出现冷缝。暗涵壁板浇筑时在底板以上300~500mm处设置一道水平施工缝,缝内设-300×4mm钢板止水带一道。
1.3.3暗涵变形缝间距为10~20m,结合地基情况设置,浆砌石换填区域与基岩间必须设置。
变形缝采用CB400×10-20型中埋式橡胶止水带,缝内用聚乙烯闭孔泡沫塑料板填充,双组份聚硫胶进行嵌缝密封。
2、施工工艺流程和施工方法
暗涵的施工工艺流程如下:
①施工准备→②土石方开挖→③地基处理→④垫层混凝土浇筑→⑤底板钢筋混凝土施工→⑥施工缝处理→⑦侧墙及顶拱钢筋混凝土施工→⑧变形缝处理→⑨土方回填。
暗涵钢筋混凝土施工分两步进行,第一次混凝土浇筑到底板以上400mm施工缝处,第二次浇筑侧墙及顶拱混凝土,采用跳仓法施工。
3、质量问题原因分析及控制措施
在市政、交通、水利等基础设施工程中,为方便交通或排水,经常以现浇混凝土暗涵作为交叉建筑物,暗涵在施工过程中受人员、材料、机具及环境等因素的影响,容易出现各种质量问题。根据施工工艺流程结合多年的施工经验,认为暗涵混凝土施工在底板钢筋混凝土、侧墙及顶拱钢筋混凝土、变形缝、施工缝等几个工作中容易出现质量问题,下面就相关工作质量问题的表现、成因和控制措施进行介绍。
3.1底板钢筋混凝土施工
3.1.1质量问题及成因分析
①底板两侧外壁根部露石或蜂窝:产生的原因主要有垫层表面不平整;模板与垫层间漏浆;混凝土浇筑过程中模板上浮等。
②底板倒角部位露筋、露石、蜂窝、麻面:产生的原因主要有混凝土和易性较差,坍落度过大,倒角部位下口大量翻浆;浇筑倒角部位时,混凝土分层厚度过大;倒角部位斜面尺寸较大,混凝土振捣不良,气泡孔多等。
③钢筋位移:产生的原因主要有侧墙立筋与水平筋绑扎不牢固,在自重作用下弯曲变形;施工人员和工器具直接在上层钢筋网上行走导致其下沉、移位;振捣棒直接与钢筋接触,造成钢筋移位等。
3.1.2控制措施
①垫层混凝土施工应严格按设计尺寸安装模板,浇筑过程中按设计高程进行整平,保证表面平整度;安装底板模板前,应在垫层上弹支模线,安装模板同时进行缝隙封堵;设置拉条和配重,混凝土浇筑过程中加强观察,及时调整配重,防止模板上浮。
②入仓混凝土坍落度值一般取80~100mm 左右,为改善混凝土和易性,在配合比设计时应适当提高砂率,掺入粉煤灰和外加剂;进行倒角部位混凝土浇筑时,要求分层厚度不超过200mm,同时要适当放慢浇筑速度;振捣要充分、到位,振捣棒棒头应斜插至倒角部位内,
在振捣过程中倒角下口有部分混凝土从底板翻出时,可采用模板反压,在底板混凝土接近初凝时撤除,进行收面工作。
③绑扎侧墙立筋时,应设置支撑钢管架,在立筋的上部和中部分别绑扎水平筋二道进行定位;在绑扎底板钢筋时,上层钢筋网的架立筋要牢固,可适当加密马凳,设置操作平台和走道,浇筑时人员和工器具不应直接作用在上层钢筋网上;加强振捣操作人员教育,严格要求振捣棒不要直接与钢筋接触等。
3.2侧墙及顶拱钢筋混凝土施工
3.2.1质量问题及成因分析
①施工缝部位错台、砂线、露石或蜂窝:侧墙模板固定不牢固、模板接缝不平整,漏浆严重;施工缝混凝土未凿毛或凿毛不彻底;墙体混凝土浇筑时入仓下料高度过大,造成骨料离析,同时振捣不好,致使施工缝处混凝土出现蜂窝、孔洞。
②侧墙及顶拱混凝土露石或蜂窝:主要受顶拱外模板干扰,混凝土入仓和振捣需从顶拱外模板所预留的洞口进行操作,存在骨料集中现象,混凝土平仓和振捣不充分造成。
③侧墙移位、垂直度偏差:模板架支撑强度不够或在浇筑混凝土时,两侧墙混凝土入仓分层不均匀,使一侧墙体侧压力过大造成侧墙模板产生偏移造成。
3.2.2控制措施
针对上述质量问题产生的原因,主要采取以下控制措施:
①在底板混凝土达到一定强度后(一般为设计强度的70%),进行施工缝混凝土表面凿毛,剔除表面松散混凝土,凿除浮浆部分直至露出粗骨料为止,凿毛深度不少于10mm。凿毛过程中尽量减少对粗骨料的破损,避免对钢筋和止水钢板的扰动和破坏,施工完成后清除碎屑,并用清水冲洗干净。 ②侧墙钢筋安装完成后进行涵内模板架立,涵内模板采用满堂支架支撑,纵向立杆间距为70cm,横向立杆间距为65cm,标准段纵长20m,共设29道立杆,15道横向剪刀撑,满堂支架高290cm,为保证支架的稳定性,纵横向水平杆和扫地杆全部架设,横杆左右各顶模板的龙骨。为避免模板与已浇混凝土间缝隙处漏浆,在施工缝已浇混凝土面粘贴海绵胶一道。顶拱内模板采用定型钢支架,间距为70cm,支架顶放置木枋加模板并固定。
③顶拱钢筋安装完成经验收合格后,进行外模架立,外模下部用底板混凝土施工后所留拉杆固定,在施工缝已浇混凝土面粘贴海绵胶一道。上部外模与内模的固定采用φ14止水螺杆对拉,模板背侧加竖向钢管围檩加固,横向围檩用双排钢管作为对拉螺杆的支架,拉杆横竖向间距均为70cm,内外两端用山形扣固定横向钢管围檩,用双螺母收紧,收紧时用力应均匀,为保证侧墙结构尺寸,在对拉螺杆内侧点焊短钢筋作支撑固定。顶拱外模板采用定型钢支架,间距为70cm,顶拱外支架与侧墙纵向围檩固定处的对拉螺杆从左到右采用全长设置,定型钢支架内模板采用活动快装组合模板。暗涵上部结构内外模板安装。
④用垂球检查涵身内外模板的垂直度,并进一步复核涵身中心線及左右中心线,如有偏差,用紧线器或斜撑进行调校,用槽钢打入土中作为支撑点,用拉杆收紧或斜撑顶撑加固,以保证涵体模板刚度。模板验收合格后,进行涵身混凝土浇筑施工,混凝土使用混凝土罐车装运,混凝土泵车输送入仓。浇筑前先用清水湿润混凝土表面,混凝土入仓前在结合面先铺一层水泥砂浆,混凝土的浇筑采用纵向分段、水平分层、对称浇筑的方法进行施工,分层高度不宜超过50cm,两侧墙体应均匀平起,严禁一次浇筑到顶。
3.3变形缝、施工缝处理
3.3.1质量问题及成因分析
在市政、水利、交通工程中,涵洞是常见的交叉建筑物,其中变形缝、施工缝施工操作过程中,经常发生如橡胶止水带移位、变形缝线形不顺直、漏浆、露石、蜂窝、变形缝和施工缝渗水等质量问题,其主要成因是橡胶止水带未铺平、模板加固不足、拼缝不严密,浇筑混凝土时铺料和振捣不好造成。作为防止填埋场渗沥液污染的一个组成部分,暗涵变形缝和施工缝的密封也是重点关注的控制要点之一。
3.3.2控制措施
施工缝的质量控制在上一节中已有阐述,变形缝处设有橡胶止水带,填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫塑料板和嵌缝密封膏,采取的控制措施主要有橡胶止水带的固定、模板的加工和安装、混凝土浇筑、填缝材料施工四个方面。
①橡胶止水带规格和长度根据设计图纸要求确定,由生产厂家加工成型,现场不再进行拼接作业。橡胶止水带与两侧模板接触部位要用木方加工成凹形,以配合容纳橡胶止水带中空圆形结构;结构内采用L形钢筋定位,L形钢筋焊接在结构钢筋上,间距50cm。
②暗涵两端封头模板按断面尺寸并配合橡胶止水带固定要求制作定型模板,严格控制组合安装的拼缝精度,并保证模板的强度和刚度。
③变形缝混凝土施工过程中应注意对橡胶止水带的保护,浇筑时对于水平止水带,混凝土布料应从止水带一端开始,向另一端推进,将下面的混凝土逐步填满,同时要加强振捣,排除气泡,使混凝土振捣密实后再浇筑止水带上面的混凝土。如遇到止水带上浮,应及时调整。对于垂直止水带,混凝土布料应从止水带两侧同时开始,均匀上升,避免止水带弯曲,同时要加强振捣,浇筑过程中如遇到止水带移位,应及时进行调整,使止水带位置正确。
④变形缝缝宽为2cm,缝内填充聚乙烯闭孔泡沫板,采用双组份聚硫胶进行嵌缝密封。为保证接缝面两侧混凝土与闭孔泡沫塑料板挤紧,填缝板应根据设计要求,预先加工成需要尺寸,现场拼接时采用粘接,在混凝土浇筑前安装并固定在模板内侧,不得在浇筑混凝土后粘贴在混凝土上。嵌缝材料施工前对浇筑缝进行处理,与胶体接合的混凝土面应平整,不得有灰尘及残渣。双组份聚硫胶施工基面要保持干净、干燥,聚硫胶施工时按产品说明书进行配料并必须搅拌均匀。
结语:
通过对垃圾填埋场排洪暗涵混凝土的施工过程回顾,阐述了暗涵混凝土施工中容易出现的质量问题及为避免这些质量问题出现采取的控制措施和方法。而在实际施工过程中,还有更多的方法可以恰当选用,例如我们在泡沫板加工时对嵌缝部分进行切割,安装时露出永久面1~2cm,变形缝后续施工时进行清除,有效的保证了变形缝混凝土面顺直,平整,取得了较好的效果。在总结多个类似项目施工经验的基础上,我们认为类似工程施工中,通过提前采取预防措施,根据存在的问题,改进施工工艺,同时加强施工过程细节管理,就能使工程质量达到新的、更高的标准。
参考文献:
[1]郑继虎.异型拱涵基础混凝土施工工艺探讨[J].山西建筑,2007年,33(2):298-299.
[2]《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008.
[3]《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》CECS 117:2000.
【关键词】排洪暗涵;施工技术;混凝土;质量控制
1、工程概况
1.1建设规模
浙江省永康市花川垃圾填埋场扩容项目位于永康市城西新区西北角乌牛山区,占地面积253156m2,是浙江省重点建设项目。承担垃圾发电后飞灰填埋处理和全市生活垃圾的应急填埋处理,设计库容295万m3,项目总投资约为2.91亿元。排洪暗涵位于两山之间的谷地,沿冲沟自东向西穿过填埋库区,解决上游洪水下泄问题,设计使用年限为50 年。
1.2结构形式
排洪暗涵分进口段、涵身段、出口段三部分。主体涵身段长717m,为城门洞式现浇钢筋混凝土结构,涵洞内孔尺寸为B (净宽)×H(净高)=2.5m×3.9m,底板两角设计有30cm×30cm的倒角。
1.3主要技术要求
1.3.1建筑物地基持力层为强风化凝灰岩,承载力特征值为280Kpa,当基础开挖完成后,地基承载力特征值达不到设计要求时,应超挖至强风化凝灰岩,超挖部分采用浆砌石换填,毛石强度MU30以上,水泥砂浆M10。
1.3.2暗涵混凝土抗压强度设计值为C30,抗渗等级为P6。施工时要求模板尺寸準确,不漏浆,振捣密实,避免出现冷缝。暗涵壁板浇筑时在底板以上300~500mm处设置一道水平施工缝,缝内设-300×4mm钢板止水带一道。
1.3.3暗涵变形缝间距为10~20m,结合地基情况设置,浆砌石换填区域与基岩间必须设置。
变形缝采用CB400×10-20型中埋式橡胶止水带,缝内用聚乙烯闭孔泡沫塑料板填充,双组份聚硫胶进行嵌缝密封。
2、施工工艺流程和施工方法
暗涵的施工工艺流程如下:
①施工准备→②土石方开挖→③地基处理→④垫层混凝土浇筑→⑤底板钢筋混凝土施工→⑥施工缝处理→⑦侧墙及顶拱钢筋混凝土施工→⑧变形缝处理→⑨土方回填。
暗涵钢筋混凝土施工分两步进行,第一次混凝土浇筑到底板以上400mm施工缝处,第二次浇筑侧墙及顶拱混凝土,采用跳仓法施工。
3、质量问题原因分析及控制措施
在市政、交通、水利等基础设施工程中,为方便交通或排水,经常以现浇混凝土暗涵作为交叉建筑物,暗涵在施工过程中受人员、材料、机具及环境等因素的影响,容易出现各种质量问题。根据施工工艺流程结合多年的施工经验,认为暗涵混凝土施工在底板钢筋混凝土、侧墙及顶拱钢筋混凝土、变形缝、施工缝等几个工作中容易出现质量问题,下面就相关工作质量问题的表现、成因和控制措施进行介绍。
3.1底板钢筋混凝土施工
3.1.1质量问题及成因分析
①底板两侧外壁根部露石或蜂窝:产生的原因主要有垫层表面不平整;模板与垫层间漏浆;混凝土浇筑过程中模板上浮等。
②底板倒角部位露筋、露石、蜂窝、麻面:产生的原因主要有混凝土和易性较差,坍落度过大,倒角部位下口大量翻浆;浇筑倒角部位时,混凝土分层厚度过大;倒角部位斜面尺寸较大,混凝土振捣不良,气泡孔多等。
③钢筋位移:产生的原因主要有侧墙立筋与水平筋绑扎不牢固,在自重作用下弯曲变形;施工人员和工器具直接在上层钢筋网上行走导致其下沉、移位;振捣棒直接与钢筋接触,造成钢筋移位等。
3.1.2控制措施
①垫层混凝土施工应严格按设计尺寸安装模板,浇筑过程中按设计高程进行整平,保证表面平整度;安装底板模板前,应在垫层上弹支模线,安装模板同时进行缝隙封堵;设置拉条和配重,混凝土浇筑过程中加强观察,及时调整配重,防止模板上浮。
②入仓混凝土坍落度值一般取80~100mm 左右,为改善混凝土和易性,在配合比设计时应适当提高砂率,掺入粉煤灰和外加剂;进行倒角部位混凝土浇筑时,要求分层厚度不超过200mm,同时要适当放慢浇筑速度;振捣要充分、到位,振捣棒棒头应斜插至倒角部位内,
在振捣过程中倒角下口有部分混凝土从底板翻出时,可采用模板反压,在底板混凝土接近初凝时撤除,进行收面工作。
③绑扎侧墙立筋时,应设置支撑钢管架,在立筋的上部和中部分别绑扎水平筋二道进行定位;在绑扎底板钢筋时,上层钢筋网的架立筋要牢固,可适当加密马凳,设置操作平台和走道,浇筑时人员和工器具不应直接作用在上层钢筋网上;加强振捣操作人员教育,严格要求振捣棒不要直接与钢筋接触等。
3.2侧墙及顶拱钢筋混凝土施工
3.2.1质量问题及成因分析
①施工缝部位错台、砂线、露石或蜂窝:侧墙模板固定不牢固、模板接缝不平整,漏浆严重;施工缝混凝土未凿毛或凿毛不彻底;墙体混凝土浇筑时入仓下料高度过大,造成骨料离析,同时振捣不好,致使施工缝处混凝土出现蜂窝、孔洞。
②侧墙及顶拱混凝土露石或蜂窝:主要受顶拱外模板干扰,混凝土入仓和振捣需从顶拱外模板所预留的洞口进行操作,存在骨料集中现象,混凝土平仓和振捣不充分造成。
③侧墙移位、垂直度偏差:模板架支撑强度不够或在浇筑混凝土时,两侧墙混凝土入仓分层不均匀,使一侧墙体侧压力过大造成侧墙模板产生偏移造成。
3.2.2控制措施
针对上述质量问题产生的原因,主要采取以下控制措施:
①在底板混凝土达到一定强度后(一般为设计强度的70%),进行施工缝混凝土表面凿毛,剔除表面松散混凝土,凿除浮浆部分直至露出粗骨料为止,凿毛深度不少于10mm。凿毛过程中尽量减少对粗骨料的破损,避免对钢筋和止水钢板的扰动和破坏,施工完成后清除碎屑,并用清水冲洗干净。 ②侧墙钢筋安装完成后进行涵内模板架立,涵内模板采用满堂支架支撑,纵向立杆间距为70cm,横向立杆间距为65cm,标准段纵长20m,共设29道立杆,15道横向剪刀撑,满堂支架高290cm,为保证支架的稳定性,纵横向水平杆和扫地杆全部架设,横杆左右各顶模板的龙骨。为避免模板与已浇混凝土间缝隙处漏浆,在施工缝已浇混凝土面粘贴海绵胶一道。顶拱内模板采用定型钢支架,间距为70cm,支架顶放置木枋加模板并固定。
③顶拱钢筋安装完成经验收合格后,进行外模架立,外模下部用底板混凝土施工后所留拉杆固定,在施工缝已浇混凝土面粘贴海绵胶一道。上部外模与内模的固定采用φ14止水螺杆对拉,模板背侧加竖向钢管围檩加固,横向围檩用双排钢管作为对拉螺杆的支架,拉杆横竖向间距均为70cm,内外两端用山形扣固定横向钢管围檩,用双螺母收紧,收紧时用力应均匀,为保证侧墙结构尺寸,在对拉螺杆内侧点焊短钢筋作支撑固定。顶拱外模板采用定型钢支架,间距为70cm,顶拱外支架与侧墙纵向围檩固定处的对拉螺杆从左到右采用全长设置,定型钢支架内模板采用活动快装组合模板。暗涵上部结构内外模板安装。
④用垂球检查涵身内外模板的垂直度,并进一步复核涵身中心線及左右中心线,如有偏差,用紧线器或斜撑进行调校,用槽钢打入土中作为支撑点,用拉杆收紧或斜撑顶撑加固,以保证涵体模板刚度。模板验收合格后,进行涵身混凝土浇筑施工,混凝土使用混凝土罐车装运,混凝土泵车输送入仓。浇筑前先用清水湿润混凝土表面,混凝土入仓前在结合面先铺一层水泥砂浆,混凝土的浇筑采用纵向分段、水平分层、对称浇筑的方法进行施工,分层高度不宜超过50cm,两侧墙体应均匀平起,严禁一次浇筑到顶。
3.3变形缝、施工缝处理
3.3.1质量问题及成因分析
在市政、水利、交通工程中,涵洞是常见的交叉建筑物,其中变形缝、施工缝施工操作过程中,经常发生如橡胶止水带移位、变形缝线形不顺直、漏浆、露石、蜂窝、变形缝和施工缝渗水等质量问题,其主要成因是橡胶止水带未铺平、模板加固不足、拼缝不严密,浇筑混凝土时铺料和振捣不好造成。作为防止填埋场渗沥液污染的一个组成部分,暗涵变形缝和施工缝的密封也是重点关注的控制要点之一。
3.3.2控制措施
施工缝的质量控制在上一节中已有阐述,变形缝处设有橡胶止水带,填缝材料为聚乙烯闭孔泡沫塑料板和嵌缝密封膏,采取的控制措施主要有橡胶止水带的固定、模板的加工和安装、混凝土浇筑、填缝材料施工四个方面。
①橡胶止水带规格和长度根据设计图纸要求确定,由生产厂家加工成型,现场不再进行拼接作业。橡胶止水带与两侧模板接触部位要用木方加工成凹形,以配合容纳橡胶止水带中空圆形结构;结构内采用L形钢筋定位,L形钢筋焊接在结构钢筋上,间距50cm。
②暗涵两端封头模板按断面尺寸并配合橡胶止水带固定要求制作定型模板,严格控制组合安装的拼缝精度,并保证模板的强度和刚度。
③变形缝混凝土施工过程中应注意对橡胶止水带的保护,浇筑时对于水平止水带,混凝土布料应从止水带一端开始,向另一端推进,将下面的混凝土逐步填满,同时要加强振捣,排除气泡,使混凝土振捣密实后再浇筑止水带上面的混凝土。如遇到止水带上浮,应及时调整。对于垂直止水带,混凝土布料应从止水带两侧同时开始,均匀上升,避免止水带弯曲,同时要加强振捣,浇筑过程中如遇到止水带移位,应及时进行调整,使止水带位置正确。
④变形缝缝宽为2cm,缝内填充聚乙烯闭孔泡沫板,采用双组份聚硫胶进行嵌缝密封。为保证接缝面两侧混凝土与闭孔泡沫塑料板挤紧,填缝板应根据设计要求,预先加工成需要尺寸,现场拼接时采用粘接,在混凝土浇筑前安装并固定在模板内侧,不得在浇筑混凝土后粘贴在混凝土上。嵌缝材料施工前对浇筑缝进行处理,与胶体接合的混凝土面应平整,不得有灰尘及残渣。双组份聚硫胶施工基面要保持干净、干燥,聚硫胶施工时按产品说明书进行配料并必须搅拌均匀。
结语:
通过对垃圾填埋场排洪暗涵混凝土的施工过程回顾,阐述了暗涵混凝土施工中容易出现的质量问题及为避免这些质量问题出现采取的控制措施和方法。而在实际施工过程中,还有更多的方法可以恰当选用,例如我们在泡沫板加工时对嵌缝部分进行切割,安装时露出永久面1~2cm,变形缝后续施工时进行清除,有效的保证了变形缝混凝土面顺直,平整,取得了较好的效果。在总结多个类似项目施工经验的基础上,我们认为类似工程施工中,通过提前采取预防措施,根据存在的问题,改进施工工艺,同时加强施工过程细节管理,就能使工程质量达到新的、更高的标准。
参考文献:
[1]郑继虎.异型拱涵基础混凝土施工工艺探讨[J].山西建筑,2007年,33(2):298-299.
[2]《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008.
[3]《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》CECS 117:2000.