摘 要:本文針對干式噴射混凝土加固拱涵這一內(nèi)容，以某工程實(shí)例為載體，從施工控制的角度出發(fā)，對干式噴射砼的材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝等過程的質(zhì)量控制情況進(jìn)行逐一介紹，為內(nèi)業(yè)同行日后在從事類似工程的施工控制時(shí)能起到一定的參考價(jià)值。
近年來，隨著人們對質(zhì)量意識的不斷提高，對養(yǎng)護(hù)工作的不斷規(guī)范，我省高速公路系統(tǒng)對橋涵結(jié)構(gòu)后期病害檢測工作愈加重視，在項(xiàng)目建成通車后，每年都會定期組織專業(yè)機(jī)構(gòu)對所在路段大大小小的橋涵進(jìn)行病害排查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)病災(zāi)害，及時(shí)做好防范，以確保橋涵運(yùn)行安全。由于橋涵類型眾多、病害類型不同，橋涵的加固處理方式也隨著不同，在此不便一一進(jìn)行闡述，下面，本文就以拱涵內(nèi)襯加固為例，對噴射砼這種涵洞加固工藝進(jìn)行專項(xiàng)探討。
1、干式噴射砼工藝簡介
首先，在了解干噴砼的概念前，我們先來了解一下噴射砼的定義，噴射砼是利用壓縮空氣，將按一定配比的混凝土拌和料通過管道輸送并高速噴射到受噴面上凝結(jié)硬化，從而形成混凝土支護(hù)層。近年來，由于噴射砼技術(shù)憑借其簡單的工藝、獨(dú)特的效應(yīng)而在高速公路橋涵加固中得到廣泛應(yīng)用。
而干式噴射砼則是將骨料、水泥和速凝劑按一定比例干拌均勻，然后裝入噴射機(jī)，用壓縮空氣使干集料在軟管內(nèi)呈懸浮狀態(tài)壓送到噴槍，再在噴嘴處與高壓水混合，以較高速度噴射到巖面上。干噴使用的機(jī)械結(jié)構(gòu)較簡單，機(jī)械清洗和故障處理容易。但其缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生較大的粉塵，回彈量大，加水是由噴嘴處的閥門控制的，水灰比的控制比較難而且與操作手的熟練程度有關(guān)。其工藝特點(diǎn)有：
1.1掌握好噴頭處的用水量是控制水灰比的關(guān)鍵
干式噴射砼由于水在噴口處加入,水與干料混和時(shí)間太短而難以均勻,水灰比不易控制,造成砼強(qiáng)度波動幅度大,這就要求工人必須掌握好噴頭處的用水量,提高噴射作業(yè)的熟練水平,噴射出的砼應(yīng)是暗灰色、濕潤、光澤、無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。
1.2噴射前對待噴面的處理
首先應(yīng)在噴射前對待噴面施作必要的處理措施:鑿除松動部分;用高壓風(fēng)、水沖洗基面的油、污等物。
1.3噴射厚度的控制
在待噴面每間隔1m左右埋設(shè)1處外露長度為15cm的短鋼筋,作為厚度控制的標(biāo)記。一次噴射厚度,邊墻為6-8cm,拱部為4-8cm,分層噴射的層間停歇時(shí)間應(yīng)使前一層混凝土達(dá)到終凝。
1.4噴射混凝土的回彈率
回彈率的大小與拌合物坍落度、噴射角度、噴頭距離以及工作風(fēng)壓等有較大的關(guān)系,即坍落度值越大其回彈值就越小,同時(shí)大的坍落度值流動性好,所需的工作風(fēng)壓也小,噴射時(shí)產(chǎn)生的脈沖頻率小且粉塵少。但并不是說坍落度大噴射效果就好,因較大的坍落度其粘聚性就受到一定的影響,噴射砼在終凝前要靠其自身的粘聚性堆集成型的,故噴射混凝土的坍落度控制在10-18cm為宜,側(cè)墻的回彈量不超過15%,拱頂?shù)幕貜椓坎怀^25%,且回彈物不得重新用作噴射材料。
2常規(guī)機(jī)具配置
2.1 工作臺架
結(jié)構(gòu)合理的工作臺架不僅為噴射作業(yè)提供便利的工作空間,且由于易于掌握噴射距離而能夠大大地提高噴射混凝土質(zhì)量,因此必須根據(jù)施工現(xiàn)場斷面大小加工制作一簡易工作平臺。
2.2混凝土噴射機(jī)：可選用機(jī)型HPZ-5型混凝土噴射。
2.3混凝土攪拌機(jī)(常規(guī)強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī),配有計(jì)量設(shè)備磅秤等)。
2.4其它輔助設(shè)備：CL-9/7型空氣壓縮機(jī)(排氣量10m3/min)。
3材料選擇與配和比的確定
3.1材料選擇
3.1水泥:可采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,并考慮水泥與速凝劑的相容性。
3.2砂:宜選用中粗砂,其細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.5,砂料含水率宜為5-7%,砂子中粒徑小于0.075mm的顆粒不應(yīng)超過20%,否則會妨礙骨料與水泥的良好粘結(jié)。砂粒級配應(yīng)中砂要求。
3.3骨料:碎石最大粒徑不超過15mm,采用連續(xù)級配,不得使用間斷級配以取得最大的表現(xiàn)密度,所有超尺寸的粗骨料經(jīng)過篩選后除掉,在噴射砼中摻入速凝劑時(shí),應(yīng)避免使用含有活性二氧化硅的石材作粗骨料,以免引起堿骨反應(yīng)使噴射砼開裂破壞,粗骨料的級配須滿足設(shè)計(jì)要求。
3.4速凝劑:采用的速凝劑,應(yīng)符合下列條件: 初凝時(shí)間在5min以內(nèi); 終凝時(shí)間在10min以內(nèi); 8h后的強(qiáng)度不小于0.3MPa; 28d強(qiáng)度不應(yīng)低于不加速凝劑的試件強(qiáng)度的70%。
4.噴射砼施工工藝要求
4.1噴嘴和受噴面的距離一般為0.6-1.2m,有鋼筋網(wǎng)時(shí)為0.6-0.8m,噴射方向應(yīng)與受噴面垂直。
4.2噴射時(shí),噴嘴應(yīng)正對受噴面按順時(shí)針方向作均勻螺旋運(yùn)動,螺旋直徑為20-30cm。
4.3噴射時(shí),應(yīng)先給風(fēng),再給水,然后給電,最后送料;結(jié)束時(shí),應(yīng)先停料,再斷電,然后斷水、停風(fēng)。正常工作風(fēng)壓為0.15-0.2MPa,水壓應(yīng)比輸料管風(fēng)壓高0.1-0.15MPa。
4.4噴射混凝土和處理堵管時(shí),嚴(yán)禁噴嘴對人,以免射傷人員。噴射作業(yè)時(shí),應(yīng)配防塵口罩,操作噴槍頭的人員配備護(hù)眼罩、雨衣、長筒乳膠手套等勞保用品。
5、施工注意事項(xiàng)
5.1采用符合質(zhì)量要求的外加劑，摻外加劑后的噴射砼性能必須滿足設(shè)計(jì)要求；在使用速凝劑前，應(yīng)做與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)，初凝不應(yīng)大于5min，終凝不應(yīng)大于10min；
5.2應(yīng)控制噴射砼作業(yè)的回彈率，墻面不宜大于20%。落地的回彈料宜及時(shí)收集并打碎，防止結(jié)塊。回彈料應(yīng)過篩分類，其粒徑滿足有關(guān)規(guī)程要求的可再利用，已污染的回彈料不得再用于結(jié)構(gòu)加固。
5.3根據(jù)氣溫情況，可適當(dāng)采用墻面灑水養(yǎng)護(hù)。噴射砼的養(yǎng)護(hù)，可采用以下方式進(jìn)行：
① 噴射砼厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)刮抹修平，且在砼初凝后及時(shí)進(jìn)行。修平時(shí)不得擾動新鮮砼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與基層的粘結(jié)。 ② 待最后一層砼終凝2h后，應(yīng)淋水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。③ 當(dāng)氣溫低于+5C時(shí)，不宜噴水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)采取保水養(yǎng)護(hù)。
5.4噴射后的墻面需人工找平后一次軋光成活，達(dá)到初裝修的標(biāo)準(zhǔn)。
6、質(zhì)量檢查
6.1為了保證噴射砼的質(zhì)量，首先要對原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查的對象為：水泥、石子、砂子、水和外加劑。
6.2噴射砼加固層厚度的檢驗(yàn)方法及允許偏差：檢查噴射砼厚度，施工時(shí)可用測針、預(yù)埋短鋼筋，還可以支測模板加以控制。噴射施工結(jié)束后8h以內(nèi)，可用電鉆、風(fēng)鉆鉆孔檢查噴射砼的加固層厚度，若發(fā)現(xiàn)噴層厚度不夠，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴。
噴射砼加固層厚度的允許偏差值+8mm或-5mm。
6.3噴射砼強(qiáng)度的檢驗(yàn)：抗壓強(qiáng)度是噴射砼的主要性能指標(biāo)，質(zhì)量檢查時(shí)一般只要求做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。 按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）中對砼強(qiáng)度檢查的規(guī)定，并根據(jù)噴射砼的特點(diǎn)，取同材料、同配合比、同噴射工藝的砼作為一個(gè)驗(yàn)收批，并要求每一個(gè)工作班內(nèi)，每50m3或小于50m3工程量制取一組強(qiáng)度檢驗(yàn)試塊，每組試塊不得少于3塊。 用于檢驗(yàn)噴射砼抗壓強(qiáng)度的試塊，應(yīng)在噴射現(xiàn)場隨機(jī)制取。
從現(xiàn)場噴筑的砼板件上切割或鉆取的砼試塊，應(yīng)沒有明顯裂縫和缺損，并符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其平整度、垂直度等的要求。每組噴射砼試塊的抗壓強(qiáng)度試壓值不應(yīng)離散性太大，否則容易發(fā)生誤判。
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