河岸防洪堤大面积混凝土护坡施工技术应用

王 松

(福建佳叶建设工程有限公司,福州 350000)

0 引 言

河岸防洪堤护坡治理防护范围的涉及面相当广泛,但存在护坡混凝土施工范围过大,施工面坡度太陡,平顺度不好,混凝土密实度不易控制等的施工通病。疏洪道护坡混凝土的施工质量,如达不到设计要求,或者在护岸施工中出现一些严重安全隐患后,将严重威胁到广大人民群众的人身和财产安全。对疏洪道护坡混凝土的施工工艺与技术加以研究后,就可以提高疏洪道建设的施工效益并保证其施工质量,从而达到了疏洪道施工效益的最优化[1]。

1 关于水利工程护坡应用状况的分析

工程的质量优劣,是影响当地工农业生产和人们群众人身财产安全的重要因素。在建筑施工过程中,建筑物施工材料、施工工艺、施工人员专业技术水平、现场的水文地质条件等各种因素,都是直接影响工程质量的因素,为尽量地增加建筑施工时防护堤混凝土的浇筑质量和效率,需要针对工程项目的施工组织设计等管理体系进一步完善,确保工程项目的整体施工质量,提高防洪堤施工的安全性。

在施工实践中,施工管理原因、施工技术原因等是造成防洪堤护坡风险的主要因素,一旦护坡工程质量没有达到验收标准,出现质量问题就很可能造成防洪堤渗漏或出现防洪堤失稳的情况。在洪峰值施工中,它的水流速变化很大,结构承担了相当大的荷载,易造成危险的情况发生,不利于周围区域的安全生产。在防洪堤护坡施工过程中,必须做好对各种施工原因的综合考虑,做好有关处理措施的计划,以便于适应施工实际的需要[2]。

2 工程概况

福建省闽江上游流域防洪尤溪流域防洪二期尤溪段梅仙左岸防洪堤工程Ⅲ标段位于尤溪县梅仙镇,本工程为新建堤段建设范围为尤溪干流左岸梅仙电站-梅山大桥,石龟倒堤段(桩号0+000.1+127.936)堤防建设。主要堤型为下部重力式C15埋石混凝土挡墙,上部框架梁植草护坡土堤的复合式防洪堤及重力式石堤;排水箱涵6座,堤段防洪标准采用20a一遇,5a一遇涝水不浸溢设计;堤防工程交叉建筑物均为4级。

3 防洪堤护坡混凝土的配置技术

针对工程建造时混凝土的配置,相应的标准有较严格要求和规范。在工程中,规定的疏洪道护坡类型应当依据防洪堤本身性质及其周围自然环境,制定科学合理的水泥配置。首先应该做好在水泥材料投入前的检验工作,一旦发现不符合规定的,就必须尽快报告并记录在案,以防止其产生或被混用;再次是水泥产品与原材料之间的搭配[3]。需要先在正规生产厂家购买水泥原材料,并明确了采用此类标号的混凝土后,要尽量不进行替换,以避免发现原料品质差不齐,或者混合后产生的产品质量问题。

3.1 混凝土配合比计算方法

混凝土配合比计算依据《普通混凝土配合比设计规程》以及《混凝土结构通用规范》。

混凝土配制强度计算

混凝土配制强度应按下式计算:

fcu,0≥fcu,k×1.645×σ

(1)

式中:σ为混凝土强度标准差,N/mm2。取σ=5.00(N/mm2);fcu,0为混凝土配制强度,N/mm2;fcu,k为混凝土立方体抗压强度标准值,N/mm2,取fcu,k=20(N/mm2)。

3.2 混凝土原材料和配合比

混凝土材料用量对混凝土质量和裂缝的影响明显。水泥水化作用产生的水化热和收缩会造成混凝土质量问题。

本工程护坡混凝土选用水化热低的普通硅酸盐42.5水泥;粗骨料选用优质的碎石,堆积密度为1570kg/m3,粗骨料粒径为5～25mm,含泥量<1%,细骨料选用细度模数3.1的人工砂,外加剂使用型号为KL-4速凝剂,混凝土坍落度80～120mm。护坡混凝土配合比具体掺量见表1。

在将检验好的水泥运到施工现场后,需要再次进行检验,确保水泥达到施工的要求。

3.3 混凝土的搅拌

根据混凝土浇筑时间安排,将大气平均温度按14℃考虑,选择拌合混凝土骨料温度为14℃,水泥50℃,拌合水14℃、粉煤灰14℃等条件,则混凝出机温度计算如表2所示,通过混凝土出机温度计算,表明出机温度满足入模温度设计要求。

表2 混凝土出机温度计算表

4 防洪堤护坡混凝土施工技术

4.1 混凝土、块石入仓

拌制站对生产的混凝土,在进行塌落度等检验合格之后至建设施工现场。并根据现场的实际条件和工程进度考虑,选用铲斗机、吊罐等方式进仓浇筑。用于埋石混凝土中的块岩必须采用新鲜、完整的石块,无风化剥离断层和裂纹,石块表面应清理洁净,所入的仓块石表面也应处于湿润状态。所采用的块石粒径大小通常在15～45cm之间,并将15～45cm的块石埋入混凝土中,在符合实际的前提下,尽量增加埋石率,辅以人工放码。

4.2 埋石混凝土施工技术要点

首先是施工准备,将需要进行混凝土层段的模板、预埋件及管道等全部要求布置齐全,经相关方面的检测满足施工规程规范要求,按照施工图进行施工[4]。

施工混凝土模板支搭过程时,应进行现场检验混凝土的保护膜垫片有无垫好,是否符合规范标准。如用木模板时要洒水,保持混凝土的湿润。柱子模板的扫除口,必须在排除灰尘和雨水之后,才能关闭。对于作为建筑承重构件和抗渗防水工程所用的混凝土,属于预拌混凝土类型的,在混凝土制品出厂时由混凝土供应企业自行安排的相应技术人员完成鉴证。而现场拌和的混凝土则由施工单位与设计(监理)机构、拌和设备、混凝土的配制人员完成鉴证任务。

泵送混凝土时必须保持混凝土泵的持续运行,一旦出现了问题,停止时>45min或水泥发生离析现象时,应立即以加压水或其他方式冲刷管内剩余的水泥。所使用侵入的水泥振捣器一定要快插慢拉,接头部位也应均匀按顺序,逐点移动,依次展开,不可遗漏,以保证均匀振实。在施工中,在清理松散石块之后,进行了适当的浸润和冲刷,铺设混凝土的厚度一般为1.5cm,混凝土和水泥之间的比例保持在1∶0.4的范围。同时,要使振动器的平板在已振实部分之间的边界。施工结束后,还必须对护坡工程设计加以适当调整,以提高护坡的品质与效益。工程量详见表3。

表3 本工程工程量明细表

4.3 砌石工程

在本项目中,垫层填筑的尺寸、位置、粒径范围、材料级配应符合施工规定。铺筑时滤料处于湿润,以免颗粒分离,防止不同规格的料物、杂物混入。相邻层面须拍打平整,确保层次清楚,每层厚度不低于设计厚度,在分段铺筑时,应将接头处各层铺成阶梯状,防止层间间断、错位、混杂。垫层与浆砌石交界面隔离,防止流入砂浆。垫层铺筑须压实,垫层应妥善保护。完成铺筑后,在下道工序施工前需搭设脚手供人行走。图2为砌体工程施工工艺流程。

图1 砌体工程施工工艺流程

4.4 施工缝处理

混凝土浇筑完成后,由于混凝土裂缝属于薄弱环节,同时受混凝土高温变化的作用,也容易对新浇筑混凝土品质造成影响。针对实际混凝土路堤建设与施工过程中的实际状况,按每隔15～20m的距离设计一条永久施工缝分隔,将在裂缝处已填满了混凝土的密叶杉属板用沥青料混凝土勾接,缝长约2cm。外露沉降缝的表面还应进行封闭表面处理[5]。

4.5 控制温度裂缝的条件

混凝土抗拉强度可按下式进行计算:

ftk(t)=ftk(1-e-γt)

(1)

式中:混凝土龄期为t时的抗拉强度标准值用ftk(t),N/mm2;ftk为混凝土抗拉强度标准值用,N/mm2;γ为系数,根据所用混凝土试验确定,在无试验数据时,可近似地取γ=0.3;控制温度裂缝的条件为:

σz≤λftk(t)/k,σx≤λftk(t)/K

(2)

式中:K为防裂安全系数用,取K=1.15;λ为掺合料对混凝土抗拉强度影响系数用,λ=λ1·λ2,表4为混凝土抗拉强度标准值。

表4 混凝土抗拉强度标准值 N/mm2

5 水利工程中防洪堤护坡施工技术的优化

1)按照国家有关水利标准,在重点工程的防洪堤建设实施过程中,实现整体混凝土质量的合理提升,必须严格遵照相应的施工规程、规范、设计图纸组织施工,优化施工环节施工技术,实现各不同建设阶段的合理协调,实现各原材料采集环节、原材料配送环节、混凝土浇筑环节、混凝土浇筑阶段等的合理配合,并做好对这些阶段的质量管理,真正提高了混凝土的总体品质。

2)在混凝土的后期养护过程中,需要确保混凝土养护工作系统的正常运行,在规定浇筑时限内完成各种保护措施的正常应用。在防洪堤混凝土的后期维护过程中,须对混凝土表面进行稻草等覆盖措施,以确保其混凝土整体抗拉强度满足施工规程规范和设计图纸要求,同时为了防止裂纹的形成,还必须做好切缝作业的实施,有效提高混凝土的使用寿命,确保了防洪堤总体稳定性的提高。

6 结 论

随着工程建设项目的增多,施工的方式也随之增加。而虽然从施工上来说,疏洪道护坡措施是整体施工的重要基础,但是在具体的施工过程中往往会面临的各种不利因素,并由此使得其施工的质量以及稳定性逐渐下降,所以在具体实施时,施工主管部门就更需要充分重视,严格执行国家的规程规范、企业内部的规章制度,经常性组织工程技术人员的内部学习培训,提高工程从业人员的质量意识和施工技术水平,树立工程的质量就是企业的生命理念,即实现了企业效益的最大化,也提高了工程质量服务了社会和当地人民。