摘 要:本文針對(duì)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(duì)干式噴射砼的材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝等過(guò)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(lái)，隨著人們對(duì)質(zhì)量意識(shí)的不斷提高，對(duì)養(yǎng)護(hù)工作的不斷規(guī)范，我省高速公路系統(tǒng)對(duì)橋涵結(jié)構(gòu)后期病害檢測(cè)工作愈加重視，在項(xiàng)目建成通車后，每年都會(huì)定期組織專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)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(duì)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(jiǎn)介
首先，在了解干噴砼的概念前，我們先來(lái)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(guò)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(lái)，由于噴射砼技術(shù)憑借其簡(jiǎn)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(jiǎn)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(dòng)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(rùn)、光澤、無(wú)干斑或滑移流淌現(xiàn)象。
1.2噴射前對(duì)待噴面的處理
首先應(yīng)在噴射前對(duì)待噴面施作必要的處理措施:鑿除松動(dòng)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(zhǎng)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(dòng)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(shuō)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(guò)15%,拱頂?shù)幕貜椓坎怀^(guò)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(tái)架
結(jié)構(gòu)合理的工作臺(tái)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(chǎng)斷面大小加工制作一簡(jiǎn)易工作平臺(tái)。
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(guò)20%,否則會(huì)妨礙骨料與水泥的良好粘結(jié)。砂粒級(jí)配應(yīng)中砂要求。
3.3骨料:碎石最大粒徑不超過(guò)15mm,采用連續(xù)級(jí)配,不得使用間斷級(jí)配以取得最大的表現(xiàn)密度,所有超尺寸的粗骨料經(jīng)過(guò)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(kāi)裂破壞,粗骨料的級(jí)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(duì)受噴面按順時(shí)針?lè)较蜃骶鶆蚵菪\(yùn)動(dòng),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(duì)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(zhǎng)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(guò)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(dòng)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(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查的對(duì)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(cè)針、預(yù)埋短鋼筋，還可以支測(cè)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(duì)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(chǎng)隨機(jī)制取。
從現(xiàn)場(chǎng)噴筑的砼板件上切割或鉆取的砼試塊，應(yīng)沒(méi)有明顯裂縫和缺損，并符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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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