供水工程渡槽混凝土施工技術(shù)探討

黃永平

(江西省水利水電建設(shè)集團(tuán)有限公司，南昌 330200)

0 引 言

在供水工程渡槽混凝土施工中，影響施工質(zhì)量的因素比較多，比如：前期準(zhǔn)備是否充足、測量放線是否精準(zhǔn)、施工材料是否達(dá)標(biāo)、溫度控制是否得當(dāng)?shù)龋紩绊懯┕べ|(zhì)量。可以說在混凝土施工中，任何一個(gè)細(xì)節(jié)控制不當(dāng)，都會影響供水工程渡槽施工的總體質(zhì)量。這就在具體施工中，嚴(yán)格把控每道工序，并加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制力度，才能最大限度上保證供水工程渡槽的質(zhì)量。故此，開展供水工程渡槽混凝土施工技術(shù)分析就顯得尤為必要。

1 工程概述

甘肅省引洮供水二期主體工程五干渠1#渡槽4+023.5-4+112.5(含后漸變段5m)長89m，共7跨，每跨12m。槽身兩端端頭坐落在1#和8#承臺上，距離地面高度1.20m； 其余槽身坐落在2#-7#承臺上澆筑的排架柱頂部，距離地面高度最大為21.70m。

槽身為全封閉矩形實(shí)體現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部凈空尺寸b×h為1500mm×1800mm，底板厚200mm，兩邊壁厚180mm，頂板厚180mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級為W6，抗凍等級為F200。第1、6跨為單短懸臂梁式槽身，第2跨為簡支梁式槽身，第3、7跨為單短懸臂梁式槽身，第4、5跨為雙短懸臂梁式槽身。五干渠1#渡槽槽身斷面示意圖如圖1所示。

圖1 五干渠1#渡槽槽身斷面示意圖(mm)

2 供水工程渡槽混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 做好施工前的準(zhǔn)備工作

在供水工程渡槽混凝土施工之前，需要組織施工人員，對施工設(shè)計(jì)方案和圖紙進(jìn)行全面學(xué)習(xí)，保證每位施工人員，都能了解和掌握圖紙的含義。并對供水工程渡槽混凝土施工所需的材料、設(shè)備、資源等進(jìn)行全面檢驗(yàn)，保證都滿足施工要求之后，才能開始施工，以保證供水工程渡槽混凝土施工能夠連續(xù)、高效的開展，保證施工質(zhì)量。

2.2 做好放線測量工作

在供水工程渡槽混凝土施工之前，應(yīng)有專門的測量放線人員，對供水工程渡槽混凝土施工的平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)等進(jìn)行全面測量，保證渡槽的結(jié)構(gòu)尺寸符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)為制定和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、施工方案提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支持。放線測量的結(jié)果要及時(shí)交給現(xiàn)場工程監(jiān)理人員進(jìn)行審核，審核通過之后方可應(yīng)用到施工中。

2.3 搭設(shè)施工平臺

在案例工程施工中，受到地形地貌的影響，一些施工區(qū)域，吊車和其他機(jī)械設(shè)備難以達(dá)到施工現(xiàn)場，而供水工程渡槽混凝土施工采用了現(xiàn)澆的方法，就需要搭設(shè)其桁架梁支撐體系。本工程槽身各跨的凈距如下：

1#-2#、7#-8#：12-1.8-0.6=9.6m，取桁架梁長9.56m，布置6根桁架梁；

2#-3#：12-1.2=10.8m，取桁架梁長10.76m，布置8根桁架梁；

3#-4#、6#-7#：12-1.3-0.6=10.1m，取桁架梁長10.06m，布置6根桁架梁；

4#-5#、5#-6#：12-2.6=9.4m，取桁架梁長9.36m，布置6根桁架梁。

桁架梁并聯(lián)搭設(shè)時(shí)，由于桁架梁非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，尾端一格與頭部一格尺寸不一致，因此注意端頭方向，方向要一致以保證腹部立桿在同一平面上，為防止桁架梁受壓后側(cè)向失穩(wěn)，在桁架梁所有斜支撐的上下兩端用鋼管和扣件將并聯(lián)的桁架梁鎖死形成整體，鎖死鋼管作為長細(xì)桁架梁的側(cè)向支撐。

焊縫高度hf≥1.5×√8=4mm,取hf=6mm，hc=√2/2×hf=4.2mm

參考同濟(jì)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)教材，彎矩由工字鋼翼板上下四道焊縫承載(一般剪切破環(huán)能滿足的情況下不做彎矩驗(yàn)算)，驗(yàn)算焊縫剪切力破壞(實(shí)際上是驗(yàn)算工字鋼腹板焊縫)：采用E4322焊條，f=160N/mm2，工字鋼與預(yù)埋鋼筋接合面四周滿焊，52.94×1000×10.76/2/6/(100×4.2×2×160)=35.3%,焊縫安全。

現(xiàn)場采用2根10.76m的桁架梁并聯(lián)按照每米1.6t荷載進(jìn)行壓載試驗(yàn)，跨中撓度6cm，未發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，單根桁架梁承載力為7.84kN/m>52.94/8=6.62 kN/m，安全。

2.4 模板施工

模板施工也是供水工程渡槽混凝土施工的主要環(huán)節(jié)，對保證混凝土施工質(zhì)量有很大影響，本工程在施工中內(nèi)模板采用鋼模，外模板采用了60mm×60mm方木、18mm厚普通膠合板。在第一層模板安裝中，先支設(shè)起底層模板，然后再綁扎第一層鋼筋，再支設(shè)掖角模板和邊墻底側(cè)模板。本工程渡槽的跨度比較大超過4m，所以，在模板搭設(shè)時(shí)必須嚴(yán)格控制起拱的高度，應(yīng)為全跨長度的1/1000-3/1000[1]。而在第二層模板施工中，則要先支設(shè)內(nèi)模板，再綁扎第二次鋼筋，最后支設(shè)渡槽外模板。但無論是內(nèi)模板，還是外模板，在具體施工中都需要嚴(yán)格控制安裝尺寸。

模板施工是一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)，施工使用完成之后還要拆除，在模板拆除可采取先支的后拆、后支的先拆，先拆非承重模板，后拆承重模板的順序，并應(yīng)從上而下進(jìn)行拆除。

2.5 鋼筋施工

供水工程渡槽混凝土施工中，鋼筋施工質(zhì)量直接關(guān)系到渡槽的總體施工質(zhì)量，所以，必須嚴(yán)格控制鋼筋施工質(zhì)量。鋼筋使用之前，需要做好清潔和校直處理，保證鋼筋中心線同直線的偏差不超過全長的1%，而且校直之后的鋼筋不能存在死彎和小波浪問題，且鋼筋表面?zhèn)勖娣e不能超過鋼筋界面的5%[2]。圓鋼筋制成箍筋，其末端彎鉤的長度要符合表1的要求。

表1 圓鋼筋制成箍筋，其末端彎鉤的長度表

在鋼筋安裝之前，需要設(shè)置架立筋，本工程架立筋選擇25mm的鋼筋，有效保證架立筋的剛度和穩(wěn)定性。鋼筋和模板之間需要設(shè)置強(qiáng)度不低于此部位混凝土強(qiáng)度的墊塊，以使鋼筋具有良好的保護(hù)層厚度。在鋼筋焊接和綁扎時(shí)，鋼筋交叉點(diǎn)的連接需要按照50%的間隔進(jìn)行綁扎，但需要保證鋼筋的直徑≥25mm，樓板和墻體的外層鋼筋網(wǎng)交叉點(diǎn)需要逐步綁扎，如果有規(guī)定要求，需要嚴(yán)格按照規(guī)定施工。

2.6 混凝土施工

2.6.1 混凝土拌和

在進(jìn)行混凝土拌和之前，需要詳細(xì)檢查各設(shè)備的性能，保證每臺設(shè)備都達(dá)到設(shè)計(jì)條件之后，才能進(jìn)行混凝土拌和。混凝土拌和設(shè)備投入運(yùn)行之前，需要按照實(shí)驗(yàn)室給出的配合比，合理添加原材料，配合比嚴(yán)禁隨意調(diào)整。如果在混凝土拌和中出現(xiàn)一些問題，需要做廢棄處理。1)錯(cuò)用配料單配料；2)混凝土任意一種組合材料計(jì)量失控或者發(fā)生漏配問題；3)出料口混凝土拌和不均勻，或者坍落度不合要求[3]。

2.6.2 混凝土運(yùn)輸

本工程渡槽混凝土施工中，混凝土在集中站拌和，由1m3混凝土罐車運(yùn)輸?shù)蕉刹刍炷潦┕の恢眠M(jìn)行施工，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，由卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)到澆筑部位進(jìn)行施工。混凝土罐車裝料之前，需要將罐中的雜物清理干凈，在運(yùn)輸中保持3-6r/min之間慢速轉(zhuǎn)動。

2.6.3 混凝土澆筑

渡槽混凝土施工量比較大，為保證混凝土施工質(zhì)量，要采取分層澆筑，每一跨槽身都分兩次澆筑。其中第一次澆筑200mm厚底板和1300mm厚高邊墻；第二次在澆筑剩余的500mm高邊墻和180mm厚的頂板[4]。渡槽混凝土第一層和第二層施工縫可采用人工鑿毛的方法，保證表明無乳皮。具體澆筑分層詳見圖2。

圖2 五干渠1#渡槽槽身澆筑分層示意圖(mm)

在進(jìn)行混凝土澆筑之前，需要驗(yàn)算預(yù)埋鋼板錨筋，具體驗(yàn)算方法如下：

預(yù)埋鋼板承受彎剪荷載，抗剪驗(yàn)算：

K1×V≤1.5As1fS1+As2fs2；

1.55×52.94×1000×10.76/2/6≤1.5×200×2×300+200×2×300；

73578≤300000,滿足要求。

抗彎驗(yàn)算：

K2×M≤0.85h0As1fS；

1.5×(52.94×1000×10.76/2/6)×0.1≤0.85×170×400×300/1000；

7120≤17340，滿足要求。

當(dāng)倉面檢查完成達(dá)標(biāo)之后，及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，在入倉時(shí)，可采用平鋪法進(jìn)行入倉施工，人工攤鋪，攤鋪厚度可控制在400-500mm之間，采用插入式振動器進(jìn)行振搗。入倉混凝土要及時(shí)平倉振搗，嚴(yán)禁混凝土長時(shí)間堆積，而且倉內(nèi)如果有粗骨料堆積，要均勻分散到砂漿比較多的位置，但不能采用水泥砂漿覆蓋。在渡槽混凝土施工中，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水，如果混凝土的和易性比較差，可采取加強(qiáng)振動方法進(jìn)行處理。倉內(nèi)的泌水必須及時(shí)排出，避免外來水進(jìn)入倉內(nèi)，嚴(yán)禁在模板上開孔趕水，帶走灰漿。

在具體振搗過程中，要采取插入式振搗器，按照快插慢拔的方法進(jìn)行處理，振搗器的插點(diǎn)要均勻排列，逐點(diǎn)移動。按照順序逐步推進(jìn)，移動間距≤振動棒作用半徑的1.5倍(一般為300-400mm)。振搗上一層時(shí)應(yīng)插入下層混凝土面50mm，以消除兩層間的接縫[5]。

2.6.4 混凝土養(yǎng)護(hù)和缺陷修補(bǔ)

混凝土澆筑完成，初凝之前，要及時(shí)養(yǎng)護(hù)，避免倉內(nèi)積水，避免混凝土長時(shí)間受到陽光曝曬。混凝土完成初凝之后，要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)需要連續(xù)進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面和所有的側(cè)邊都必須始終保持潤濕，渡槽混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于28d，對那些比較重要的位置要適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

如果渡槽混凝土施工完成后存在蜂窩、麻面、裂縫、錯(cuò)臺等問題，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)之前，要先分析形成缺陷的原因，再按照渡槽混凝土的要求和施工技術(shù)條件，選擇合適的修補(bǔ)方法。

3 心得體會

1)在案例工程施工中采用的模板剛度、強(qiáng)度好，質(zhì)量可靠，雖然經(jīng)過多次使用，但沒有發(fā)生變形問題，澆筑出來渡槽混凝土質(zhì)量好。

2)渡槽混凝土施工中影響因素比較多，需要嚴(yán)格把控每道工序的施工過程，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時(shí)處理，更好的保障施工質(zhì)量[6]。

3)實(shí)踐證明，在供水工程渡槽混凝土施工中，采取一流的設(shè)計(jì)、一流的管理、一流的施工作為目標(biāo)指導(dǎo)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，從已經(jīng)完成的渡槽成品來看取得了良好的效果。

4 結(jié) 語

綜上所述， 混凝土施工技術(shù)是供水工程渡槽施工的關(guān)鍵技術(shù)，其應(yīng)用效果，直接關(guān)系到整個(gè)供水工程渡槽的總體質(zhì)量。但混凝土施工中，影響因素比較多，這就需要結(jié)合供水工程渡槽的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式，選擇合適的施工技術(shù)，并對每道施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能最大限度上保證供水工程渡槽施工質(zhì)量，值得類似工程參考和借鑒。