朱懷宇,仉荃
(中交一航局第一工程有限公司,天津300456)
云南水富港擴(kuò)能工程,金沙江右岸。港區(qū)碼頭類別為二類河港,含3個1 000 t級泊位,中洪水期可兼靠3 000 t級泊位,散貨吞吐量320萬t/a。
現(xiàn)澆混凝土擋墻位于后方陸域最前沿,為衡重式結(jié)構(gòu),總長423 m,頂高程為286.00~287.04 m,底高程為268.00~283.04 m,最大墻高18 m,最小墻高10 m,持力層地質(zhì)為粉砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖兩種形式。全部擋墻共分為 29個結(jié)構(gòu)段,單個結(jié)構(gòu)段最長20.5 m,最短6 m,平均長度15 m,均為C25素混凝土結(jié)構(gòu)。
本工程現(xiàn)澆混凝土擋墻共分為9種型號,擋墻標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖1所示,擋墻尺寸見表1。
圖1 擋墻斷面示意
擋墻整體按照從上游至下游跳結(jié)構(gòu)段順序施工,獨(dú)立結(jié)構(gòu)段采用側(cè)模幫夾前后模板施工工藝,中間結(jié)構(gòu)段采用前后模板幫夾兩側(cè)相鄰段擋墻施工工藝。單獨(dú)結(jié)構(gòu)段擋墻采用從下至上分層澆注型式,最大層高2.5 m,最小層高1.5 m,除基礎(chǔ)部分外,其余層均采用一體化鋼模板。具體施工工藝流程如圖2所示。
圖2 施工工藝流程
擋墻基礎(chǔ)高度分2 m和3 m高兩種類型,2 m高基礎(chǔ)一次澆注完成,3 m高基礎(chǔ)分2次進(jìn)行澆注,第一次澆注2 m,第二次澆注1 m。
上部設(shè)置護(hù)輪坎處擋墻澆注至頂高程285.70 m,預(yù)留30 cm面層,待沉降穩(wěn)定后先進(jìn)行護(hù)輪坎施工,然后再進(jìn)行30 cm面層施工;上部無護(hù)輪坎擋墻澆注至頂高程284.99 m,待沉降穩(wěn)定后澆注擋塊及最后一部擋墻(1.01 m高)。
其中重點(diǎn)項目為基槽開挖、模板配備及施工工藝、混凝土澆注及新老混凝土接合部位處理,以下將做詳細(xì)說明。
擋墻施工應(yīng)分段開挖,泥巖易風(fēng)化,應(yīng)及時封底[2]。本工程中基槽開挖共采用兩種機(jī)械組合形式,具體組合形式及對應(yīng)平均工效如下所示:
1)斗山500挖掘機(jī)配Φ175破碎錘:平均工效20 m3/h;
2)CAT323挖掘機(jī)配Φ140破碎錘:平均工效10 m3/h。
基槽開挖及塊石外運(yùn)完成后,表面浮渣由人工用鐵鍬進(jìn)行清理并整平,同時,單段基槽完成后,均上報地勘代表及監(jiān)理進(jìn)行驗收,確認(rèn)地質(zhì)無誤后,方可留存巖樣并進(jìn)行下道工序施工。
各種擋墻結(jié)構(gòu)型式大同小異,唯一區(qū)別是擋墻頂部不同,主要有兩種:一種上部設(shè)置護(hù)輪坎,另一種擋墻頂部預(yù)留缺口與后承臺通過接岸結(jié)構(gòu)相連接。擋墻基礎(chǔ)采用木模施工,上部采用鋼模施工。
1)基礎(chǔ)木模板配備及施工工藝
擋墻基礎(chǔ)采用木模施工,板面為18 mm厚竹膠板、橫豎肋均為10 cm×10 cm方木?;A(chǔ)木模板共配備2套。
底部內(nèi)側(cè)利用墊層預(yù)埋錨桿與圓臺螺母螺絲桿進(jìn)行焊接固定,外側(cè)利用自制型鋼頂托進(jìn)行機(jī)械固定,中部利用圓臺螺母進(jìn)行對拉,頂部利用螺桿加套管(為方便控制擋墻頂面寬度)對拉,模板整體調(diào)整通過預(yù)制的混凝土墩及拉桿進(jìn)行控制。
2)上部鋼模板配備及施工工藝
擋墻上部模板采用定型鋼模,分為標(biāo)準(zhǔn)模板及加長模板兩種尺寸,其中,標(biāo)準(zhǔn)模板單片長度為7.49 m,高度為2.67 m,加長模板單片長度為7.8 m,高度為2.67 m。兩種模板板面為6 mm厚鋼板,橫肋為10#槽鋼,間距300~350 mm,豎肋為背靠背10#槽鋼,間距600 mm,桁架寬度600 mm,高度為2.3 m,間距為1 m,桁架頂部鋪5 mm厚鋼板做為施工人員通道,外側(cè)用直徑50 mm鋼管做護(hù)欄。上部鋼模板共配備3套,標(biāo)準(zhǔn)模板2套,加長模板1套。
上部施工采用滑模工藝,逐層接高澆注施工(大部分澆筑高度為 2.5 m,其余澆注高度根據(jù)結(jié)構(gòu)變化調(diào)整),模板整體依靠底部預(yù)埋M20圓臺螺母及M20螺桿進(jìn)行支托,模板中部利用M20圓臺螺母進(jìn)行對拉,頂部利用 M20螺桿加套管進(jìn)行對拉,模板整體調(diào)整通過預(yù)制的混凝土墩及拉桿進(jìn)行控制。高程位置在模板內(nèi)側(cè)加設(shè)3 cm等邊角鐵,以方便混凝土澆注時的高程控制。
混凝土由項目部攪拌站拌和,混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場,由泵車泵送澆注。混凝土坍落度控制在140~160 mm之間,下落高度應(yīng)小于2 m?;炷敛捎梅謱訚沧ⅲ謱雍穸炔怀^50 cm。在振搗過程中,除應(yīng)嚴(yán)格遵循規(guī)范要求操作之外,還應(yīng)注意振搗棒要避免與內(nèi)部對拉鋼筋及模板接觸,以防止模板松動變形。澆注過程中,應(yīng)隨時注意各螺栓是否松動,安排專人檢查,如有松動應(yīng)立即停止混凝土澆注并進(jìn)行調(diào)整。
新老混凝土接合部位采用鑿毛及預(yù)埋錨桿的方式進(jìn)行控制。鑿毛采用七頭鑿毛機(jī)作業(yè),受鑿毛機(jī)鑿頭位置限制,擋墻鑿毛四周彈線距離均控制在5 cm。錨桿采用直徑20 mm螺紋鋼筋,1.5 m間距,梅花形布置,錨桿總長60 cm,預(yù)埋30 cm,外露30 cm。
擋墻內(nèi)預(yù)埋有φ110 PVC排水管,坡度為3 %,梅花型布置,橫豎排間距均為3 m,最底層排水孔下距墻前趾 0.5 m,最頂層排水孔上距墻頂不少于2 m。擋墻內(nèi)預(yù)埋排水管在與模板拼接處,以往通過纏泡沫雙面膠或透明膠帶封堵進(jìn)行止?jié){保護(hù),此種方法不但止?jié){效果不理想,而且不便拆除,膠帶容易殘留在混凝土表面。為此對止?jié){措施進(jìn)行了改進(jìn),選用橡膠塞作為止?jié){材料,并根據(jù)管徑和使用部位的不同定制,不但操作簡便、便于拆除,同時也具有很好的止?jié){效果。
擋墻上半部分均為梯形斷面,上窄下寬,后表面坡度達(dá)1:0.4,采用傳統(tǒng)鋼模板及混凝土振搗工藝均無法根治表面的氣泡、砂斑、砂線等質(zhì)量問題。為此,選取透水模板布作為模板內(nèi)表面材料,經(jīng)現(xiàn)場實際操作,不僅徹底杜絕了混凝土表面的外觀質(zhì)量通病,且同時提高了混凝土性能,改善了混凝土的耐久性,提高混凝土耐磨性和表面抗拉強(qiáng)度。
模板布采用專用噴膠與鋼板面粘合,一般可循環(huán)利用2~3次,鋪設(shè)時應(yīng)注意施工人員要避免鞋底直接與布面接觸,且在四周應(yīng)富余出5 cm長度,折至模板法蘭處,既能保證模板布排水通暢,又能防止混凝土進(jìn)入模板布與板面之間,造成表面凹陷。
根據(jù)原設(shè)計要求,擋墻排水管后需設(shè)置雙層土工布碎石包,尺寸為0.5 m×0.5 m×0.5 m,此種工藝碎石包直接放置在墻后回填塊石上,實際過濾效果不佳,容易發(fā)生位置上的移動。經(jīng)我部研究并與設(shè)計單位溝通后決定,將碎石包改為圓柱形內(nèi)置于排水管管口處,此方法不僅碎石包穩(wěn)固,過濾效果明顯,同時極大的節(jié)約了成本,方便施工。
由于擋墻均為素混凝土結(jié)構(gòu),為防止頂面開裂,在正?;炷翝沧⒓罢駬v的施工方法基礎(chǔ)之上,額外加設(shè)四步工藝,經(jīng)實際操作,效果良好,頂面無裂痕現(xiàn)象出現(xiàn),具體為:
1)在混凝土澆筑至距高程10 cm處時,在上部均勻滿鋪玻璃纖維制外墻防裂網(wǎng),網(wǎng)格尺寸為2 cm×2 cm,鋪設(shè)完成后,上部再澆筑剩余10 cm高混凝土,以防止防裂網(wǎng)上浮外露;
2)混凝土澆筑至頂高程并振搗完成后,人工將表面浮漿清除,標(biāo)準(zhǔn)為以露出混凝土粗骨料為準(zhǔn);
3)浮漿清除后,在表面均勻鋪設(shè)水洗碎石,以保證外觀質(zhì)量;
4)將15 m擋墻的最頂層分三段進(jìn)行澆注,形成間距為5 m的伸縮縫,同時,在單段頂面進(jìn)行鋸縫處理,形成真假縫,鋸縫寬度5 mm,深度1 cm,鋸縫時自制限位裝置,以保證順直。
云南水富港擴(kuò)能工程現(xiàn)澆混凝土擋墻現(xiàn)已完工,其獨(dú)特的擋墻結(jié)構(gòu)型式經(jīng)過近8個月的實踐,在如何控制大體積素混凝土澆筑質(zhì)量、大型鋼模板一體化施工以及俯角結(jié)構(gòu)型式的混凝土構(gòu)件外觀質(zhì)量控制上,較好的解決了施工技術(shù)難題,同時為類似工程提供了一些借鑒和經(jīng)驗。