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      超高墩身爬模施工及泵送機(jī)制砂混凝土技術(shù)

      2020-10-20 10:24:51張煬
      名城繪 2020年6期
      關(guān)鍵詞:機(jī)制砂配合比

      張煬

      摘要:隨著基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)規(guī)模日益增加,工程用砂消耗量巨大,且受環(huán)保政策的影響,部分地區(qū)限制天然河砂資源的開發(fā),使用機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用已成為必然趨勢。文章以鄭萬高鐵兩河口雙線特大橋?yàn)槔?,對超高墩身液壓爬模施工工藝、機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化等超高墩身施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹。

      關(guān)鍵詞:超高墩身;爬模工藝;機(jī)制砂;配合比;高墩泵送技術(shù)

      1工程概況

      兩河口雙線特大橋位于湖北省??悼h境內(nèi),橋梁全長668.36m,橋梁主跨為(56+3×96+56)m連續(xù)梁-剛構(gòu)組合,主墩設(shè)計(jì)變截面矩形空心方墩,坡比14:1,主墩6#墩高度為111m,為鄭萬高鐵第一高墩。

      2超高墩身液壓爬模板施工工藝技術(shù)

      2.1爬模施工工藝

      根據(jù)橋墩的結(jié)情況進(jìn)行設(shè)計(jì),模板到場后,首先按照圖紙進(jìn)行外模的編號組拼,開始進(jìn)行墩底實(shí)心段施工。第一節(jié)澆筑高度為6m,模板支撐采用精軋螺紋鋼對拉螺桿固定,混凝土澆筑前在墩身周側(cè)埋設(shè)爬模埋件。當(dāng)混凝土強(qiáng)度到20MPa以上時(shí),再進(jìn)行第二節(jié)墩身混凝土澆筑施工。第二節(jié)墩身混凝土澆筑高度6m,可利用第一次預(yù)埋件安裝爬模支架、拼裝操作平臺、墩身模板及各安全防護(hù)裝置等,同時(shí)預(yù)埋相應(yīng)的爬模爬錐等預(yù)埋件,以備后續(xù)墩身節(jié)段爬模施工需要。墩身第二節(jié)施工完成后,對爬軌及液壓泵等爬升設(shè)備進(jìn)行安裝,爬模第一次自爬升,預(yù)埋爬錐等預(yù)埋件,然后完成第三節(jié)澆筑。拆除第一節(jié)的附墻座附件、掛座部件和爬錐后,模板爬升到第四節(jié),安裝爬模吊平臺,然后重復(fù)第三次澆筑過程,直至澆筑完成至墩頂?shù)菇翘帯?/p>

      2.2泵管布置的相關(guān)要求

      泵管從出料口到進(jìn)模板倉,由錐管、彎管、直管、軟管等連接而成。(1)泵送管道的連接處、彎管處等關(guān)鍵部位必須加固處理,同時(shí)為了便于安裝拆卸應(yīng)將泵送管道騰空架設(shè);應(yīng)將泵管固定牢固,防止泵送壓力過大造成泵管擺動(dòng)帶來安全隱患。(2)采用泵送的高壓管道,對于磨損較快的部位,如彎頭處、變截面處,要注意多檢查、及時(shí)更換。(3)為避免管道漏漿堵塞管道,需嚴(yán)格控制管道密封性,在投入使用前,應(yīng)通過泵送凈水檢驗(yàn)確保無噴射、漏水現(xiàn)象。(4)入倉處的軟管,宜垂直放置或水平放置,澆筑時(shí)采用繩索牽住,嚴(yán)禁采用人工直接抱扶布料,防止泵壓過大造成甩尾傷人。(5)季節(jié)性施工需嚴(yán)格控制泵送混凝土的溫度,通過包裹保溫材料確保冬季施工時(shí)泵送混凝土不受凍,利用灑水降溫減少夏季施工混凝土泵送過程中坍落度的損失。(6)禁止在同一條管線中采用不同管徑的泵管,更換部分新管段時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮壓力較大處,對表面有凹陷的管道會(huì)加快磨損的速度。

      2.3防止輸送管道堵管的措施

      在混凝土輸送泵開始輸送混凝土?xí)r,要開展一些預(yù)備工作。常規(guī)方法是先灌一車水,水量大概是能充滿從混凝土地泵到墩身施工面的輸送管,然后向混凝土地泵料斗里放水,地泵開始工作,等水輸送至墩身施工面處時(shí),開始澆注拌合站預(yù)先攪拌好的與澆注混凝土同標(biāo)號的砂漿,砂漿澆注完后緊接著正式進(jìn)行泵送。地泵開始輸送水是為了潤濕混凝土輸送管道的管壁,為后面的砂漿輸送減小摩擦阻力。砂漿快到墩身施工面處時(shí),砂漿拌合物當(dāng)中的水泥漿基本附著于輸送管道管壁,砂漿流動(dòng)性減弱,導(dǎo)致輸送管壁的摩擦阻力加大,在垂直距離比較高的情況下容易造成堵管,所以在采用水潤濕管壁時(shí)在水里加入一定數(shù)量的水泥,即采用水泥漿潤濕管壁,可保證管壁的潤滑。

      3混凝土配合比設(shè)計(jì)

      3.1機(jī)制砂混凝土原材料的主要性能

      (1)機(jī)制砂

      機(jī)制砂是利用機(jī)械破碎以及篩分制作而成的,其粒徑在小于4.75mm的巖石、礦山尾礦或者是工業(yè)廢渣顆粒,但是不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化的顆粒。

      機(jī)制砂的總體性能: 1)機(jī)制砂表面較為粗糙、菱角豐富、顆粒形狀差、摩阻力大,混凝土的流動(dòng)阻力較大,需要大量的膠凝材料作潤滑劑,所以說在拌制的混凝土極易產(chǎn)生離析。2)機(jī)制砂由于生產(chǎn)特性所至,其表面積比自然砂大很多,在同等的條件下,對混凝土的工作性能影響較大,也加大了集料與水泥漿之間地粘結(jié)力。3)機(jī)制砂中的石粉具有活性礦物的作用,對增強(qiáng)混凝土和易性、延緩大體積混凝土熱值提前出現(xiàn),避免混凝土溫度應(yīng)力裂變有著一定的效果。4)機(jī)制砂的級配不良,通常都是兩頭多中間少,具體就是粗顆粒(2.36mm以上)和細(xì)顆粒(0.15mm)較多,但中間顆粒(1.18~0.3mm)較少,配制的混凝土易離析泌水,對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。5)機(jī)制砂的石粉含量的多少,對混凝土物理性能、力學(xué)性能、耐久性能均有明顯影響。石粉含量少,混凝土粗糙,和易性差,泌水嚴(yán)重;石粉含量過多,造成了混凝土干縮快、收縮大、裂紋多,通過長期試驗(yàn),石粉含量以10%~15%為佳。

      (2)水泥?;炷林械乃嘁诉x用C3A含量低(<8%),不低于42.5的普通硅酸鹽水泥,試驗(yàn)選用P.O42.5水泥,比表面積小于340m2/kg,游離氧化鈣0.9%,氯離子含量0.018%,堿含量0.58%。C3A含量7.45%,28d抗壓強(qiáng)度46.2MPa。水膠比0.38,單位用水量160kg,總膠材用量420kg,粉煤灰摻量30%,水泥294kg,砂率42%。經(jīng)6次不同批次水泥和減水劑試拌及試泵,坍落度180~200mm,擴(kuò)展度470~500mm,坍損15%,含氣量2.6%~3.0%,泌水率為0,可泵性良好,初凝10h,終凝12h30min。經(jīng)檢測3d強(qiáng)度27MPa(滿足>20MPa爬模要求),7d抗壓強(qiáng)度37MPa,28d和56d抗壓強(qiáng)度分別為48MPa、53MPa,56d電通量850C(<1200C)。

      (3)粉煤灰

      隨著粉煤灰摻量增加,混凝土的7d抗壓強(qiáng)度呈降低的趨勢,但28d抗壓強(qiáng)度均比基準(zhǔn)混凝土增加,粉煤灰摻量在適當(dāng)?shù)膿搅糠秶鷥?nèi),對混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。粉煤灰在早期活性較低,使摻入粉煤灰混凝土早期抗壓強(qiáng)度有所降低;后期在水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣作用下,粉煤灰活性成分不斷與氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),產(chǎn)生C-S-H凝膠,使混凝土強(qiáng)度不斷增加,因此選擇粉煤灰摻量宜為30%。

      3.2配合比的選定

      采用L9(34)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案綜合平衡法優(yōu)選組合,通過初步計(jì)算和試驗(yàn),確定C40泵送混凝土配合比膠材總量420㎏/m3、用水量160㎏/m3,水膠比0.38,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分析將機(jī)制砂砂率、粉煤灰用量、外加劑摻量、水泥4種作為主要影響因素,考核指標(biāo)為抗壓強(qiáng)度、出機(jī)坍落度、擴(kuò)展度、含氣量。

      C40配合比優(yōu)化選定如表1所示。

      4結(jié)語

      兩河口特大橋超高墩身施工過程中,總結(jié)了一些超高墩身液壓爬模施工、機(jī)制砂混凝土配合比優(yōu)化以及超高墩身泵送混凝土施工技術(shù)措施,限于篇幅及作者水平,個(gè)別技術(shù)尚不能加以全面介紹和闡述,還有待于進(jìn)一步總結(jié)提高,同時(shí),也希望本文能對類似公路、鐵路超高墩身的施工起到借鑒作用。

      (作者單位:中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司)

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