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摘要:模袋混凝土护坡技术具有施工简单、效率高且可直接在水上或水下进行施工等特点,在国内堤防防护中应用广泛,本文结合实践经验,就该技术在海堤护坡中的应用进行探讨。
关键词:模袋混凝土;海堤护坡;施工
我国的河流纵横,湖泊密布,海岸线长,护坡工作量很大,所以护坡建设一直是各方关注和研究的课题。模袋混凝土技术是采用织物模袋做软模具,通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型,起到护坡、护底、防渗等作用。与传统的砌体工程比较,模袋混凝土护坡具有施工迅速、节省费用,特别是水下施工方便的优越性。该技术自80年代初引入我国以来,广泛用于江、河、湖、海的堤坝护坡、护岸、港湾、码头等防护工程中。下面,本文结合工程实践经验,具体介绍模袋混凝土技术在海堤护坡中的应用,以供广大同仁参考。
1 土工模袋类型
土工模袋根据其材质及加工工艺的不同,分为机制模袋和简易模袋两大类。其中机制模袋按其有无反滤排水点和充胀后的形状可分为五种类型。各种类型模袋的厚度范围及主要用途如表1所示:
表1模袋的类型及应用
2模袋混凝土特点和施上技术要求
模袋混凝土施工工艺在海堤工程建设中的应用主要是采用混凝土输送泵将混凝土直接送入辅设好的定型模袋内,形成护坡面。其特点和施工技术要求具体如下:
2.1混凝土在定型的模袋内凝结成型,混凝土浇筑不需振捣,不需装模(模袋起到模板作用)。
2.2 土工布模袋可根据要求在工厂定型制作,根据内部拉筋控制护坡厚度和表面形状;模袋被混凝土冲填灌满后表面呈现一个个突起“馒头式”或“瓦棱式”平面,外观较美,能起到防潮消浪、降低波浪爬高作用。
2.3 模袋混凝土表面的平整度取决于基面密实度和平整度,若在平整密实的护坡上铺设模袋浇灌混凝土,则在模袋内凝结的混凝土表面也是平整的。
2.4 模袋混凝土采用泵送机械施工,浇筑用的混凝土除满足结构要求的强度外,还要满足泵送混凝土的各项指标,如混凝上拌和用材料——水泥宜采用保水性好、泌水性小的水泥,细骨料宜采用中砂,混凝土坍落度一般控制在100~200mm之间;拌制好的混凝土应具有较好的和易性、流动性、填充性;混凝土配合比一般通过现场试验确定,且施工时要严格控制等。
3 模袋混凝土护坡的施工流程
3.1边坡处理
在进行坡面地形测量得出相应数据后作如下处理:
3.1.1旱地边坡处理。铺模前应按设计要求对边坡进行挖填整平,保证坡面平顺,无杂物,填方部位要夯(压)实。
3.1.2 水下边坡处理。对陡坡河岸应先抛石找坡,然后在抛石坡面上铺碎石找平层,将块石覆盖住。找平层要大体平顺,保证不平整度小于15cm,可利用潜水员进行检查。
3.1.3 开挖埋固沟。用挖泥船在坡脚水下开挖,控制不平整度在30cm 以内, 开挖弃碴于沟槽外侧。埋固沟底宽1.0m,深1.0m。
3.2 模袋铺设
模袋铺设前,要按施工编号进行详细检查,看有无孔洞,缺经、缺纬、蛛网、跳花等缺陷,检查完后,模袋铺平、卷紧、扎牢,按编号顺序运至铺设现场。打开袋包,按编号顺序铺在坡面上,检查塔接布、充灌袖口和穿管布等是否缝制有误,是否破坏。若正常,则进行相邻模袋布的缝接,穿钢管于模袋穿管孔中。若发现异常则要尽快解决。
铺设模袋时必须预留横向(顺水流方向)收缩量,一般来说,起圈厚度在15~25cm,横向收缩量控制在20cm 左右。
为了防止模袋顺坡下滑,在坡顶模袋上缘封顶混凝土沟槽以外适当设置壑位桩。定位桩的间距视坡长、坡度、模袋厚度等条件而定。通常是在模袋布的小单元分界面打设一个定位桩,用尼龙绳将穿入模袋穿管孔中的钢管系牢,另一端通过拉紧装置与定位桩相连。每根桩上配拉紧绞杠,用以调整模袋上、下位置并固定模袋。
风浪较大的施工现场,可用砂袋分散压住铺好的模袋,防止风浪使模袋变位。
3.3 充灌混凝土
3.3.1混凝土的原材料和配合比。粗骨料的最大粒径主要取决于模袋充灌后的拉筋带厚度。拉筋带厚度与起圈厚度有关。
一般模袋起圈厚度12~30cm,骨料最大粒径在1~1.5cm;起圈厚度30~70cm,骨料最大粒径小于2.5cm。粗骨料应优先选用卵石,当选用碎石时,应严格控制颗粒形状及针片状含量。砂子宜选用中细河砂。水泥多为普通硅酸盐水泥,标号425#。掺料为粉煤灰,掺量最高可达30%。常用的外加剂为木钙减水剂。
3.3.2 配合比根据混凝土标号、原材料特性及混凝土和易性等要求,通过试验决定。
3.3.3 混凝土的生产和充灌
混凝土用常规搅拌机生产,混凝土充灌用混凝土输送泵。沿海堤防工程及河坡护岸工程用型混凝土输送泵。
为了保证混凝土进入模袋时的塌落度值,在高温季节施工时,当管道长时,(不宜超过50cm),应预先以水润湿管道,对模袋同样应预先润湿。
充灌模袋的速度不宜过快,压力不宜过大,一般利用低流量灌注。速度宜控制在10~15m3/h,管道口压力控制在0.2~0.3Mpa。
模袋布自下而上从两侧向中间进行充灌,充灌饱满后,暂停10min,待模袋填料中水分、空气析出后,再稍充些填料,这样就能充填饱满,而且使充灌后的混凝土强度大于同标后的常规方法浇筑的混凝土。
在灌注混凝土的过程中,一个小单元模袋应尽量1次连续充灌完成;充灌地点设专人指挥,与混凝土的操作者时刻保持密切联系。充灌地点配备适当数量的人员观察灌注情况,对灌注困难的部位可采取踩踏的方法使其充满。
充满结束后,用绳将充灌袖口系紧,防止混凝土外溢,待混凝土稍微凝固,用人工将袖口混凝土掏出,将袖口布塞入布袋内,用水将模袋表面沖洗干净。对施工中难以避免的脚印尽量消除,然后进行保护,防止人畜踩踏或其他物品撞、压。
3.3.4用大块石填水下埋固沟,水下探查成果。
3.4 清理现场及养护
一个施工单元完成后,把混凝土输送管道等施工器具转移到下个单元,把本单元现场清理干净。模袋混凝土终凝后,用草袋覆盖洒水养护。养护时间按设计要求确定。
4 模袋混凝土护坡质量控制要点
4.1 土工模袋的检验与验收
4.1.1 厂(供)方应逐批提供出厂合格证明和国家认可的质量检测试验单位出具的技术性能鉴定书或试验报告。
4.1.2 土工模袋进场时,应对其规格尺寸、缝制质量和外观的缺陷等进行检查。
4.1.3 主要物理及技术性能应按下列要求抽查复验:一是每批抽样一块(但不超过5000m2);二是当设计有要求时,按设计要求抽样。
4.2 模袋混凝土的强度检验
模袋混凝土试件应在充灌口取样。取出的混凝土应先灌入与模袋相同的织物布袋中(布袋尺寸为150mm、长1500mm),灌入长度200mm,吊置10~20min,取出装入标准试模成型。
参考文献:
【1】包承纲.堤防工程土工合成材料应用技术【M】.北京 中国水利水电出版社,1999.
【2】黄国庆,何朝霞,冯凯.模袋混凝土护坡施工及质量控制【J】.人民长江,2008,(5):65-67.
【3】苏相毅,甘福.模袋混凝土在广西海堤工程应用【J】.中国农村水利水电,2007,(9):85-87.
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:模袋混凝土;海堤护坡;施工
我国的河流纵横,湖泊密布,海岸线长,护坡工作量很大,所以护坡建设一直是各方关注和研究的课题。模袋混凝土技术是采用织物模袋做软模具,通过混凝土泵将砂浆或混凝土充灌进模袋成型,起到护坡、护底、防渗等作用。与传统的砌体工程比较,模袋混凝土护坡具有施工迅速、节省费用,特别是水下施工方便的优越性。该技术自80年代初引入我国以来,广泛用于江、河、湖、海的堤坝护坡、护岸、港湾、码头等防护工程中。下面,本文结合工程实践经验,具体介绍模袋混凝土技术在海堤护坡中的应用,以供广大同仁参考。
1 土工模袋类型
土工模袋根据其材质及加工工艺的不同,分为机制模袋和简易模袋两大类。其中机制模袋按其有无反滤排水点和充胀后的形状可分为五种类型。各种类型模袋的厚度范围及主要用途如表1所示:
表1模袋的类型及应用
2模袋混凝土特点和施上技术要求
模袋混凝土施工工艺在海堤工程建设中的应用主要是采用混凝土输送泵将混凝土直接送入辅设好的定型模袋内,形成护坡面。其特点和施工技术要求具体如下:
2.1混凝土在定型的模袋内凝结成型,混凝土浇筑不需振捣,不需装模(模袋起到模板作用)。
2.2 土工布模袋可根据要求在工厂定型制作,根据内部拉筋控制护坡厚度和表面形状;模袋被混凝土冲填灌满后表面呈现一个个突起“馒头式”或“瓦棱式”平面,外观较美,能起到防潮消浪、降低波浪爬高作用。
2.3 模袋混凝土表面的平整度取决于基面密实度和平整度,若在平整密实的护坡上铺设模袋浇灌混凝土,则在模袋内凝结的混凝土表面也是平整的。
2.4 模袋混凝土采用泵送机械施工,浇筑用的混凝土除满足结构要求的强度外,还要满足泵送混凝土的各项指标,如混凝上拌和用材料——水泥宜采用保水性好、泌水性小的水泥,细骨料宜采用中砂,混凝土坍落度一般控制在100~200mm之间;拌制好的混凝土应具有较好的和易性、流动性、填充性;混凝土配合比一般通过现场试验确定,且施工时要严格控制等。
3 模袋混凝土护坡的施工流程
3.1边坡处理
在进行坡面地形测量得出相应数据后作如下处理:
3.1.1旱地边坡处理。铺模前应按设计要求对边坡进行挖填整平,保证坡面平顺,无杂物,填方部位要夯(压)实。
3.1.2 水下边坡处理。对陡坡河岸应先抛石找坡,然后在抛石坡面上铺碎石找平层,将块石覆盖住。找平层要大体平顺,保证不平整度小于15cm,可利用潜水员进行检查。
3.1.3 开挖埋固沟。用挖泥船在坡脚水下开挖,控制不平整度在30cm 以内, 开挖弃碴于沟槽外侧。埋固沟底宽1.0m,深1.0m。
3.2 模袋铺设
模袋铺设前,要按施工编号进行详细检查,看有无孔洞,缺经、缺纬、蛛网、跳花等缺陷,检查完后,模袋铺平、卷紧、扎牢,按编号顺序运至铺设现场。打开袋包,按编号顺序铺在坡面上,检查塔接布、充灌袖口和穿管布等是否缝制有误,是否破坏。若正常,则进行相邻模袋布的缝接,穿钢管于模袋穿管孔中。若发现异常则要尽快解决。
铺设模袋时必须预留横向(顺水流方向)收缩量,一般来说,起圈厚度在15~25cm,横向收缩量控制在20cm 左右。
为了防止模袋顺坡下滑,在坡顶模袋上缘封顶混凝土沟槽以外适当设置壑位桩。定位桩的间距视坡长、坡度、模袋厚度等条件而定。通常是在模袋布的小单元分界面打设一个定位桩,用尼龙绳将穿入模袋穿管孔中的钢管系牢,另一端通过拉紧装置与定位桩相连。每根桩上配拉紧绞杠,用以调整模袋上、下位置并固定模袋。
风浪较大的施工现场,可用砂袋分散压住铺好的模袋,防止风浪使模袋变位。
3.3 充灌混凝土
3.3.1混凝土的原材料和配合比。粗骨料的最大粒径主要取决于模袋充灌后的拉筋带厚度。拉筋带厚度与起圈厚度有关。
一般模袋起圈厚度12~30cm,骨料最大粒径在1~1.5cm;起圈厚度30~70cm,骨料最大粒径小于2.5cm。粗骨料应优先选用卵石,当选用碎石时,应严格控制颗粒形状及针片状含量。砂子宜选用中细河砂。水泥多为普通硅酸盐水泥,标号425#。掺料为粉煤灰,掺量最高可达30%。常用的外加剂为木钙减水剂。
3.3.2 配合比根据混凝土标号、原材料特性及混凝土和易性等要求,通过试验决定。
3.3.3 混凝土的生产和充灌
混凝土用常规搅拌机生产,混凝土充灌用混凝土输送泵。沿海堤防工程及河坡护岸工程用型混凝土输送泵。
为了保证混凝土进入模袋时的塌落度值,在高温季节施工时,当管道长时,(不宜超过50cm),应预先以水润湿管道,对模袋同样应预先润湿。
充灌模袋的速度不宜过快,压力不宜过大,一般利用低流量灌注。速度宜控制在10~15m3/h,管道口压力控制在0.2~0.3Mpa。
模袋布自下而上从两侧向中间进行充灌,充灌饱满后,暂停10min,待模袋填料中水分、空气析出后,再稍充些填料,这样就能充填饱满,而且使充灌后的混凝土强度大于同标后的常规方法浇筑的混凝土。
在灌注混凝土的过程中,一个小单元模袋应尽量1次连续充灌完成;充灌地点设专人指挥,与混凝土的操作者时刻保持密切联系。充灌地点配备适当数量的人员观察灌注情况,对灌注困难的部位可采取踩踏的方法使其充满。
充满结束后,用绳将充灌袖口系紧,防止混凝土外溢,待混凝土稍微凝固,用人工将袖口混凝土掏出,将袖口布塞入布袋内,用水将模袋表面沖洗干净。对施工中难以避免的脚印尽量消除,然后进行保护,防止人畜踩踏或其他物品撞、压。
3.3.4用大块石填水下埋固沟,水下探查成果。
3.4 清理现场及养护
一个施工单元完成后,把混凝土输送管道等施工器具转移到下个单元,把本单元现场清理干净。模袋混凝土终凝后,用草袋覆盖洒水养护。养护时间按设计要求确定。
4 模袋混凝土护坡质量控制要点
4.1 土工模袋的检验与验收
4.1.1 厂(供)方应逐批提供出厂合格证明和国家认可的质量检测试验单位出具的技术性能鉴定书或试验报告。
4.1.2 土工模袋进场时,应对其规格尺寸、缝制质量和外观的缺陷等进行检查。
4.1.3 主要物理及技术性能应按下列要求抽查复验:一是每批抽样一块(但不超过5000m2);二是当设计有要求时,按设计要求抽样。
4.2 模袋混凝土的强度检验
模袋混凝土试件应在充灌口取样。取出的混凝土应先灌入与模袋相同的织物布袋中(布袋尺寸为150mm、长1500mm),灌入长度200mm,吊置10~20min,取出装入标准试模成型。
参考文献:
【1】包承纲.堤防工程土工合成材料应用技术【M】.北京 中国水利水电出版社,1999.
【2】黄国庆,何朝霞,冯凯.模袋混凝土护坡施工及质量控制【J】.人民长江,2008,(5):65-67.
【3】苏相毅,甘福.模袋混凝土在广西海堤工程应用【J】.中国农村水利水电,2007,(9):85-87.
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。