泵送混凝土施工工藝在總沭河王莊閘加固工程中的應用

王 剛

(江蘇省新沂市河海建筑工程公司 221400)

1 工程概況

王莊閘加固工程為新建溢流堰，雙層結(jié)構(gòu)，底層為2孔3.5m×2.5m箱涵，長493.5m，共分31節(jié)，底板厚度70cm，側(cè)墻厚度70cm，頂板厚度70～80cm，上層為橡膠壩。閘下游消力池長31.16m，池深1.5m，厚度70～100cm;鋼筋混凝土護坦長20m，厚30cm;末端設防沖砌石墻和拋石防沖槽。總混凝土量2.65萬m3，單塊底板最大混凝土澆筑量260m3，混凝土施工面積27000m2。

2 施工方案確定

由于閘塘面積較大，大面積土方開挖后，施工場地深淺不一，基礎均是砂層又不能擾動，混凝土機械運輸入倉困難，合理工期需8個月。但由于總沭河行洪必須在5月底，工期壓縮至110天，每天平均澆筑混凝土量250m3。為了保證混凝土的質(zhì)量及澆筑速度，通過方案比選，決定采用泵送混凝土工藝，采用HBT60型液壓混凝土泵輸送入倉。輸送管采用φ150，用2臺泵車同時工作，最大水平輸送距離250m，高度5m。

3 混凝土的可泵性與配合比設計

本工程混凝土配合比設計需考慮三種因素:?滿足混凝土設計強度指標;?滿足混凝土的可泵性;?滿足混凝土拌和物初凝時間大于3h。由此對混凝土原材料、外加劑提出相應技術標準要求。

3.1 原材料

3.1.1 水泥

在泵送混凝土中，水泥砂漿起到潤滑輸送管道和傳遞壓力的作用。水泥用量過少，混凝土和易性差，泵送阻力大，容易產(chǎn)生阻塞。水泥用量過多，不但不經(jīng)濟，而且水泥水化熱高，對大體積混凝土會引起過大的溫度應力而產(chǎn)生溫度裂縫。此外，水泥用量過多，混凝土的黏性增高，也會增大泵送阻力，為此，應在保證混凝土設計強度和泵送性能良好的前提下，盡量減少水泥用量。我國有關標準規(guī)定最小水泥用量為300kg/m3。

工程采用425號普通硅酸鹽水泥，其抗凍性良好，檢測28天抗壓強度為46.5～48.0MPa，滿足混凝土強度配制要求。

3.1.2 粗骨料

粗骨料的粒徑和級配，對泵送混凝土的性能有很大影響，必須嚴格控制，石子的粒徑和形狀與泵送是否順利密切相關，應采用連續(xù)級配，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比宜不大于1∶3。選用山東產(chǎn)1～3cm碎石，針片狀含量不大于7.3%，相對密度2.69，含泥量小于1%，級配良好。

3.1.3 細骨料

細骨料對混凝土泵送性能的影響也較大，宜采用中砂，砂率宜控制在40% ～50%。

選用沭河天然砂，細度模數(shù)2.5～2.75，相對密度2.53，含泥量不大于2.4%。

3.2 外加劑

選用木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，摻量為水泥用量的0.25%，以提高混凝土坍落度，增大混凝土流動性，降低水化熱溫升，延緩混凝土凝結(jié)時間。

3.3 配合比確定

為了保證混凝土有足夠的可流動性，坍落度比普通混凝土大，我國規(guī)定坍落度宜為8～18cm。按上述原則，經(jīng)實驗室多組混凝土試驗，選定2組C20混凝土，其配合比見下表。其中第二組由于含砂率較高，可泵性較第一組更好。施工配料時根據(jù)砂石料的含水量確定施工配合比。

混凝土配合比表

4 混凝土澆筑方法

4.1 混凝土拌和站與泵車管路布置

設2座混凝土拌和站，分別配備JS750強制攪拌機1臺，PL1500三斗配料機1臺，拌和站設在下游防沖槽外30m處的河灘上。

泵車設置場地平整堅固，便于進出料和供排水，出料口向北與管路平行放置。管路鋪設在地面或鋼管腳手架上，并易于檢查、拆卸作業(yè)。

4.2 平底板混凝土澆筑

距底板上層鋼筋網(wǎng)面以上50cm左右搭設簡易鋼管腳手架、鋪腳手板、鋪設泵管并作為施工人員操作平臺?；炷翝仓囊欢碎_始由遠而近進行，采取斜面一次澆筑法。管路鋪設在底板靠中位置，利用90°彎管兩側(cè)來回翻轉(zhuǎn)，減少接管次數(shù)，節(jié)省時間，加快澆筑速度。

4.3 箱式涵洞澆筑

洞身墻與頂板一次立模澆筑成型，為了控制混凝土下料落差，墻身內(nèi)用鐵皮串管下料，混凝土依靠流淌和振搗趕平，分層澆筑，每層約50cm厚。頂板混凝土分2層澆成，每層35～40cm。澆筑期間必須在已澆層混凝土初凝前進行下一層混凝土澆筑，不得間隔，直至混凝土澆筑完畢。

4.4 溢流坡澆筑

消力池斜坡段長期受溢流沖刷，為了保證其抗沖能力，斜坡段必須一次澆筑成形，面層處理是關鍵。斜坡段坡度1∶2.2，混凝土最小厚度1m，采用分段分層、自下而上澆筑，坍落度按最小值控制在9～10cm。管道鋪設方法是自下而上接管。其優(yōu)點一是混凝土澆筑向上(退走)拆卸管，可減少接管時間;二是可以防止混凝土埋住管口和堵管。在第二層混凝土澆筑振搗結(jié)束后，立即對混凝土面整平、拉線、用刮桿刮平，而后進行抹面壓光。

5 泵送混凝土主要施工工藝

a.必須保證混凝土連續(xù)澆筑，混凝土攪拌站供應能力最好比混凝土泵的工作能力高出約20%。

b.混凝土泵的輸送能力應滿足連續(xù)澆筑要求。

c.輸送管布置應盡量短，盡量直，轉(zhuǎn)彎要少、緩(即選用曲率半徑大一些的彎管);管段接頭要嚴，少用錐形管，以減少阻力和壓力損失;泵管底要實，特別是接頭位置用砂袋墊實，防止損壞接頭卡。

d.泵送混凝土前應先泵送清水，清洗濕潤管道，再泵送1∶1的水泥砂漿潤滑管壁。砂漿坍落度為15～20cm。泵送開始后，應保持連續(xù)工作，如必須停止泵送時，停頓不宜超過20min，且每隔4～5min要使用混凝土泵交替進行4～5個逆轉(zhuǎn)和順轉(zhuǎn)動作，以保持混凝土運動狀態(tài)，防止混凝土在管內(nèi)產(chǎn)生離析。若停頓時間過長，必須排空管內(nèi)混凝土。

e.在泵送過程中，泵車料斗內(nèi)的混凝土應保持一定數(shù)量，以防吸入空氣。一旦空氣壓入，在泵管出料口容易形成“放炮”，石子和水泥漿飛射傷人。

f.泵送結(jié)束時，先拌制一盤1∶1水泥砂漿用于清洗管道，然后塞入海綿球，泵水將殘存的混凝土擠出并清洗管道。

g.用泵送混凝土澆筑的結(jié)構(gòu)，要加強養(yǎng)護，防止因水泥用量較大而引起收縮裂縫。

6 發(fā)生堵管處理措施

當混凝土泵出現(xiàn)壓力升高且不穩(wěn)定、油溫升高、輸送管來回顫動等現(xiàn)象而泵送困難時，不得強行泵送，應立即查明原因，采取措施排除。一般可先用木槌敲擊輸送管彎管、錐形管等部位，并進行慢速泵送或反泵，防止堵塞。當輸送管已堵塞時，采取以下措施:

a.重復進行反泵和正泵，逐步吸出混凝土至料斗中，重新攪拌后再泵送。

b.用木槌敲擊查明堵塞部位，混凝土卸壓后清除堵管位置前后兩節(jié)內(nèi)的混凝土，迅速接上，再開機泵送。

7 結(jié)語

a.每個單元工程留取的混凝土試塊經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場隨機取樣和徐州市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站抽檢表明，所有混凝土強度均達到或超過設計強度，整個工程質(zhì)量優(yōu)良。

b.采用泵送混凝土施工工藝，加快了施工速度，也為文明施工創(chuàng)造了條件。

c.泵送混凝土降低了工人勞動強度，節(jié)省大量勞動力、周轉(zhuǎn)材料及鋪設澆筑道路(或腳手架)等，從而降低了工程成本，綜合效益十分明顯，值得推廣和使用。