基于提高透水框架成品質(zhì)量的施工方法探討

李傳凱　劉夢齊　陳煒　張潤

摘 要：四面六邊形透水框架作為能減緩水流流速，具有良好的消能、促淤或防沖效果的透水型混凝土構(gòu)件，近年來在長江航道整治工程中得到廣泛運(yùn)用。通過對(duì)透水框架機(jī)械化批量預(yù)制施工環(huán)節(jié)的分析，總結(jié)提煉透水框架施工過程中質(zhì)量控制要點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)到提高透水框架成品質(zhì)量目的。

關(guān)鍵詞：透水框架;成品質(zhì)量;施工方法;質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U617? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）01-0078-03

1前言

近年來，四面六邊形透水框架作為能減緩水流流速，具有良好的消能、促淤或防沖效果的透水型混凝土構(gòu)件大量用于長江航道整治工程。

透水框架在批量預(yù)制過程中容易出現(xiàn)強(qiáng)度不夠、缺棱掉角等質(zhì)量缺陷，大規(guī)模的批量預(yù)制，對(duì)施工過程中的質(zhì)量管理提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，施工方法好壞直接決定了透水框架的最終質(zhì)量，通過對(duì)施工各工序的分析與總結(jié)，提出質(zhì)量控制措施，提高透水框架混凝土制品的質(zhì)量對(duì)長江航道整治工程的實(shí)施具有現(xiàn)實(shí)的促進(jìn)意義。

2施工工藝

四面六邊形透水框架機(jī)械化批量施工主要由配合比配料、鋼筋制作與安裝、模具安裝、施工機(jī)具澆筑、混凝土抹面、成品養(yǎng)護(hù)等步驟組成，施工工藝流程如下：

3施工準(zhǔn)備

3.1 材料要求

水泥：通用硅酸鹽水泥，等級(jí)不低于32.5等級(jí)。

細(xì)骨料：選用質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈、級(jí)配良好的天然砂。顆粒形狀應(yīng)為方圓形;細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)宜在 2.4～ 2.8之間。

粗骨料：采用堅(jiān)硬碎石、或碎石與卵石的混合物，禁止使用受礦物水特別是酸水浸蝕的石灰?guī)r碎石及經(jīng)過鍛燒的石料。

鋼筋：采用Φ10 鋼筋。要求Φ10 鋼筋屈服強(qiáng)度≥300MPa，極 限強(qiáng)度≥420MPa。

拌合用水：任何用于混凝土拌和用的水，應(yīng)不影響水泥正常凝結(jié)、硬化，不得采用沼澤水、工業(yè)廢水或含有雜質(zhì)（酸、鹽、糖、油等）的水。

3.2 施工機(jī)具要求

混凝土泵：由泵體和輸送管組成。是一種利用壓力，將混凝土沿管道連續(xù)輸送的機(jī)械，見圖2。

混凝土布料機(jī)：將泵壓來的混凝土通過管道送到要澆筑構(gòu)件的模板內(nèi)的設(shè)備，見圖3。

透水框架模具：三角透水框架模具，見圖4。

4施工過程控制

（1）外模安放：外模呈倒三角放置在平整硬化的場地上，盡量保證水平，模具兩邊的水平高差不得超過1cm。同時(shí)，涂抹脫模劑。

（2）鋼筋制作：根據(jù)透水框架尺寸，截取規(guī)定長度的6根鋼筋，按照模具樣式將3根鋼筋接點(diǎn)處（共4個(gè)接點(diǎn)）進(jìn)行焊接，最終形成鋼筋骨架的6個(gè)邊。

（3）鋼筋安裝：在鋼筋安裝前，要在模具內(nèi)壁放在墊塊，保證鋼筋置中。同時(shí)要將墊塊綁系在鋼筋上，防止振搗過程鋼筋移位。墊塊的材質(zhì)采用預(yù)制混凝土塊或其他復(fù)合土工材料。

（4）內(nèi)模安裝：在安裝內(nèi)模前，對(duì)內(nèi)模涂刷脫模劑。內(nèi)模安裝要確保整套模具的密封性。安裝完成后，向模具內(nèi)觀察，沒有光線透過，說明密封性較好，如出現(xiàn)透光現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)重新安裝。

（5）混凝土澆筑：混凝土一邊澆筑一邊振搗，每次添加三分之一的混凝土用量。振搗采用直徑30mm以下的震動(dòng)棒調(diào)至低頻率進(jìn)行振搗。振搗時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量避免振動(dòng)棒與模具接觸，防止振動(dòng)能量導(dǎo)致模具出現(xiàn)縫隙，混凝土漏漿。

（6）模具拆除：在終凝之后，進(jìn)行脫模，呈倒三角狀態(tài)時(shí)，先脫內(nèi)模，然后采用人力或機(jī)械將透水框架進(jìn)行翻轉(zhuǎn)180°，再脫外模。

（7）養(yǎng)護(hù)堆放：按照混凝土養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、堆放、調(diào)運(yùn)。

5質(zhì)量影響因素分析

通過對(duì)透水框架施工工藝及施工過程進(jìn)行總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)影響透水框架成品質(zhì)量的主要因素如下：

5.1原材料影響因素

（1）水泥的影響因素：水泥抗壓強(qiáng)度、安定性不合格，將直接影響到混凝土成品的強(qiáng)度;甚至?xí)?dǎo)致混凝土的開裂。

（2）細(xì)骨料的影響因素：細(xì)骨料云母含量過多，含泥量過高，細(xì)度模數(shù)過小均會(huì)影響混凝土的和易性及最終成品質(zhì)量，骨料堿活性將影響混凝土制品的耐久性。

（3）粗骨料的影響因素：級(jí)配不連續(xù)，壓碎指標(biāo)不合格，含泥量不合格等影響混凝土強(qiáng)度，粗骨料粒徑過大影響混凝土和易性及澆筑質(zhì)量。

（4）混凝土拌合用水pH值過小，雜質(zhì)過多，氯離子、硫酸鹽含量不合格最終影響混凝土的耐久性。

（5）鋼筋原材強(qiáng)度、伸長率不滿足要求。

5.2施工工藝影響因素

（1）混凝土泵性功率過大或過小，混凝土澆筑設(shè)備輸送管過長導(dǎo)致澆筑不連續(xù)、發(fā)生堵管。

（2）模具安裝不規(guī)范、模具發(fā)生變形導(dǎo)致最終混凝土質(zhì)量存在施工缺陷。

（3）鋼筋制作不滿足規(guī)范要求，鋼筋焊接不牢靠，極易脫焊。

（4）混凝土澆筑過程中，振搗不到位。

5.3半成品養(yǎng)護(hù)質(zhì)量影響因素

（1）拆模時(shí)間把握不準(zhǔn)，拆模過程導(dǎo)致混凝土發(fā)生缺棱、掉角等形象。

（2）脫模劑性能不合格，導(dǎo)致存在色差等混凝土外觀缺陷。

（3）透水框架起吊時(shí)間過早，起吊過程中已發(fā)生局部混凝土掉落。

6質(zhì)量提高措施

6.1 原材料質(zhì)量控制措施

（1）加強(qiáng)原材料的抽檢頻率，對(duì)水泥安定性、骨料含泥量、鋼筋強(qiáng)度及伸長率等指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，依據(jù)《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS 257）對(duì)混凝土用原材料必檢指標(biāo)進(jìn)行檢測的同時(shí)，在材料進(jìn)場前進(jìn)行全面檢測，確保原材料的質(zhì)量。

（2）依據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB 175）規(guī)范，嚴(yán)禁使用超過3個(gè)月以上的水泥制品，嚴(yán)禁使用燒粘土質(zhì)的火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。

（3）根據(jù)透水框架尺寸，粗骨料最大粒徑的選取按“不大于構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，不大于保護(hù)層厚度4/5” 的原則進(jìn)行選取，選定的粗骨料最大粒徑不超過25mm。

（4）粗骨料應(yīng)選擇連續(xù)粒級(jí)的骨料，盡量選擇細(xì)度模數(shù)在2.4～ 2.8間，級(jí)配在Ⅱ區(qū)的細(xì)骨料。

（5）嚴(yán)禁使用變質(zhì)的酸性水或強(qiáng)堿性水用于混凝土拌合，拌合用水應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63）要求。

（6）加強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行施工，確保混凝土強(qiáng)度、和易性、保水性等滿足要求。

6.2施工工藝控制措施

（1）布料機(jī)溜槽長度控制在2m以內(nèi)防止混凝土離析，溜槽與混凝土泵之間設(shè)置一過篩網(wǎng)，防止粒徑大于30mm碎石進(jìn)入輸送管造成卡管，溜槽采用活動(dòng)方式便于清洗。

（2）調(diào)整混凝土泵功率，使布料機(jī)澆筑速度能適應(yīng)模具入料口小的特點(diǎn)，輸送管道線路按場地要求布置為最短路徑，配管時(shí)盡量采用直管而少用彎管和軟管，同時(shí)應(yīng)盡量避免使用過大彎度的彎頭方便布料，易于管理清洗、排除故障和裝拆維修;采用螺栓式管道接頭必須連接牢靠，必須保持管路密封良好，避免由于管道密封不良造成水泥漿泄漏而引起的管道堵塞。

（3）模具安裝安裝完成后，要對(duì)模具進(jìn)行密封性檢查，以及鋼筋保護(hù)層檢查，如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)當(dāng)重新安裝。

（4）透水框架的鋼筋焊接為三根鋼筋頭部對(duì)接的點(diǎn)焊，難以用試驗(yàn)手段證明焊接質(zhì)量，因此要尤其注意保證焊條質(zhì)量和焊工水平，考核焊工水平可采用另取鋼筋進(jìn)行單面焊和雙面焊等方式進(jìn)行試驗(yàn)考核。

（5）混凝土澆筑應(yīng)一邊澆筑一邊振搗，每次添加三分之一的混凝土用量。振搗采用直徑30mm以下的震動(dòng)棒調(diào)至低頻率進(jìn)行振搗。振搗時(shí)，在確保振搗充實(shí)的情況下應(yīng)當(dāng)盡量避免振動(dòng)棒與模具接觸，防止振動(dòng)能量導(dǎo)致模具出現(xiàn)縫隙，混凝土漏漿。

6.3半成品質(zhì)量控制措施

（1）嚴(yán)格控制脫模劑質(zhì)量，不得將廢機(jī)油等當(dāng)做脫模劑使用。

（2）混凝土振搗妥后，用光潔度較好的手工專用鐵板對(duì)模具中的框架進(jìn)行表面光平，以保證外觀的質(zhì)量。當(dāng)混凝土經(jīng)過約30分鐘的初凝后再第二次光平收漿，使將要終凝時(shí)砼塊的死角壓實(shí)、抹光，避免拆模后出現(xiàn)麻面和掉角。經(jīng)過 1 小時(shí)后，如用手指對(duì)砼表面進(jìn)行按壓有一定的下沉感覺時(shí)，再對(duì)表面進(jìn)行第三次光平。經(jīng)過 24 小時(shí)后即可對(duì)砼進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，當(dāng)透水框架體的強(qiáng)度達(dá) 70%以上后，接著可以進(jìn)行脫模，脫模后將繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（3）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，澆筑現(xiàn)場留置混凝土試件進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，透水框架在起吊前對(duì)同條件混凝土試件進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上方能開展起吊工作。

7結(jié)果反饋

通過加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量把控，對(duì)施工工藝進(jìn)行總結(jié)與改進(jìn)，加強(qiáng)混凝土半成品的養(yǎng)護(hù)，有效避免了透水框架預(yù)制過程中的強(qiáng)度不足、鋼筋保護(hù)層厚度不夠、缺棱掉角、蜂窩、麻面等常見質(zhì)量缺陷，目前該控制措施已經(jīng)在長江航道整治工程中應(yīng)用，反饋效果良好。

8結(jié)論及建議

本文從原材料、施工工藝、成品養(yǎng)護(hù)3個(gè)方面對(duì)影響透水框架成品質(zhì)量因素進(jìn)行分析和探討，提出了基于提高透水框架成品質(zhì)量的具體措施，能夠?yàn)橥杆蚣茴A(yù)制提供參考，建議實(shí)際工作中加強(qiáng)各主要工序的質(zhì)量控制，切實(shí)提高透水框架質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]《水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（JTS 257-2008）.

[2]《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》（JTS 202-2011）.