錨噴混凝土加固雙曲拱橋施工工藝與質(zhì)量控制
摘要:錨噴混凝土在舊橋加固中應(yīng)用廣泛,結(jié)合工程實(shí)踐,總結(jié)分析其在雙曲拱橋加固中的施工工藝及質(zhì)量控制,為我國同類橋型的加固施工提供參考。
關(guān)鍵詞:雙曲拱橋;錨噴加固,施工工藝;質(zhì)量控制
1 錨噴混凝土加固原理
錨噴混凝土是借助噴射機(jī)械,利用壓縮空氣將混凝土拌合料,通過管道高速噴射到已錨固好鋼筋網(wǎng)的受噴面上,使其凝結(jié)硬化形成一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。噴射混凝土具有高速、高壓的作用,可將混凝土射入寬度2㎜以上的裂縫,加上鋼筋網(wǎng)的共同作用,可以使新舊混凝土緊密結(jié)合,形成一個整體。
2 錨噴混凝土加固雙曲拱橋施工工藝
2.1 植筋技術(shù)
植筋錨固技術(shù)是一種新型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù),是一項(xiàng)對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù),現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固改造中,它較好的解決了新舊混凝土結(jié)構(gòu)上的剛性聯(lián)接問題,能使連接結(jié)構(gòu)中的鋼筋達(dá)到如同預(yù)埋的效果,且被充分利用,使鋼筋具有優(yōu)越的負(fù)載-位移特性。錨噴混凝土加固雙曲拱橋的植筋施工,就沿用了隧道施工中的錨桿錨固技術(shù),錨桿植筋施工質(zhì)量的優(yōu)劣將影響加固主鋼筋的定位及焊接,間接影響到加固效果。
植筋錨固施工工藝主要包括:錨孔定位放線、鉆孔、清理鉆孔塵渣、驗(yàn)收鉆孔及清孔質(zhì)量、配置結(jié)構(gòu)植筋膠、注膠、插入錨桿固定好、水泥砂漿封堵孔眼、養(yǎng)護(hù)等。
2.2掛設(shè)鋼筋網(wǎng)施工工藝及控制
當(dāng)錨桿插定兩天后可開始掛設(shè)鋼筋網(wǎng)。掛設(shè)時,單根鋼筋緊靠錨桿就位,先綁扎后點(diǎn)焊于錨桿上;鋼筋接頭為搭接焊,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的順序,為沿著施工的前進(jìn)方向,從一端拱腳開始逐段完成至另一端。為便于掛設(shè),將拱肋底面的錨桿尾端帶直鉤。
2.3噴射混凝土施工
噴射混凝土是借助噴射機(jī)械,利用壓縮空氣,將水泥、砂、石、外摻劑等按一定比例配合好的拌合料,通過管道輸送,并以高速噴射到受噴面上凝結(jié)硬化成一層混凝土。目前常用的方法有干噴法和濕噴法,其中干噴法發(fā)展較早,應(yīng)用也最廣泛。它是將干料拌合后送至噴頭與水混合,再噴到受噴面上的一種方法。具有適應(yīng)性強(qiáng)、場地需求小、機(jī)器成本低及操作方便等優(yōu)勢,其施工工藝流程如下圖:
2.3.1風(fēng)壓及水壓的控制總結(jié)
實(shí)踐表明當(dāng)噴嘴處的風(fēng)壓穩(wěn)定在0.1~0.2MPa范圍內(nèi),對回彈量控制最為有利。施工中發(fā)現(xiàn),當(dāng)壓送距離變動時,空氣壓力要視噴射的狀況和易粘附程度加以修正。風(fēng)壓過大或過小,都將導(dǎo)致回彈量增大。
噴水嘴處水壓應(yīng)控制在比輸料管風(fēng)壓高0.1~0.15 MPa范圍內(nèi),且噴射作業(yè)區(qū)的系統(tǒng)水壓應(yīng)大于0.4 MPa,此時的噴射混凝土效果較好。水壓過小,干辦料不能充分濕潤水化,表面出現(xiàn)干斑,粉塵、回彈量都顯著增大,并且混凝土硬化后強(qiáng)度大大降低;如果水壓過大,噴射混凝土在未凝固前被水沖洗形成“淌流”,下垂甚至脫落。
2.3.2噴射混凝土配合比的控制
配合比設(shè)計應(yīng)滿足下列要求:必須能保證混凝土向上噴射到指定的厚度,并且回彈最少;4~8h的強(qiáng)度應(yīng)具有能控制變形的能力;在速凝劑用量滿足可噴性和早期強(qiáng)度的要求下,必須達(dá)到設(shè)計的28d強(qiáng)度;有良好的耐久性;回彈量少;不發(fā)生堵管。
水灰比是影響噴射混凝土強(qiáng)度的主要因素,一般來說,當(dāng)噴射混凝土表面出現(xiàn)流淌、滑移、拉裂時,表明水灰比太大;若噴射混凝土表面出現(xiàn)干斑、作業(yè)中粉塵大,回彈多,則表明水灰比太?。贿m宜的水灰比為0.4~0.5,在這范圍內(nèi),混凝土表面平整,成水亮光澤,粉塵和回彈量均較少,偏離這一范圍,不僅降低噴射混凝土強(qiáng)度,也使回彈量增大。
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施工現(xiàn)場使用的配合比如下:水泥 :砂:礫石:水=1:2:2:0.4
圖6.9(a)水灰比過小 圖6.9(b)水灰比過大
2.3.3噴射距離及噴射角度的調(diào)試總結(jié)
噴射距離的遠(yuǎn)近對噴射混凝土的質(zhì)量和回彈量有很大的影響。距離太遠(yuǎn),會使噴射混凝土的回彈量增大,密實(shí)度降低,從而降低了強(qiáng)度;距離太近,不僅回彈率加大,且回彈顆粒會傷害到噴射手。當(dāng)風(fēng)壓適宜時,噴嘴與受噴面的最佳距離一般為0.8~1.5m左右。
在噴射平整的受噴面時,噴嘴也應(yīng)與受噴面垂直。在對有鋼筋網(wǎng)的受噴面進(jìn)行噴射時,噴嘴應(yīng)更靠近受噴面一些,且與垂直方向偏離一個小角度,以便獲得較好的握裹效果,同時便于排出回彈物。
3 噴射混凝土的質(zhì)量控制
錨噴混凝土加固舊橋是近幾年才發(fā)展起來的舊橋加固技術(shù),噴射混凝土不需要振搗,而是在高速噴射時,由水泥與骨料的反復(fù)連續(xù)撞擊而使混凝土壓密。其高速噴射形成的噴射混凝土的作用是將錨固好的鋼筋網(wǎng)與原結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)組成整體受力結(jié)構(gòu),并與錨桿一道在結(jié)合面上傳遞拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。因此,噴射混凝土的質(zhì)量將直接影響到舊橋的加固效果,在加固過程中對其進(jìn)行質(zhì)量控制是非常關(guān)鍵的。
影響噴射混凝土質(zhì)量的因素很多,現(xiàn)從噴射混凝土施工技術(shù)和施工管理方面分析,結(jié)合施工過程中遇到的問題及應(yīng)對措施,分析幾個主要因素對混凝土噴射質(zhì)量的影響。
⑴混合料應(yīng)拌制均勻,顏色一致,尤其是速凝劑,其摻量較少,加入的時候很不容易拌制;混合料應(yīng)隨拌隨用,摻速凝劑后,存放時間不超過30min。
?、茋娚浞较蚺c受噴面垂直并稍微向剛噴射部位傾斜,噴射時噴槍可對受噴面按順時針方向螺旋轉(zhuǎn)動,螺旋直徑大約在20~30㎝之間,以使混凝土噴射密實(shí)。
?、菄娚鋾r可分層進(jìn)行,每層厚度3~5㎝左右,并且在噴射過程中,對過橋的重車,安排專人進(jìn)行限速指揮,以免過大的震動影響噴射效果。
⑷噴射面要保持自然平整,這不但有利于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性,而且外形美觀。因此,在噴射混凝土初凝后(即噴射后20~30 min)用刮刀將設(shè)計線以外多余的材料刮掉,然后再噴或抹一層砂漿。
?、蓢娚浠炷两K凝2h后,及時噴水養(yǎng)生,養(yǎng)生時間不少于7d,確保其強(qiáng)度的形成并可以避免表面開裂。
4 結(jié)語
采用噴射混凝土加固雙曲拱橋,從實(shí)施情況看,其效果是明顯的。主要表現(xiàn)在:施工快速簡便、經(jīng)濟(jì)可靠、不中斷交通,工期短等方面,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。但也有其不足之處:回彈量還是較大、噴料時有脈沖現(xiàn)象且均勻度差、水灰比不易準(zhǔn)確控制、生產(chǎn)效率不高等,需經(jīng)過后期的實(shí)踐予以解決。
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