1、浅谈混凝土防撞护栏滑模施工技术的应用摘要本文以阿尔及利亚东西高速公路 M3 标混凝土防撞护栏的施工为实例,重点对施工工艺、质量控制和注意事项做了阐述,充分证明了滑模施工技术不但减少人力,而在提高工作效率及质量方面更具有优势。 关键词:混凝土防撞护栏施工工艺 质量控制、注意事项 中图分类号: TU37 文献标识码: A 1.工程概述 阿尔及利亚东西高速公路是北非马格里布高速公路的重要组成部分,全长 1216KM,横贯阿尔及利亚北部,东连突尼斯,西接摩洛哥,是一条采用欧洲标准设计施工的交通大动脉。本文所介绍的 M3 标全长 28KM 位于 BOUMEDESS 和 BOURIA 两省交界的山谷地区,
2、地势起伏。其中混凝土防撞护栏长度约 80KM,工期短,标准高,施工组织难度较大。整条高速公路除了桥梁采用钢护栏外,其它的路基两侧及中央分隔带全部采用的是混凝土防撞护栏。该种防撞护栏的安全系数高,防止车辆越出路外的效果好,同时具有维修费用少等优点。 2.施工工艺的选取 利用滑模技术进行混凝土防撞护栏的施工,虽然在国内应用较少,但目前已成为欧美等国外普遍采用的一种施工方法。该施工工艺具有以下几个优点:机械化程度高,不需重复支模,节省劳动力和周转材料。施工连续,工期短、速度快。转场便捷。对路面及周边环境污染小。线形圆顺,整体效果好。施工质量易于及时控制。滑模施工技术对混凝土工作性能有很高的要求,要使
3、混凝土防撞护栏成型后无蜂窝、麻面、塌边、掉角等现象,不仅需要先进的移动滑模设备,更需要现场人员精心组织才能实现。在 M3 标,我们对传统的人工施工工艺和滑模施工工艺从外观质量、施工工期、经济效益等方面进行了比较,经过反复的研究和分析,最终决定采用美国力霸 5700-C 型混凝土滑模机进行防撞护栏施工,取得了比较好的施工效果。 3、滑模机的应用范围及工作原理 混凝土滑模机为柴油动力、橡胶履带自行式,是一种通过更换不同挤压模具来对横断面不发生变化,纵向不断延伸的条带形混凝土结构物进行施工的设备,自动化程度高。施工范围包括混凝土防撞护栏、混凝土路缘石、混凝土水沟、混凝土矮墙等。施工时在确保混凝土连续
4、供应的情况下,滑模机通过传感器沿测量放样好的导线连续行走,在行走的过程中,进入振捣箱内的混凝土经过振捣,最后再经所选模具出口连续挤压成型,如图 1 所示: 图 1 混凝土防撞护栏的滑模施工 4.混凝土配合比的试验 4.1、原材料 4.1.1、水泥:选用阿尔及利亚 ACC 水泥厂生产的 CPJ-CEMII/A42.5的普通硅酸盐水泥,其各项指标符合 NF P15-300/301 的规范要求。 4.1.2、碎石:选用了 BOUIRA 碎石场生产的 3-8mm,8-15mm 的级配碎石,即含泥量1.5% ,洛杉机磨耗 LOS30% 。 4.1.3、砂:采用了 BAGHLIA 和 BOUSSAADA
5、生产的粗砂和细砂,其掺配比例约为 7:3,混合砂的砂当量 ES 75%,细度模数为 2.5-2.8 之间。4.1.4、外加剂:减水剂选用 BASF RHEOBUILD 850,其掺量为水泥用量的 1.5%;引起剂选用 BASF MICRO AIR120,其掺量为水泥用量的0.3%。 4.1.5、水:选用了经检测合格后的 LARBATACH 水库的水。 4.2、配合比的选取 混凝土防撞护栏的滑模施工配合比的选取是决定施工质量的关键。此条高速公路要求混凝土的设计强度 B30(指直径为 160mm*高 320mm 圆柱体试件的轴心抗压强度),试配强度为 34.5MPa,水泥用量大于 350Kg,中标
6、试验室根据滑模机对混凝土工作性能的要求,并经过现场和室内多次试验后确定了混凝土的配合比。即:水泥:3/8 碎石:8/15 碎石:粗砂:细砂:减水剂:引气剂:水=380:272:786:602:202:5.7:1.14:176,水灰比为 0.46,容重为2480Kg/m3,出机坍落度为 5cm,30min 后坍落度为 3cm。 施工工艺及质量控制 5.1、施工组织的人员和设备:混凝土防撞护栏的滑模施工是一种连续性流水作业模式,需要配备好相应的人员及机具,现以一台滑模机、一个施工班组为例,介绍所需的人员、机具和设备。 人员组织:机械操作手 1 名,负责现场全面协调的班组长 1 名,测量工 2 人(
7、根据施工进度情况确定,不需要每班固定) ,混凝土装修工 2名,混凝土养护工 1 名,安全质量检测员 1 名,普通工人 2 名。 机具、设备:混凝土滑模机 1 台,混凝土罐车 3 台(可根据运输距离的长短做相应的调整) ,洒水车 1 台,手持式电钻 1 台,1.5m 长钢立杆若干,泄水孔模具 3 个(路基两侧的 GBA 使用) ,伸缩缝切割模具 2 套,防止养护用的塑料薄膜脱落的夹具若干,修补护栏边角的角型模具 2 套,路面清扫的工具一套。 5.2、施工工艺流程: 工艺流程示意图 5.2.1、施工准备: 根据施工图纸确定混凝土防撞护栏的形状即 GBA 或 DBA,并选择相对应的模具。 准备好相应
8、的施工人员及小型机具。 将作业面清洗干净,确保混凝土与沥青路面粘结紧密。 5.2.2、测量放样: 在施工前,沿线路中心线,每 4 米设置 1 个标桩,在曲线段根据曲线半径的大小可加密到 2-3 米。 以标桩为依据,在摊铺前进方向的左侧距护栏 70cm 处打孔,安装钢桩,用于固定导线支架,直线段的支架间距不超过 10m,曲线段的支架间距不超过 5m。 将横杆安装在调整好的钢桩上,横杠可以在钢桩上水平与垂直移动,标高测量出横杆高度后固定。 将钢丝挂在固定好的横杆上,最后使钢丝与护栏之间的水平间距为50cm,垂直向下低于护栏顶 20cm 左右,在确保导线准确无误后绷紧钢丝。5.2.3、滑模机的就位、
9、调整 滑模机自行初步就位后,检查震动箱内的振捣棒是否完好,安装位置是否正确。 调整模具高度,使混凝土棱面与理论定位偏差不超高 1cm。 调整传感器的位置,使之固定。 5.2.4、混凝土的拌合、运输 (1)混凝土搅拌站根据试验室所提供的施工配合比进行集中拌合。 (2)根据施工现场对混凝土的坍落度的要求,再进行微调,使到达现场的混凝土在施工后无蜂窝、麻面、断裂等现象。 (3)混凝土采用罐车运输,在运输过程中要保证后罐匀速搅拌,途中严禁加水。如在夏季施工要将混凝土罐车用毡布包裹,然后在毡布上洒水,以减少混凝土坍落度的损失。 5.2.5、滑模施工、修整 (1)混凝土运输到现场后,先将滑模机的存料仓及螺
10、旋输送装置润湿,以防止粘帖大量的混凝土,确保施工的流畅性。 (2)当螺旋输送装置将混凝土输送到振捣箱内,一般当箱内的混凝土高出振捣棒 10cm 左右时,滑模机开始以 1m/min-2m/min 的速度缓慢行驶,在行驶的过程中要确保混凝土的连续供应,避免因供应不及时造成停机等待,间歇摊铺的现象。 (3)施工时,操作手要根据混凝土的坍落度情况,对滑模机的行走速度、震动情况进行微调,当混凝土的坍落度偏大时要减小振动频率,行走速度稍快些,当坍落度偏小,要加大振动频率,行走速度稍慢些,以确保施工成型的混凝土防撞护栏出现坍塌、蜂窝、麻面等现象。 (4)当混凝土防撞护栏施工成型后,要对出现塌边、掉角、外鼓、
11、蜂窝、麻面等局部进行修补。 5.2.6、设置伸缩缝、泄水孔 (1)根据施工图纸的要求,每隔 5m 设置一道伸缩缝,缝宽 3-5cm,缝深 4cm;路肩处的 GBA 应在边坡有急流槽处设置泄水孔,泄水孔的尺寸为宽 40cm高 13.5cm。 (2)当混凝土表面指压无痕后进行伸缩缝及泄水孔的施工,如果施工过早会使混凝土下沉变形,过晚混凝土硬化使施工难度增大,而且在施工时因用力过大,易使周边混凝土出现裂纹。 5.2.7、养护 当混凝土防撞护栏施工成型后要及时喷洒养护液,等到混凝土硬化后覆盖塑料薄膜,再进行不少于 7 天的洒水养护,一定要避免因养护原因造成的混凝土裂纹。 5.2.8、成品验收 检测混凝
12、土防撞护栏的施工位置及几何尺寸是否满足设计要求。 防撞护栏的线性是否圆滑、顺直、混凝土表面颜色是否一致、是否有蜂窝、麻面、侧面外鼓、塌边、掉角、裂纹的等现象。 检测伸缩缝及泄水孔是否按图纸要求进行预留,切缝的宽度和深度是否满足要求,以防止混凝土纵向收缩时产生不规则裂纹,切缝应垂直于路面,切边要整洁美观;泄水孔的的尺寸要满足设计要求,以防止因尺寸预留不够,造成路面大量积水现象。 6、施工注意事项 在进行混凝土防撞护栏滑模施工时应该做好混凝土坍落度、摊铺速度、震动频率及养护等的控制。 6.1、到达现场的混凝土坍落度为 2-4cm,如果坍落度小于 2cm 时,混凝土不容易捣实,防撞护栏容易出现蜂窝、
13、麻面甚至空洞的现象,如果坍落度大于 4cm,混凝土防撞护栏易出现流浆、侧面外鼓、塌边甚至由于坍塌无法成型。 6.2、混凝土坍落度在可控范围内机械操作手也要根据坍落度的大小来确定震动的频率和摊铺速度。建议摊铺速度为 1m-2m/min,振动粘度系数为 500-1000m.s/m,如果摊铺速度过快、振动频率过小易由于振捣不实造成混凝土断裂、护栏顶部凹凸不平的波浪形状,严重影响混凝土表面的外观质量;如果摊铺速度过慢或振动频率过大易出现提浆过多,表面不光滑,不但影响了外观质量,同事也影响了混凝土的强度。 6.3、养护控制:当混凝土防撞护栏成型后,所喷水的养护液一定要均匀,一定要进行洒水养护,否则在混凝土表面将会出现颜色不一致、裂缝及混凝土的收缩裂纹等,一旦有这些现象形成后,成型的混凝土防撞护栏很难再进行修复。 7、结语 本文介绍的混凝土滑模施工工艺在阿尔及利亚东西高速公路 M3 标混凝土防撞护栏的施工中取得了比较理想的施工效果。在确保施工进度的情况下,各项技术指标均满足技术条款 CCTP 的要求,并受到阿尔及利亚业主、监理及其他单位的一致好评。 参考文献 1、 阿尔及利亚东西高速公路专用技术条款 CCTP 2、法国规范 NF P15-300/301,NF P18-540,NF P98-100
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