鋼管混凝土密實(shí)度的控制論文
摘 要：鋼管混凝土是鋼管混凝土拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到橋梁的整體質(zhì)量，而混凝土的密實(shí)度是鋼管混凝土的質(zhì)量的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，筆者以自身在濟(jì)南市小清河菜園橋的施工經(jīng)驗(yàn)，從鋼管混凝土的配合比設(shè)計(jì)、現(xiàn)場混凝土攪拌和泵送等各個(gè)環(huán)節(jié)的控制探討如何提高鋼管混凝土的密實(shí)度這一問題。
關(guān)鍵詞：鋼管混凝土配合比；混凝土泵送；混凝土密實(shí)度
濟(jì)南市小清河菜園橋跨徑92.04米，主跨結(jié)構(gòu)為自平衡提籃式鋼管混凝土下承式拱橋，拱肋鋼管填充C50微膨脹混凝土，采用泵送法施工。為了確保鋼管混凝土的密實(shí)度，我們從混凝土的配比、原材料、現(xiàn)場泵送等各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)對鋼管混凝土的質(zhì)量控制，取得了較好的效果。
一、引起鋼管混凝土不密實(shí)的幾個(gè)主要原因
1、混凝土微膨脹量不足。
菜園橋鋼管混凝土是C50的高強(qiáng)度混凝土，水泥用量較大，砂率偏低。另外鋼管混凝土采用泵送施工且不宜振搗，要求混凝土必須具備坍落度大和易性好的特點(diǎn)，而要混凝土具備這些特點(diǎn)就要加大水的.用量，由于水泥用量大，水灰比較大，增大了混凝土的收縮量，若混凝土配比設(shè)計(jì)不合理就容易造成鋼管混凝土收縮量大于摻入微膨脹劑形成的膨脹量，混凝土膨脹量不足�；炷梁弯摴苤g存在空隙。
2、鋼管內(nèi)排氣不良，鋼管內(nèi)存有空氣，造成鋼管混凝土存在空隙。
2.1、鋼管排氣管堵塞，鋼管內(nèi)空氣不能完全排出�；炷劣捎诎韬蠒r(shí)計(jì)量控制不準(zhǔn)，進(jìn)入拌合樓內(nèi)的原材料不是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比,混凝土容易形成離析現(xiàn)象,堵塞鋼管的排氣管，造成鋼管內(nèi)排氣不良，產(chǎn)生混凝土空隙。
2.2、在混凝土泵送過程中，現(xiàn)場混凝土供應(yīng)不及時(shí)，混凝土輸送泵設(shè)備故障，泵送過程中出現(xiàn)混凝土間斷的現(xiàn)象，混凝土泵送不能連續(xù)不斷進(jìn)行，造成鋼管內(nèi)空氣排氣不暢。
2.3、混凝土與鋼管壁粘結(jié)不良，鋼管壁與混凝土之間形成空隙�；炷凉嘧⑶皼]有對鋼管清洗，管內(nèi)存在焊渣及鐵銹等雜質(zhì)，鋼管壁灌注前未除銹，管壁銹蝕，這些都是造成混凝土與鋼管壁粘結(jié)不良的原因。
二、鋼管混凝土密實(shí)度控制存在的幾個(gè)難點(diǎn)
1、混凝土在鋼管內(nèi)流動(dòng)，施工過程中無法從外部觀測，混凝土的密實(shí)度不易控制。
2、鋼管混凝土技術(shù)指標(biāo)要求較高，配合比設(shè)計(jì)需多次完成，混凝土的膨脹率難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3、要保證鋼管混凝土質(zhì)量，必須從配合比設(shè)計(jì)、砼原材料選擇、砼攪拌、混凝土泵壓及灌注等各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能引起鋼管混凝土的質(zhì)量缺陷。
三、為提高鋼管混凝土密實(shí)度我們采取了一下措施
1、組織技術(shù)力量，多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出合理的鋼管混凝土配合比
在攻關(guān)研究中我們感覺到，鋼管混凝土灌注質(zhì)量的優(yōu)劣與混凝土配合比設(shè)計(jì)是否合理有著直接的關(guān)系。混凝土配合比對砼的質(zhì)量影響主要有以下幾個(gè)方面：1、水灰比，坍落度對砼的影響。水灰比小，坍落度小則混凝土自身流動(dòng)性差，混凝土不密實(shí)，水泥用量多混凝土自身收縮大，造成管內(nèi)不密實(shí)。水灰比和坍落度過大，混凝土強(qiáng)度不易保證。2、微膨脹劑摻量的控制，摻量過大，膨脹率增加會對鋼管拱肋產(chǎn)生不利的內(nèi)應(yīng)力影響；摻量過小，膨脹率小，混凝土收縮大，鋼管拱管內(nèi)混凝土密實(shí)度達(dá)不到要求。3、混凝土初凝時(shí)間的控制，若一根鋼管混凝土灌注完成時(shí)間超出第一盤管混凝土初凝時(shí)間，則會對混凝土自身有結(jié)構(gòu)性破壞。
通過對以上問題的研究，我們在設(shè)計(jì)混凝土?xí)r按以下指標(biāo)控制：
（1）水灰比控制在0.30，坍落度16mm；
（2）為增加混凝土的流動(dòng)性，加入高效減水劑NF-2；
（3）加入微膨脹劑，摻加量為水泥用量的15%，混凝土限制膨脹率控制在3×10-
�。�4）根據(jù)施工時(shí)的要求，混凝土的初凝時(shí)間為15小時(shí)；
（5）配料強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.15倍；
2、嚴(yán)格控制鋼管混凝土拌合質(zhì)量
拌合時(shí)計(jì)量不準(zhǔn)主要原因是拌合站設(shè)備故障和人員操作有誤和未根據(jù)現(xiàn)場砂石料的實(shí)際含水量調(diào)整拌合時(shí)混凝土的用水量。
為此我們首先在拌合前拌合機(jī)械進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)，加強(qiáng)拌合操作人員的培訓(xùn)。其次，攪拌混凝土的當(dāng)天檢測砂石料的實(shí)際含水率，調(diào)整攪拌時(shí)混凝土的用水量，確�；炷恋乃冶群吞涠确弦�。
3、加強(qiáng)對混凝土泵送現(xiàn)場的施工
現(xiàn)場混凝土灌注過程中可能存在的問題主要有以下幾點(diǎn)
�。�1）混凝土泵送管過長，彎頭過多。
（2）混凝土來料不及時(shí)，輸送泵進(jìn)料斗內(nèi)無法經(jīng)常保持2/3的混凝土，并有可能造成灌注間斷現(xiàn)象。
�。�3）泵送管道接頭有密封不嚴(yán)的現(xiàn)象，造成法蘭漏氣導(dǎo)致泵送壓力損失。
�。�4）混凝土頂升完畢后，未關(guān)閉進(jìn)料閘閥，混凝土倒流形成空洞。
（5）拱頂排氣增壓管排出混凝土不充分。
�。�6）灌注時(shí)未遵循勻速對稱，慢送低壓的原則。
解決措施如下：
（1）根據(jù)現(xiàn)場條件合理布置混凝土輸送管道，盡量減少管道長度和彎頭數(shù)量，不出現(xiàn)90°彎頭。
（2）灌注前維修好進(jìn)場道路，加強(qiáng)施工現(xiàn)場車輛調(diào)度，保證施工時(shí)道路順暢無堵塞現(xiàn)象。灌注前對拌合設(shè)備和混凝土輸送車量及泵送設(shè)備進(jìn)行全面檢修，準(zhǔn)備充足的原材料，保持施工過程的連貫。
�。�3）壓住前，連接進(jìn)料閥閘和輸送管道，并擰緊法蘭螺栓，檢查各個(gè)接頭情況。
（4）在混凝土進(jìn)料口設(shè)置活塞，有專人負(fù)責(zé)，防止混凝土倒流。
�。�5）待拱頂三個(gè)排氣增壓管排出混凝土后，間歇5分鐘，從一端固定泵泵送混凝土，再間歇5分鐘，從另一端固定泵泵送混凝土，以確保管內(nèi)混凝土密實(shí)。
（6）壓注速度控制在10-15m3/h，于后續(xù)混凝土車到達(dá)后再壓注完一車，盡量避免停頓時(shí)間，灌注時(shí)兩端管內(nèi)混凝土頂面高差控制在1m以內(nèi)，壓注時(shí)兩邊各有一人觀測混凝土到達(dá)位置（用錘敲擊法），當(dāng)兩側(cè)混凝土快相接時(shí)，控制壓注速度，兩側(cè)混凝土慢慢上升直至兩側(cè)混凝土對接。
4、提高施工人員質(zhì)量意識，編制科學(xué)的工藝流程
（1）為了提高施工隊(duì)伍的技術(shù)水平和質(zhì)量意識，本著以人為本的原則我們制定并實(shí)施了培訓(xùn)檢查制度，即：開工前培訓(xùn)，檢查實(shí)施情況，并通過生產(chǎn)會向施工隊(duì)伍的負(fù)責(zé)人通報(bào)檢查結(jié)果，對出現(xiàn)的問題集中分析原因，限期整改，提高施工人員的質(zhì)量意識。
�。�2）為了減少人為的質(zhì)量缺陷，我們強(qiáng)化管理，編制科學(xué)的工藝流程：
混凝土泵送開始泵機(jī)空轉(zhuǎn)試運(yùn)行泵送水沖洗管道泵送砂漿潤滑管道泵送混凝土擠出管道內(nèi)的砂漿和水連接泵管與鋼管拱肋灌注口調(diào)整處理檢查泵送是否正常正常泵送混凝土恢復(fù)泵送，澆注下階段混凝土遇結(jié)構(gòu)加載及監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理暫時(shí)停止泵送封拱排氣排漿時(shí)轉(zhuǎn)入慢
速，接信號每次泵1~2下封堵灌注口灌注結(jié)束、拆管、清洗泵機(jī)
5、提高泵送設(shè)備日常管理水平
泵送設(shè)備在泵送時(shí)最易出現(xiàn)的問題是設(shè)備由于日常維修保養(yǎng)不到位，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生故障和泵送管和進(jìn)料閘閥連接不好，泵壓不足。我們采取的措施是：制定設(shè)備維修保養(yǎng)的規(guī)章制度，加強(qiáng)泵送設(shè)備的日常檢查，施工前有專人負(fù)責(zé)檢查設(shè)備及管道安裝是否正常。
四、正在采取了各項(xiàng)措施后，鋼管混凝土的質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
小清河菜園橋鋼管拱肋混凝土灌注完成后，由業(yè)主指定的專業(yè)檢測單位，用超聲波檢測鋼管拱肋的混凝土的密實(shí)度，管內(nèi)填充的混凝土密實(shí)度大于99%，符合施工規(guī)范的要求。同步同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳寶春：《鋼管混凝土拱橋》人民交通出版社，2005年.
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