(黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局(綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站),陜西 榆林 719000)
砼在建筑工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用,是構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的主要材料,在建筑工程施工中占有非常重要的地位。通過(guò)資料檢索,國(guó)內(nèi)外混凝土澆筑時(shí)主要是利用塔架、吊車、泵車澆筑進(jìn)行運(yùn)輸,利用自然地形高差輸送砼,澆筑建筑物基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)未曾有報(bào)道。本試驗(yàn)是在受地形條件限制或特殊地理環(huán)境的地形條件,平均坡比達(dá)1:3.7 以上的高陡坡,利用已有漿砌磚排水溝輸送混凝土技術(shù),研究這樣的砼輸送澆筑建設(shè)工程基礎(chǔ)和骨架具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值,對(duì)于同類型施工具有很大的指導(dǎo)意義。
黃委綏德水保站辛店溝水土保持示范園建設(shè)項(xiàng)目施工地點(diǎn)地形復(fù)雜,地勢(shì)高陡,施工難度大。為便于基礎(chǔ)柱樁砼的輸送,提高施工中整體工程質(zhì)量,保證施工中的安全性,進(jìn)而降低工程施工成本,在非常規(guī)陡坡段砼輸送施工中,用自然坡度漿砌磚排水溝等輸送砼,能夠高效快速澆筑非常規(guī)陡坡砼柱基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)樁,從而成為大力改善施工效率,達(dá)到節(jié)約工程成本的目的。
辛店溝水土保持示范園位于陜西綏德縣,地理坐標(biāo)為東徑110°16′45″~110°20′00″、北緯37°29′00″~37°31′00″之間,地域海拔840~1040m。為了便于開(kāi)展自然坡面徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)工作,需要在土質(zhì)路面上修建防腐木木棧道,由上至下,沿程有兩個(gè)彎道,內(nèi)角分別為65°和38°。棧道長(zhǎng)166m,寬2.0m,地面高程998.65m—1046.49m,高差45.0m,平均坡比1:3.73,最陡處長(zhǎng)42m,高差19.6m,平均坡比1:2.14。道路有三個(gè)坡向,長(zhǎng)度分別為69.98m、53.82m、42.20m。施工前見(jiàn)圖1。
圖1 工程施工前現(xiàn)狀
全程共設(shè)計(jì)鋼筋混凝土柱樁150 個(gè),陡坡段縱向柱樁間隔2.0m,平緩處2.5m 設(shè)計(jì)一個(gè)鋼筋混凝土柱樁,橫向中心間距均為1.5m。單柱斷面為0.5m×0.5m,標(biāo)準(zhǔn)柱高1.2m,基坑開(kāi)挖深度1.0m。由于受地形條件約束和踏步設(shè)計(jì)要求,部分柱高達(dá)到2.0m,基礎(chǔ)埋深1.0m。鋼筋籠主筋為φ12,副筋φ6,主筋間隔20cm,副筋橫向間隔20cm,縱向間隔25cm,橫向邊緣保護(hù)層5cm,縱向保護(hù)層10cm。見(jiàn)混凝土柱設(shè)計(jì)圖2。
基礎(chǔ)柱采用漿砌磚排水溝輸送C30 砼澆筑,排水溝沿道路內(nèi)坡腳布設(shè),寬深為30×40m。利用排水溝將砼控制在排水溝內(nèi),不至于使砼四處溢出,便于砼順利輸送及下游工人有序澆筑柱樁。
圖2 混凝土柱設(shè)計(jì)圖
1、自身重力:利用砼的自重和排水溝坡度,根據(jù)砼自身重力的分解原理,使砼沿排水溝底部形成向下滑力自動(dòng)輸送。
2、降低摩擦系數(shù):利用塑料布的光滑度,減小砼與接觸面之間的摩擦力,使砼輸送順暢,不至于輸送時(shí)出現(xiàn)砼停滯和堆積。
3、控制防溢:利用漿砌磚排水溝將砼控制在排水溝內(nèi),不至于使砼四處溢出,便于砼順利輸送及下游工人有序澆筑柱樁。
排水溝設(shè)計(jì)采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。漿砌磚排水溝底寬30cm,深40cm的矩形斷面,采用M7.5 漿砌磚砌筑,共計(jì)修建排水溝198m,鋪地、墻厚24cm。
利用已建設(shè)好的漿砌磚排水溝(也可用土質(zhì)排水溝)鋪設(shè)塑料農(nóng)膜,塑料農(nóng)膜沿排水溝鋪設(shè),排水溝兩邊外側(cè)各鋪設(shè)500mm,扎實(shí)邊緣,防止輸送砼時(shí)塑料農(nóng)膜擁鄒。塑料農(nóng)膜采用0.3mm 厚,寬2.0m 為宜,塑料農(nóng)膜鋪設(shè)要平整、順直,防止輸送砼時(shí)塑料布擁鄒,便于砼順利輸送及下游工人有序澆筑柱樁。本次試驗(yàn)是借用塑料農(nóng)膜的光滑度及自然地形坡度來(lái)輸送混凝土,減少了機(jī)械設(shè)備、設(shè)施及大量人力物力的投入資金。
將扎好的鋼筋籠放置在挖好的混凝土柱基坑內(nèi)。受地形條件的影響混凝土柱露出地面高度不一致,最低露出20cm,最高露出地面182cm,將露出地面部分支模,要求竹膠板平整光滑,采用鋼管、棱木牢牢固定竹膠板,以防澆筑時(shí)混凝土柱變形。
利用砼的自重和排水溝坡度,根據(jù)砼自身重力的分解原理,使砼沿排水溝底部形成向下滑力自動(dòng)輸送。充分利用塑料農(nóng)膜的光滑度,減小砼與接觸面之間的摩擦力,使砼輸送順暢,不至于出現(xiàn)砼停滯和堆積的現(xiàn)象。
棧道基礎(chǔ)鋼筋混凝土柱樁150 個(gè),輸送砼樣為C30,共輸送砼48m3。澆筑時(shí)將砼罐車尾部出口與排水溝對(duì)正,澆筑柱時(shí)由下游底部柱逐漸向上游澆筑。砼輸送時(shí)在需澆筑柱樁處設(shè)4 擋攔截,每擋設(shè)2 名工人,用鐵鍬將砼鏟入柱樁模板基坑。當(dāng)砼輸送流量過(guò)大時(shí),下游工人攔截與鏟送跟不上,容易溢出排水溝,形成浪費(fèi);流量太小費(fèi)工、費(fèi)時(shí);流量適中,下游工人可從容澆筑,施工效率高。不同坡度要求的流量、砼深和流速不同,流量設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。在砼澆筑時(shí)需注意在彎道留人看守,以防彎道處出現(xiàn)砼停滯堆積,同時(shí)砼澆筑時(shí)用振動(dòng)棒振動(dòng),以保證砼澆筑質(zhì)量。技術(shù)路線圖見(jiàn)圖3,施工過(guò)程見(jiàn)圖4~5。
表1 在有限施工人員條件下砼輸送時(shí)最佳流量及流速表
圖3 技術(shù)路線示意圖
圖4 罐車及砼輸送澆筑
圖5 砼輸送澆筑柱及棧道
1、本次試驗(yàn)是特殊地形,陡坡地段利用已建設(shè)的漿砌磚排水溝(或也可用土質(zhì)排水溝)及塑料農(nóng)膜(厚0.3mm,寬2.0m)的光滑度輸送砼澆筑建筑物基礎(chǔ),減少了機(jī)械設(shè)備、設(shè)施及大量人力物力的投入,較機(jī)械施工投入資金減少近50%。
2、輸送砼樣為C30,流量控制在0.01m3/s,排水溝內(nèi)砼陡坡段流速在0.25-0.37 m/s,這樣的流量和流速比較合理適中,有利于施工。砼輸送流量過(guò)大時(shí),下游工人攔截與鏟送跟不上,容易溢出排水溝,形成浪費(fèi);流量太小時(shí)費(fèi)工,增加工程成本,流量適中,下游工人可從容澆筑,施工效率高。
3、本次試驗(yàn)是利用已有排水溝結(jié)合塑料布在陡坡輸送砼以澆筑柱樁,創(chuàng)新了砼在特殊復(fù)雜地形的輸送方式。該試驗(yàn)是在地形比較復(fù)雜,施工環(huán)境差的情況進(jìn)行,試驗(yàn)成果可推廣應(yīng)用到特殊地形非常規(guī)陡坡混凝土澆筑中,具有廣泛的實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)于同類型施工具有重要的指導(dǎo)意義。