摘要:疊袋砼護(hù)腳技術(shù)由于具有施工簡(jiǎn)單、效率高且可直接在水上或水下進(jìn)行施工等特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外已得到了廣泛的應(yīng)用,其主要作用為防風(fēng)浪、抗沖刷。疊袋砼護(hù)腳在國(guó)內(nèi)堤防防護(hù)中應(yīng)用已有較大發(fā)展,作為一種新技術(shù)、新工藝在本工程河道堤防中得到應(yīng)用,采用疊袋砼護(hù)腳代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿砌石結(jié)構(gòu),
不僅可以加快施工進(jìn)度,減少施工期干擾,而且可以降低工程成本。
關(guān)鍵詞:疊袋砼 方形聚丙烯噸包袋 基槽
1、工程情況概述
XX河道治理工程XX橋至XX工程位于XX以南XX段,建設(shè)內(nèi)容包括:加固XX防干流堤防3.99km(其中左岸1.85km,右岸2.14km);加固支流堤防2.43km(其中XX河道回水段加固堤防0.87km,XX溪河道回水段加固堤防1.20km,XX河道回水段加固堤防0.36km);
2、疊袋砼基本簡(jiǎn)介
土工合成材料應(yīng)用于工程是近二十年發(fā)展起來的一門新技術(shù),七十年代末引進(jìn)我國(guó)并研制使用。疊袋砼技術(shù)是在模袋砼技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新的技術(shù)。疊袋砼采用90cm×90cm×90cm的方形聚丙烯噸包袋,袋內(nèi)填裝C15砼,每個(gè)袋內(nèi)填充砼重量1.5~1.8t,砼裝入袋中后吊裝至護(hù)腳位置,將鋼筋插在混
凝土袋中,以此逐層錯(cuò)縫疊加。疊袋混凝土是通過人工裝填把混凝土或水泥砂漿裝入袋中,混凝土或水泥砂漿的厚度通過袋內(nèi)吊筋袋、吊筋繩(聚合物如尼龍等)的長(zhǎng)度來控制,混凝土或水泥砂漿固結(jié)后形成具有一定強(qiáng)度的立方體結(jié)構(gòu),能滿足工程的需要。疊袋砼作為一種新工藝,可廣泛用于江、河、
湖、海的堤壩護(hù)腳、護(hù)岸、港灣、碼頭等防護(hù)工程。具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)疊袋砼施工采用一次裝填成型,施工簡(jiǎn)便、速度快;
(2)疊袋砼能適應(yīng)各種復(fù)雜地形,特別在深水護(hù)岸、護(hù)底等不需填筑圍堰,可直接水下施工,所護(hù)坡面面積大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好,使用壽命長(zhǎng);
(3)疊袋砼具有一定的透水性,在混凝土或水泥砂漿灌入以后,多余的水分通過織物空隙滲出,可以迅速降低水灰比,加快混凝土的凝固速度,增加混凝土的抗壓強(qiáng)度。
3、工程設(shè)計(jì)
本工程施工河道全長(zhǎng)2.14km,根據(jù)地址勘探揭示,河堤兩岸是由呈松散形砂礫料及粘性土組成;一般高潮水位6m,低潮水位2m,最大潮差約4m。
3.1方案比較
根據(jù)施工河道區(qū)域的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)、水文、施工條件等要求,對(duì)堤防護(hù)腳選用以下三種方案比較。
第一種方案:灌砌石擋墻
該方案采用灌砌石擋墻,設(shè)計(jì)迎水面坡比1:0.1,背水面坡比1:0.45,擋墻高度根據(jù)開挖底高程調(diào)整,頂寬0.5m,水下部分填筑砂包圍堰施工。
第二種方案:拋石護(hù)腳
該方案采用拋石護(hù)腳,不需做圍堰施工,施工工藝簡(jiǎn)單。由于現(xiàn)場(chǎng)地形條件限制,采取人工和機(jī)械相結(jié)合的拋石方案,每拋完一段人工進(jìn)行護(hù)面整理。
第三種方案:疊袋砼護(hù)腳
該方案采用疊袋砼護(hù)腳,疊袋砼采用90cm×90cm×90cm的方形聚丙烯噸包袋,袋內(nèi)填裝C15砼,每個(gè)袋內(nèi)填充砼重量1.5~1.8t,砼裝入袋中后吊裝至護(hù)腳位置,將鋼筋插在混凝土袋中,以此逐層錯(cuò)縫疊加。根據(jù)開挖底高程調(diào)整疊加袋數(shù),不需要做圍堰施工。疊袋砼護(hù)腳大樣圖如下:
①經(jīng)濟(jì)比較
根據(jù)XX水利廳2010年編制的《XX水利水電建筑工程預(yù)算定額》和XX價(jià)費(fèi)[2014]的材料價(jià)格編制兩個(gè)方案的概算造價(jià)。如下表
②施工工期、效率方面比較
疊袋砼護(hù)腳
可以水下施工,不需要修筑圍堰和導(dǎo)流,采用人工機(jī)械相結(jié)合作業(yè)的施工模式,施工速度快、效率高、工期短,一個(gè)臺(tái)班(10人1挖機(jī))可埋放疊袋砼護(hù)腳180m³,人均每天約18m³;灌砌石擋墻施工速度慢,效率低,工期長(zhǎng),人均每天約6m³;拋石護(hù)腳采用人工和機(jī)械結(jié)合的作業(yè)模式,施工效率較快,
但由于進(jìn)場(chǎng)道路不順,多個(gè)作業(yè)點(diǎn)需人工搬運(yùn)石塊,一方面降低了施工效率,另一方面存在較大的安全隱患。
③運(yùn)行管理方面比較
疊袋砼護(hù)腳整體性好,抗風(fēng)浪沖擊力強(qiáng),不需經(jīng)常維修,節(jié)省維修費(fèi)用;灌砌石擋墻造價(jià)高且缺少透水性,設(shè)計(jì)時(shí)要加設(shè)滲濾管;拋石護(hù)腳整體性差,抗風(fēng)浪沖擊力較差,易發(fā)生大量根石走失,基礎(chǔ)下墊出險(xiǎn),需經(jīng)常維修,維修費(fèi)用高。
3.2設(shè)計(jì)計(jì)算
疊袋混凝土護(hù)腳設(shè)計(jì)包括疊袋選型和厚度確定兩個(gè)方面
①疊袋選型
根據(jù)模袋的材料和加工工藝不同,可分為機(jī)制模袋和簡(jiǎn)易模袋兩大類。
根據(jù)本工程實(shí)際情況采用的為機(jī)制模袋中的方形聚丙烯噸包袋。
特點(diǎn):是一種柔性運(yùn)輸包裝容器。具有防潮、防塵、耐輻射、牢固安全的優(yōu)點(diǎn),而且在結(jié)構(gòu)上具有足夠的強(qiáng)度。具有一定的透水性,便于吊裝和裝填。
②厚度確定
護(hù)腳地質(zhì)為粘性土壤,設(shè)計(jì)疊袋層數(shù)為2層;護(hù)腳地質(zhì)為砂礫料,設(shè)計(jì)疊袋層數(shù)為3~4層,具體根據(jù)實(shí)際地形及水力沖刷強(qiáng)度確定;噸包袋尺寸采用90cm×90cm×90cm。
4、施工工藝、質(zhì)量管理
4.1施工工藝
配合比是疊袋裝填的關(guān)鍵,混凝土配合比設(shè)計(jì)要改變過去以強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)的觀念,應(yīng)建立以混凝土耐久性要求設(shè)計(jì)的新觀念,同時(shí)還要考慮骨料品種、粒性,以及施工隊(duì)伍人員素質(zhì)等要求。
本次疊袋混凝土采用的是混凝土強(qiáng)度為C15.碎石粒徑20~40mm,混凝土坍落度30~50mm,混凝土配合比1:2.76:4.52,水灰比0.62,為了降低水泥用量,提高混凝土的后期強(qiáng)度以及混凝土的耐久性,摻用了粉煤灰。疊袋混凝土設(shè)計(jì)間距80cm插設(shè)鋼筋,構(gòu)造疊袋的整體性,提高抗沖刷能力。疊袋混凝土護(hù)腳施工流程圖如下
4.2施工質(zhì)量控制與監(jiān)測(cè)
①基槽底部標(biāo)高:基槽開挖采取分段開挖,開挖長(zhǎng)度100m左右,基槽底部標(biāo)高允許偏差范圍控制在(+20cm,-10cm)。
②混凝土疊袋的裝填厚度:在裝填完后用卷尺測(cè)量其厚度,每袋厚度要求為855mm~972mm之間(設(shè)計(jì)值的-5%~+8%)。
③相鄰兩疊袋的縫寬要求小于等于20mm
④抽樣檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度:按100m³一組(不足100m³也抽一組),在疊袋裝填口隨機(jī)抽取混凝土試料一次,裝入提前準(zhǔn)備好的小模袋中(與施工疊袋材質(zhì)相同),吊裝15~20min后成型一組抗壓強(qiáng)度試件,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),28d齡期抗壓強(qiáng)度 > 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)(C15)
4.3施工中易出現(xiàn)的問題
①疊袋在吊裝過程中出現(xiàn)的拉線斷裂
其原因主要是兩個(gè)方面:一是混凝土裝填控制不及時(shí),致使混凝土失去流動(dòng)性;二是沒有控制好混凝土的裝填量,致使噸包袋內(nèi)壓力增大,拉線斷裂。
②厚度不足
混凝土入袋時(shí)水分過多,經(jīng)過2~3h后,水分排除造成厚度不足。
③疊袋的收縮
疊袋裝填混凝土后,縱橫方向均發(fā)生收縮,縱方向收縮約5%,橫向收縮約8%。
5、結(jié)語
疊袋混凝土具有澆筑時(shí)柔性大,能適合水下不同的護(hù)腳,凝固后塊體又能緊貼地面,整體性較好,同時(shí)又能在水下進(jìn)行裝填和吊裝施工,可替代無法在水下施工的傳統(tǒng)護(hù)腳技術(shù),并且投資節(jié)省,施工效率高,施工技術(shù)簡(jiǎn)便,質(zhì)量易于控制,是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的新技術(shù)。