舟山马峙岛船坞工程位于舟山普陀区马峙岛,该工程包括混凝土底板、坞墙、水泵房、廊道等主体结构。其中坞墙为直立式c30薄壁墙(单面模板),坞墙总计80块,单块坞墙高度为11•8m、宽度15m、混凝土体积在90~110m3左右,具有模板用量大、工期紧张的特点。根据现场施工条件及类似结构施工经验,该坞墙采用单面滑模法施工。
1 滑模系统的设计
滑升模板的装置主要由模板系统、操作平台系统和提升系统这3部分组成。
1)模板系统
为保证模板有足够的强度及刚度,模板材料采用8mm钢板。钢模采用钢板加焊角钢、槽钢肋条制成。模板的高度为1•0m,模板的长度为15•446mm,由2段拼接而成。模板端部设轨道轮,轨道轮卡挂在导轨内滑行。
2)操作平台
操作平台由承重钢木行架、楞木和铺板组成,下设吊脚手架。
3)导轨及提升系统
导轨是整个滑模系统定位的关键,施工时主要考虑其强度及刚度,以及与坞壁的锚固方法。
①导轨:采用32号槽钢,内设11kg轻轨作为轨道梁,为减少浇筑时混凝土的侧压对其的影响,在导轨中部加设110无缝钢管斜撑。
②提升系统:在两轨道顶端各分设1只10t手拉链条葫芦作为垂直提升设备。
③锚固方式:导轨底部采用横向钢管支撑固定,中端与坞墙锚筋焊接固定,顶端采用钢管刚性
连接固定。
2 滑升模板系统安装
滑模系统采用人工配合机械设备安装,安装时应注意如下问题:
1)控制结构物基准线,并在基底及其附近设置一定数量的可靠的观测垂直偏差的控制桩和标高控制点;
2)导轨安装过程中,用经纬仪观测其竖直度及平面偏差,采用可调节螺杆调整其位置,并及时定位;
3)导轨定位后,及时安装连接加固杆件,并将滑模套入轨道并进行试滑;
4)试滑成功后,加固导轨并安装垂直运输设备和搭设临时组装平台。
3 滑模主要施工方法
1)混凝土工程
①混凝土的配制:根据工程结构特点,混凝土初凝时间控制在1•5~2h左右,终凝时间控制在3~5h;混凝土坍落度为3~5cm;同时根据滑升速度、气温情况、砂石级配及外加剂等因素试配出数种不同的配合比,以备在施工中选用和调整。
②混凝土浇筑:混凝土分层均匀浇筑,层厚30cm左右,各层浇筑的间隔时间应不大于混凝土的凝结时间,当间隔时间超过时,对接茬处按施工缝的要求进行处理。
2)模板的滑升
①初试滑升阶段:在混凝土浇筑至70~80cm高度后且混凝土强度达0•2 ~4mpa时,滑模方可进行初升。当模板滑升至20~30cm高度后,对所有提升设备和模板系统进行全面检查、调整后,方可转入正常滑升。
②正常滑升阶段:正常滑升时,滑升的高度应与混凝土分层浇筑的高度相配合。在滑升过程中,还应随时检查操作平台、导轨的工作状态及混凝土的凝结状态,如发现异常应及时分析原因并采取有效的处理措施。
③完成滑升阶段:当模板滑升至距结构顶部标高1m左右时,滑模即进入完成滑升阶段。此时应放慢滑升速度,并对模板进行准确的抄平和找正工作,保证顶部标高及位置的正确。混凝土浇筑结束后,模板应继续滑升,直至混凝土与模板不粘结为止。
④停滑措施:如因施工需要、气候或其它原因,不能连续滑升时,应采取可靠的停滑措施:停滑时混凝土应浇筑到同一水平面上;混凝土浇筑完毕以后,模板应每隔0•5~1h整体提升一次,每次提升30~60mm,如此连续进行4h以上,直至混凝土与模板不会粘结为止,但模板的最大滑空量不得大于模板高度的1/2;对于因停滑造成的水平施工缝,应认真进行处理,以保证后浇的混凝土与已结硬的先浇混凝土的粘结质量。
⑤滑升速度:在正常滑升阶段,模板的滑升速度可按下列规定确定:
v=h-h-at式中:v为模板滑升速度(m/h);h为模板高度(m);h为每个浇筑层厚度(m);a为混凝
土浇筑满后,其表面到模板上中间的距离,取0•1(m);t为混凝土达到出模强度所需的时间(h),由试验设计配合比得出。本次施工中滑升速度为0•3m/h,根据天气情况(如冬、夏施工)会有一定的差异。
4 施工中易产生的问题及处理
1)滑模变形问题及处理
在模板滑升过程中,由于轨道梁(导轨)加工或安装不直、脱空长度过长、操作平台上荷载不均及模板遇有障碍而硬性提升等原因,均可能造成轨道梁失稳弯曲。施工中应随时检查、及时处理,以免造成严重的质量和安全事故。对于弯曲变形的轨道梁,应立即停止提升工作,并立即卸荷,然后按弯曲部位和弯曲程度的不同采取相应的加固措施。
2)混凝土施工质量问题及处理
①混凝土水平裂缝或被模板带起:混凝土出现水平裂缝或被模板带起的原因有模板安装时倾斜度太小或产生反倾斜度;滑升中纠正垂直偏差过急,模板严重倾斜;滑升速度慢,使混凝土与模板粘结;模板表面不光洁,摩阻力太大。对于已出现的问题,细微裂缝可抹平压实;裂缝较大时,当被模板带起的混凝土脱模落下后,应立即将松散部分清除,并重新补上高一级强度等级
的混凝土。
②混凝土的局部坍塌:混凝土脱模时的局部坍塌,主要是由于在模板的初升阶段滑升过早;在正常滑升时速度过快;或混凝土没有严格按分层方法浇筑,使局部混凝土尚未凝固而造成。对于已坍塌的混凝土应及时清除干净,补上高一级强度等级的干硬性细石混凝土。
③混凝土表面鱼鳞状外凸(出裙):这是由于模板的倾斜度过大或模板下部刚度不足;每层混凝
土浇筑厚度过高或振捣混凝土的侧压力过大,致使模板外凸。处理措施是调整模板倾斜度,加强模板刚度;控制每层的浇筑厚度,及尽量采用振动力较小的振捣器。
④混凝土缺棱掉角:这是因为棱角处模板的摩阻力比其它部位大所致,或振捣混凝土时碰动主
筋,将已凝固的混凝土棱角碰掉而造成。克服的办法是将转角处模板制成圆角或八字形,并严格控制转角处模板的倾斜度;严格掌握混凝土振捣的操作。棱角残缺处,可用同强度等级的水泥砂浆修补。
5 施工总结
本工程坞墙采用滑模法施工,不仅加快了施工进度,而且结构物的外观质量得到了保证,取得了较好的社会效益及经济效益。
1)机械化程度高
滑模施工的整个施工过程只需要进行一次模板组装,整套滑模装置均利用机械提升,从而减轻了劳动强度,实现了机械化操作。
2)结构整体性好
混凝土分层连续浇筑,各层之间可不形成施工缝,因而结构整体性好。同时,混凝土面可随模板的提升及时地进行二次抹面,能有效地减少混凝土表面气泡及收缩裂缝,提高外观质量。
3)施工速度快
模板组装一次成型,减少模板装拆工序,且连续作业,竖向结构施工速度快。
4)节约模板和劳动力,有利于安全施工滑模的施工装置事先在地面上组装,施工中一般不再变化,不但可以大量节约模板,同时极大地减少了装拆模板的劳动力,且浇筑混凝土方便,改善了操作条件,因而有利于安全施工。
5)确保混凝土质量,及时调整其配比采用滑模施工时,对混凝土级配要求较高,同时应根据天气影响及时调整混凝土配比,以满足现场施工需要。
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