謝勝利
(中交二公局第一工程有限公司,武漢430019)
我國近年基礎投資建設持續(xù)加大,特別是高速公路建設的持續(xù)增加,極大地提高了各地區(qū)人民出行的便利程度。公路建設必然存在路基排水及防護工程施工,路基防護構件由于其獨特的特點,占地面積大,預制速度慢,質量控制難。為了提高土地利用率,同時保障工程建設效果,就必須結合實際情況,采用適宜的技術與方法。對于路基防護構件預制而言,擠壓成型技術占地面積小,自動化程度高,質量可控性高,在公路路基防護構件預制上具有重要的研究價值。
目前,國內主要路基構件預制工藝是采用塑料模具進行預制,先將塑料模具擺放在振動臺上,然后加入混凝土,振動臺振搗,然后由叉車運至收面區(qū)進行人工收面,再脫模,后養(yǎng)生,打包。該種構件預制法為傳統(tǒng)方法,不但效率低,生產過程中需要大量人工往塑料模具內添加混凝土、二次混凝土收面及脫模等。另外,傳統(tǒng)成型工藝成型區(qū)需要占用大量土地,不利于土地資源保護。而且施工質量受人為因素影響較大,在塑料模具添加混凝土或叉車從振動臺將裝滿混凝土的模具送至養(yǎng)生區(qū)過程中混凝土灑落,需要人工二次補料,質量控制受收面人員責任心影響比較大。另外,地面不平整也會造成成型后構件厚薄不均,造成幾何尺度不滿足規(guī)范要求,且脫模過程中容易發(fā)生磕碰,影響構件外觀質量。
為確保路基防護構件的外觀及內在質量,積極采用新技術新工藝,采取科學有效的質量控制措施就顯得非常必要。根據已建高速公路施工經驗,結合青海省某高速公路路基防護構件預制施工的實際情況,現對路基防護工程擠壓成型混凝土預制塊的施工過程及質量控制方法進行簡單探討。
全線路基防護構件的集中預制中,路基防護構件擠壓成型技術采用自動化切塊成型機,實現批量自動化生產。生產時,拌合機按照生產配合比拌制干硬性混凝土,機器自動往鋼模具中布料,擠壓,撒布鑲面料,再次擠壓,成型,然后疊放至成型區(qū),至構件硬化后開始灑水養(yǎng)生,該為擠壓成型技術施工路基小型構件過程,過程中拌合機按照輸入的配合比自動拌料,自動放料至鋼模具,擠壓成型。
路基防護小型構件施工工藝全過程自動化生產,可以不間斷生產,每臺班可預制成型小型構件70~100m3。生產過程中不需要人工對混凝土進行二次收面,不需要人工添加混凝土,不需要脫模,較傳統(tǒng)施工工藝節(jié)約至少三分之二以上人工,極大地節(jié)約了人工使用數量,在目前施工人員人力成本居高不下的情況下,對各施工單位來說經濟效益相當可觀。
小型構件采用干硬性混凝土進行生產,在擠壓成型后既有一定強度,可以疊放6~10 層而不變形破壞,較傳統(tǒng)工藝至少節(jié)約6 倍以上場地占用面積,極大地節(jié)約了成型區(qū)土地占用面積,同時也節(jié)約了大量臨時征地成本,對山區(qū)及城市周邊等征地困難地區(qū)具有極大的優(yōu)越性。
生產過程中,基本實現全自動化生產,拌合機按照事先輸入的配合比拌制混凝土,機器自動往模具中加料,擠壓成型,人為影響較小,擠壓成型機按照小型構件型號配置相應的各規(guī)格構件鋼模具,生產過程中不宜發(fā)生變形,構件幾何尺寸較傳統(tǒng)工藝更有保障。路基防護小型構件擠壓成型技術無需塑料模具,減少了脫模環(huán)節(jié),也大大提高了成品完好率。
西北地區(qū)項目海拔高,晝夜溫差大,年平均氣溫低。采用塑料模具生產預制小型構件夏季脫模需要至少48 小時,這樣勢必需要制作大量的塑料模具,循環(huán)使用率低,成型區(qū)面積則更大。采用擠壓成型工藝,無需塑料模具,取而代之的是高強塑料托盤,托盤使用過程中不宜發(fā)生變形,存放占地面積小,使用前只需用濕毛巾將表面擦拭干凈即可,無需刷油或脫模劑,然后疊放整齊,由叉車運至托盤傳送帶上,機器自動投放托盤。
配合比設計的好壞,將直接影響構件成型后的質量。擠壓成型混凝土采用干硬性混凝土設計,太干則擠壓不成型,太濕則擠壓成型后容易崩塌、開裂。配合比設計階段,用砌塊機直接根據每組配合比的材料用量,分別擠壓成型2 組15cm×15cm×15cm 混凝土試塊,然后送標養(yǎng)室進行養(yǎng)生,驗證7 天及28 天強度,最后擇優(yōu)選擇配合比。干硬性混凝土維勃稠度16~20s。
在構件擠壓成型中,集料質量控制尤為關鍵。在具體施工中,需要對集料含泥量進行嚴格控制,集料含泥量不得超過規(guī)范允許范圍。碎石及中粗砂嚴格落實進場檢驗制度,每車原材料先檢驗合格后進場,杜絕不符合標準的原材料進場。特別對于鑲面細沙,鑲面質量在很大程度上取決于細砂質量,鑲面一般在2mm 左右,如果細砂含泥量超標,那么就會導致構件成型后表面有泥點或者泥斑,將直接導致該批構件報廢。
構件質量與集料是否按生產配合比拌制直接相關。受到多方面因素的作用,特別是干硬性混凝土對施工材料的含水量往往非常敏感,若控制不嚴,往往會造成構件成型后坍塌、表面開裂等,在具體施工過程中,施工人員必須密切關注材料水分,實時掌握進場材料含水量,及時對生產配合比進行調整,如此才能夠保證成型后的構件質量[1]。
為了實時監(jiān)控構件質量,在生產過程中,一般每臺班抽取不少于2 組混凝土試塊,每組3 塊,1 組作為7 d 抗壓強度,作為過程質量控制,1 組為28d 強度,作為質量評定強度,監(jiān)理工程師按規(guī)定的頻率抽檢。
構件在強度形初期,由于水泥水化熱會消耗大量的水,為了保證構件強度達到設計要求,在構件完全硬化后,即開始養(yǎng)生,養(yǎng)生一般為灑水養(yǎng)生7 天。為了防止混凝土產生較大的收縮變形,出現干縮裂紋,成型后應進行自動化噴淋灑水,并盡量避免養(yǎng)生期間出現干濕循環(huán),保證構件強度。
擠壓成型技術生產路基防護構件,雖然自動化程度高,占地面積小,較傳統(tǒng)預制方法有諸多優(yōu)點,但不可否認也存在一定的不足。
傳統(tǒng)法采用塑料模具預制小型構件時,工人在往模具中添加混凝土過程中,人工將綁扎成型的鋼筋網片放于混凝土中,再振搗成型。而擠壓成型工藝采用托盤,鋼模具自動加料后擠壓,過程全部自動化,中間無法加入鋼筋,這就導致不能生產排水溝、電纜溝蓋板等含鋼筋的構件。
傳統(tǒng)預制法采用塑料模具,預制構件時,人工往塑料模具中添加混凝土,經振動臺振搗后人工收面,拆模后構件6 個面都相對比較光滑致密。而擠壓成型構件采用干硬性混凝土,第一次擠壓成型后進行二次擠壓鑲面,鑲面是指對構件安裝后的外露面進行鑲面2mm,使得構件安裝后外露面光滑致密,色澤一致。但在構件安裝前,其他5 面顯得比較粗糙,觀感不好。安裝時構件塊與塊之間用水泥砂漿進行粘結,其他面粗糙更利于連接成整體。
總而言之,在我國公路工程建設不斷發(fā)展的背景下,路基防護構件擠壓成型技術一定會得到越來越多的認可。作為施工技術人員,必須對該項技術存在的不足進行改進,并基于此進行創(chuàng)新,提高技術應用水平,充分發(fā)揮技術作用與價值,為推動公路工程建設的發(fā)展提供強有力的支持。