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        基于海綿城市理念的市政道路透水混凝土施工技術的應用

        2019-12-02 08:00:06任賀賀武玉東劉濟松包華平
        關鍵詞:海綿城市施工技術

        任賀賀 武玉東 劉濟松 包華平

        【摘要】本文以鄭州市某道路建設項目EPC總承包項目為例,通過對本項目道路透水混凝土的施工,闡述透水混凝土施工的基本工藝和主要方法,結合現(xiàn)場施工工況采取相應的措施予以解決。

        【關鍵詞】透水混凝土;海綿城市;施工技術

        1、工程概況

        1.1項目概況

        本項目施工內(nèi)容包括:道路工程、橋涵工程、給水工程、雨水工程、污水工程、電力通訊工程、綜合管廊工程、照明工程、綠化工程、交通設施工程等。使用的透水混凝土又稱多孔混凝土施工(也稱排水混凝土)的環(huán)保型、生態(tài)型的鋪筑材料。

        1.2周邊環(huán)境

        現(xiàn)場調(diào)查及勘察結果表明,沿線無掩埋沖溝、暗濱、暗塘,沿線無全新活動斷裂等影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用。但場地局部雜填較厚。場地穩(wěn)定,適宜修筑。場地所見土層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積粉土。其特性詳述如下;

        ①層雜填土(Q4ml):黃褐色,主要成分以粉土為主,含有大量建筑垃圾,層厚不均。局部建筑垃圾較厚,達到 3.50m。該層層底埋深 0.80-3.50m,層底標高 123.20-125.79m,層厚 0.30-3.50m。

        ②層粉土(Q4al+pl):褐黃色,稍密,稍濕,含少量粉粘,干強度中等、韌性低,局部有砂感,切面無光澤。層底埋深 1.60-3.50m,層底標高 121.30-124.17m,層厚 0.80-2.50m。

        ③層粉土(Q4al+pl):黃褐-淺黃色,稍密,稍濕,干強度及韌性低,可見白色鈣斑,偶見蝸牛碎片,切面無光澤。局部含有少量鈣質(zhì)結核。質(zhì)量占總重量的 5%-10%,粒徑為 0.30-2.50cm。層底埋深 4.20-7.40m,層底標高 117.50-122.49m,層厚 1.80-4.00m。

        ④層粉土(Q4al+pl):淺黃色-灰黃,稍密-中密,稍濕,干強度中等,韌性低,可見白色鈣斑,偶見蝸牛碎片,切面無光澤。含少量黑色鐵錳質(zhì)結核 ,該層底局部含有較多白色鈣質(zhì)結核,質(zhì)量占總重量的 5%-20%,粒徑為 0.50-10.00cm。該層未揭穿,最大揭露厚度為 3.80m。

        2、施工工藝流程

        透水混凝土的施工主要包含三部分,基層施工、級配碎石、透水混凝土。

        2.1基層的施工

        基層素土:首先采用機械進行場地平整, 當挖土或棄運達到設計標高后, 壓路機進行碾壓,達到實際要求的基層壓實度。

        2.1.1工藝流程:準備工作→施工放樣→運輸→拌和→攤鋪→整平碾壓→自檢→修整→養(yǎng)生

        2.1.2施工前的準備

        在施工前要將底層徹底清掃干凈, 并對局部松散位置作補強處理, 然后進行測量放樣。

        2.1.3運輸

        用自卸汽車拉運素土運至施工現(xiàn)場分別成堆。

        2.1.4攤鋪整平

        根據(jù)攤鋪厚度將施工場地劃分成格,運輸車輛在施工現(xiàn)場倒料時,按照攤鋪厚度傾倒在田字格內(nèi),減少推土機攤料的工作時間和工作量,嚴禁運輸車輛一次倒完。采用推土機并輔以人工粗平, 后用平地機精平, 并人工配合鏟除粗集料 “窩、帶”,補以新拌和的混合料,嚴格控制高程、橫坡、平整度。

        2.1.5碾壓

        先穩(wěn)壓—開始輕振動碾壓—再重振動碾壓,壓至無輪跡為止;碾壓時每道之間后輪重疊1/2 輪寬,碾壓遍數(shù)無輪跡為止。

        2.2碎石墊層施工

        2.2.1材料要求

        碎石應用質(zhì)地緊韌、 耐磨、具有一定級配的透水性良好的材料, 如破碎花崗巖或石灰?guī)r。軟硬不同的材料不得摻合使用; 碎石應為多棱角塊體、 清潔無土、不含石粉及風化雜質(zhì),且符合下列要求:1)抗壓強度不小于80MPA,壓碎值應小于35%;2)軟弱顆粒小于 ?5%;3)含泥量小于2%;4)扁平細長碎石含量小于20%;5)碎石規(guī)格為30-50mm,嵌縫料為15-25mm。

        2.2.2主要機具:

        蛙式打夯機、挖掘機、手推車、2m 靠尺、小線或細鉛絲、鋼尺等。

        2.2.3作業(yè)條件:

        1)設置控制鋪筑厚度的標志,如標高樁,在基坑的邊坡上釘上水平標高木楔。采用有效降水措施,保持無水狀態(tài)。

        2)鋪筑前,應經(jīng)過有關單位驗收,包括水平標高、地質(zhì)情況,在未做地基處理完畢并辦理隱檢手續(xù)。

        2.2.4施工工藝

        1)攤鋪:下層復驗合格后要及時攤鋪,運到工地的碎石排平后,大小顆粒應分布均勻,虛鋪厚度一致,按虛鋪厚度一次鋪平,不得多次找補。運料及攤鋪應先遠后近循序進行,所需材料按預先計算量分段分堆放置,人工配合機械進行攤鋪,攤鋪的碎石應級配分布均勻一致,無明顯顆粒分離現(xiàn)象。

        攤鋪虛厚按設計厚度乘壓實系數(shù),通過實驗段確定壓實系數(shù),一般可按1.2-1.3之間的松鋪系數(shù)試壓。攤鋪時要嚴格控制高程和平整度,平整度不大于±15mm。初壓后必須立即檢查并找補。

        2)碾壓:碾壓以“先慢后快” 、“先輕后重”為原則。壓路機應逐次倒軸碾壓,重疊寬度為三輪壓路機的二分之一后輪寬,對雙輪壓路機不應小于30cm。碾壓自路邊開始向路中移動,路邊應重復碾壓,避免石料向外擠動。

        3)碎石層應在嵌縫前碾壓堅實穩(wěn)定,壓實度大于95%,最后一層壓完后,表面應拉線找平,并且要符合設計規(guī)定的標高。

        2.2.5成品保護:

        1)回填碎石時,應注意保護好現(xiàn)場控制樁、標準高程樁,防止碰撞位移,并應經(jīng)常復測。地基范圍內(nèi)不應留有孔洞。

        2)施工中必須保證邊坡穩(wěn)定,防止邊坡坍塌。夜間施工時,應合理安排施工順序,配合足夠的照明設施;防止級配碎石鋪筑不準而超厚。

        3)砂碎石墊層完成后,應連續(xù)進行上部施工。

        2.3透水混凝土

        2.3.1材料的組成:

        透水混凝土主要由水泥、增強劑、碎石、水以及著色劑、封閉保護劑組成。

        (1)水泥應采用強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的要求。不同等級、廠牌、品種的水泥不得混存、混用。

        (2)透水混凝土專用增強劑是一種特殊膠結劑,它是由強化劑、硬化劑、活性劑、穩(wěn)定劑以及硅灰等多種添加劑組成,以增加透水混凝土強度與粘結力的粉末狀材料。

        (3)碎石

        透水混凝土采用的碎石,必須使用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈、密實的碎石料,碎石的性能指標應符合現(xiàn)行國家標準《建筑用卵石、碎石》GB/T14685中的二級要求,并應符合下表規(guī)定。

        2.3.2透水混凝土組成材料在施工過程中配合比:

        要施工出高質(zhì)量、高標準的透水混凝土地面,在原材料固定的條件下,嚴格控制材料的配比,在施工時必須有專人嚴格控制比例。

        2.3.3透水混凝土路面基層的要求

        (1)透水混凝土路面的厚度:本工程設計透水混凝土分為二層施工,即表層為6cm彩色透水磚,下層為本色15cm透水混凝土(C25)。

        路面結構如下:

        面層:6cm C30 砼彩色透水面磚

        墊層:3cm 干硬性水泥砂漿

        基層:15cm C25 透水混凝土

        基層:15cm 級配碎石

        (2)為確保路體結構層具有足夠的整體強度和透水性,表面層下需有透水基層和較好保水性的墊層。

        基層要求:在素土層夯實層上,配用的基層材料,應有適當?shù)膹姸韧?,須有較好的透水性,采用15cm級配碎石基層。采用的級配碎石的最大粒徑應小于0.7倍的基層厚度,且不超過50mm。墊層采用30cm碎石,粒徑3~5cm,鋪設需均勻平整。

        (3)透水混凝土路面基層橫坡度為1.5%,面層橫坡度應與基層橫坡度相同。

        2.3.4伸縮縫的設置

        (1)透水混凝土面層設計橫向縮縫。橫向縮縫的間距宜為5.0m~6.0m;

        (2)當透水混凝土面層施工長度超過30m,應設置脹縫。在透水水泥混凝土面層與側(cè)溝、建筑物、雨水口中、鋪面的砌塊、瀝青鋪面等其他構造物連接處,應設置脹縫。

        (3)透水混凝土一般采用后切割的施工方法,這樣切出的伸縮縫,整齊漂亮。我們建議使用無齒鋸切割,具體切割時間應視厚度、天氣情況而定,一般為攤鋪完成后3-7天內(nèi)切割(夏季高溫季節(jié)24小時后就必須切割)。

        2.4透水混凝土的施工

        2.4.1一般規(guī)定

        (1)施工前應查勘施工現(xiàn)場,復核地下隱蔽設施的位置和標高,根據(jù)設計文件及施工條件,確定施工方案,編制施工組織設計。

        (2)面層施工前應按規(guī)定對基層、排水系統(tǒng)進行檢查驗收,符合要求后方能進行面層施工。

        (3)在透水水泥混凝土面層施工前,應對基層作清潔處理,處理后的基層表面應粗糙、清潔、無積水,并應保持一定濕潤狀態(tài)。

        (4)施工現(xiàn)場應配備施工所需的輔助設備、輔助材料、施工工具,并應采取安全防護設施。

        2.4.2攪拌和運輸

        (1)透水水泥混凝土宜采用強制性攪拌機進行攪拌,攪拌機的容量應根據(jù)工程量、施工進度、施工順序和運輸工具等參數(shù)選擇。

        (2)進入攪拌機的原材料必須計量準確,并應符合下列要求:

        1)每臺班拌制前應精確測定集料的含水率,并應根據(jù)集料的含水率,調(diào)整透水水泥混凝土配比中的用水量,由施工現(xiàn)場試驗確定施工配合比;

        2)透水水泥混凝土原材料(按質(zhì)量計)的允許誤差,不應超過下列規(guī)定:水泥:土1%;增強料:土1%;集料:士2%;水:+1%; 外加劑:士1%。

        (3)透水水泥混凝土的拌制宜先將集料和50%用水量加入攪拌機拌合30s.再加人水泥、增強料、外加劑拌合40s.最后加入剩余用水量拌合50s以上。

        (4)當透水混凝土面層采用雙色組合層設計時,應采用不同攪拌機分別攪拌不同色彩的混凝土。

        (5)透水水泥混凝土拌合物運輸時應防止離析,并應注意保持拌合物的濕度,必要時應采取遮蓋等措施。

        (6)透水水泥混凝土拌合物從攪拌機出料后,運至施工地點進行攤鋪、壓實直至澆筑完畢的允許最長時間,可由實驗室根據(jù)水泥初凝時間及施工氣溫確定,并應符合下表的規(guī)定。

        透水混凝土從攪拌機出料至澆筑完畢的允許最長時間

        2.4.3透水混凝土鋪筑

        (1)模板的制作與立模應符合下列規(guī)定:

        1)模板應選用質(zhì)地堅實、變形小、剛度大的材料,模板的高度應與混凝土路面厚度一致;

        2)立模的平面位置與高程應符合設計要求,模板與混凝土接觸的表面應涂隔離劑。

        3)透水水泥混凝土拌合物攤鋪前,應對模板的高度、支撐穩(wěn)定情況等進行全面檢查。

        (2)透水水泥混凝土拌合物攤鋪應均勻,平整度與排水坡度應符合要求,攤鋪厚度應考慮松鋪系數(shù),其松鋪系數(shù)宜為1.1。

        (3)透水水泥混凝土宜采用平整壓實機,或采用低頻平板振動器振動和專用滾壓工具滾壓。壓實時應輔以人工補料及找平,人工找平時施工人員應穿上減壓鞋進行操作。

        (4)透水水泥混凝土壓實后,宜使用抹平機或人工對透水水泥混凝土面層進行收面,必要時應配合人工拍實、整平。整平時必須保持模板頂面整潔,接縫處板面應平整。

        (5)模板的拆除,應符合下列規(guī)定:

        1)拆模時間應根據(jù)氣溫和混凝土強度增長情況確定。

        2)拆模不得損壞混凝土路面的邊角,應保持透水水泥混凝土塊體完好。

        (6)當采用彩色透水水泥混凝土雙色組合層施工時,上面層應在下面層初凝前進行鋪筑。

        (7)露骨透水水泥混凝土施工,應與普通透水水泥混凝土施工相同,攤鋪平整后的工序應符合下列要求:

        1)露骨料透水混凝土,應在攤鋪結束后十分鐘內(nèi)噴灑表面蝕凝劑做表面露骨料預處理(噴灑表面蝕凝劑前應先噴水一遍),第一次噴灑時力求薄而均勻盡量防止中斷,第二次時應適當增加,噴灑表面處理劑距離未收光整平的面層和整平機碾輥至少500㎜。隨后覆地膜養(yǎng)護(地膜應緊貼石子不應當存空隙,應用專用滾平裝置將地膜壓平在地面上并結合掃帚掃平,地膜縱向間至少應搭接100㎜)。

        2)預處理8-10小時(根據(jù)養(yǎng)護溫度和濕度等因素確定)后用高壓清洗機做表面沖洗加工,實現(xiàn)露骨料效果。清洗時噴槍距面層要高出至少500㎜距離,不可緊盯一處長時間噴水以防脫石。個別水泥漿處理效果不明顯處應使用毛刷配合噴槍清洗。清洗作業(yè)結束后應及時覆蓋保水白膜及彩條布進行養(yǎng)護,清洗時間應安排在溫度較高的白天進行。清洗前后應有專人對作業(yè)區(qū)盯緊以避免清洗進程發(fā)生污染波及清洗效果。

        3)大面積施工前應做試塊進行試洗,尋求最佳清洗時間成功后方可大面積進行表面處理。

        2.5接縫施工

        路面縮縫切割深度宜為(l/2~1/3) 路面厚度,路面脹縫應與路面厚度相同。

        透水混凝土

        2.6養(yǎng)護

        2.6.1透水水泥混凝土路面施工完畢后,宜采用塑料薄膜覆蓋等方法養(yǎng)護。養(yǎng)護時間應根據(jù)透水水泥混凝土強度增長情況確定。

        2.6.2 養(yǎng)護期間透水混凝土面層不得通車,并應保證覆蓋材料的完整。

        2.6.3透水水泥混凝土路面未達到設計強度前不得投入使用。透水水泥混凝土(下轉(zhuǎn)59頁)(上接57頁)路面的強度,應以透水水泥混凝土試塊強度為依據(jù)。

        2.7涂覆透明封閉劑:

        待表面混凝土成型干燥后在3天左右,涂刷封閉劑,增強耐久性和美觀性。防止時間過會使透水混凝土孔隙受污而堵塞孔隙。

        3、 質(zhì)量控制注意事項:

        3.1施工現(xiàn)場須專人負責物料的配比。

        3.2嚴格控制水灰比,即控制水的加入量,水在攪拌中分2-3次加入,不允許一次性加入,至骨料發(fā)亮應立即停止加水。

        3.3為使物料攪拌均勻,適當延長機械攪拌時間,但不宜過長。

        3.4運輸:透水混凝土屬干性混凝土料,其初凝快,一般根據(jù)氣候條件控制混合物的運輸時間,運輸一般控制在10分鐘以內(nèi),運輸過程中不要停留,手推車必須平穩(wěn)。

        3.5攤鋪、澆筑成型:

        透水混凝土屬干性混凝土料,其初凝快,攤鋪必須及時。對于非機動車道面,大面積施工采用分段隔倉方式進行攤鋪物料,其松鋪系數(shù)為1.1。將混合物均勻攤鋪在工作面上,用括尺找準平整度和控制一定的泛水度,然后用平板振動器或人工搗實,搗實不宜采用高頻振動器。最后抹子拍平,抹合不能有明水。

        3.6平板振動器振動時間不能過長,防止過于密實,可出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

        3.7因透水混凝土其孔隙率大,水分揮發(fā)快,當天氣溫高于35℃時,施工時間應宜避開中午,適合在早晚進行施工。

        3.8養(yǎng)生:

        透水混凝土與水泥混凝土屬性類似,當氣溫較高時,為減少水分的蒸發(fā),宜立即覆蓋塑料薄膜,以保持水分??刹捎脼⑺B(yǎng)生,所有養(yǎng)生期不得少于7d,使其在養(yǎng)護期內(nèi)強度逐漸地提高。灑水養(yǎng)生,透水混凝土在澆筑后1天開始灑水養(yǎng)護,高溫時在8小時后開始養(yǎng)護,但淋水時不宜用壓力水直接沖淋混凝土表面,應直接從上往下淋水。透水混凝土濕養(yǎng)時間不少于3天。養(yǎng)生時間應根據(jù)施工溫度而定,一般養(yǎng)生期為14-21天,高溫時不少于14天,低溫時不少于21天,5℃以下施工,養(yǎng)生期不少于28天。

        結論:

        城市道路的人行道基礎一般采用普通混凝土,透水性能差,雨水不能滲透到地下。為了能讓雨水流入地下,有效補充地下水,緩解城市的地下水位急劇下降等的一些城市環(huán)境問題,維護生態(tài)平衡緩解城市熱島效應,提高工程施工質(zhì)量與環(huán)境并有效的消除地面上油類化合物等對環(huán)境的危害。

        參考文獻:

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        [4]王躍元.基于透水磚鋪裝系統(tǒng)的城市雨水利用[J].北京水務,2015.

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