劉 洋， 王靖鑫， 高名揚， 袁繼東， 任端城

(成都建工科技有限公司， 四川簡陽 641400)

新型薄壁箱型護坡?lián)跬翂こ淌悄彻竟I(yè)廠房項目的分項工程，該分項工程位于該公司廠區(qū)場地西側(cè)，場地平整后與道路次干道形成高度不等的邊坡。場地平整標高402.5 m，邊坡總長約478.7 m。其中AB段邊坡長187.0 m，設計擋土墻高7.5～8.5 m，另外CDEF段邊坡長280.8 m，設計擋土墻高3.5～7.5 m。兩段均采用新型薄壁箱型護坡構(gòu)件治理措施，建成后跟項目主大門區(qū)域連成一條線。擬建場地位于市屬連續(xù)山脈東麓，場地內(nèi)地貌主要為淺丘寬谷，大部分地段平坦，局部有起伏。邊坡工程安全等級二級，坡體放坡坡率1∶0.8，支護結(jié)構(gòu)設計使用年限50 a。

新型薄壁箱型護坡構(gòu)件擋土墻采用工廠化制作，拼裝式施工，結(jié)合碎石集料填充，是傳統(tǒng)現(xiàn)澆護坡基礎上的一種改進工藝。護坡構(gòu)件施工工藝可避免絕大部分的現(xiàn)場濕作業(yè)，土方開挖量大幅減少，最大限度保護原始土體穩(wěn)定性。護坡正常使用過程中不易發(fā)生塌方和位移，護坡構(gòu)件中還可種植綠色植物，精致的排水設計可疏導水流，這些既起到建筑裝飾美化作用，又起到周圍生態(tài)環(huán)境保護作用，因此越來越多的工程使用護坡構(gòu)件。新型薄壁箱型護坡構(gòu)件形狀特殊，模具結(jié)構(gòu)相對復雜，混凝土性能要求高。構(gòu)件自身屬于薄壁結(jié)構(gòu)，況且內(nèi)部需組裝鋼筋網(wǎng)片，施工操作繁瑣復雜，為了避免出現(xiàn)澆筑振搗難、表觀質(zhì)量差和剔打修復多的情況，遂在構(gòu)件制作過程中使用自密實混凝土。自密實混凝土具有流動性好、均勻性好、穩(wěn)定性好和抗離析性，依靠自身重量可實現(xiàn)無需振搗便成型密實且產(chǎn)品表面光潔美觀，澆筑時無噪音污染并成倍提高混凝土施工效率，可以很好解決護坡構(gòu)件生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

1 構(gòu)件結(jié)構(gòu)特點

新型薄壁箱型護坡屬于箱型護壁擋土墻結(jié)構(gòu)支護體系，單個護坡構(gòu)件在平面成排堆砌延展，多排護坡構(gòu)件在三維依次放坡出層次，40 mm粒徑碎石集料中部裝箱及層間密布形成一個整體附著于地基和坡面表面?；A內(nèi)側(cè)設縱向坡度排水管，排水管頂部中線左右各45 °范圍內(nèi)預留梅花形φ20 mm圓孔，構(gòu)件與構(gòu)件之間的豎向拼縫用塑料土工網(wǎng)封堵，構(gòu)件背面使用復合土工布沿著坡面鋪設，每隔約9塊護坡構(gòu)件或與坡面方向變化處設置一道縫寬20 mm伸縮縫。

護坡構(gòu)件設計采用正反拼裝，拼接處可巧妙互鎖，并實現(xiàn)各種角度拼裝，滿足不同坡面要求，能適應多種場景修飾。護坡構(gòu)件長度為1 995 mm，寬度為1 250 mm，高度為1 000 mm，最小厚度為100 mm，鋼筋網(wǎng)片平均間距100～200 mm。護坡構(gòu)件混凝土方量為0.562 m3，鋼筋重量為57.150 kg，單個護坡構(gòu)件總重量1.462 t。護坡構(gòu)件前視圖為特殊仿真石材外觀飾面，飾面具有不規(guī)則凹凸花紋，花紋設縱橫分隔縫，每一分格花紋不盡相同；左視圖為雙L型陡峭組合托板靠背，中部預留吊裝翻轉(zhuǎn)孔；后視圖為矩形尾部擋板，連接前端穩(wěn)固后端。制作時要求護坡構(gòu)件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力高，各個面成型效果好。護坡構(gòu)件尺寸參見圖1。

圖1 護坡構(gòu)件尺寸(單位:mm)

2 模具結(jié)構(gòu)特點

模具一面設置踏板，可站人澆筑混凝土，實時觀察澆筑情況，便于把握整體質(zhì)量；另外三面采用平面展開脫模，立面組裝生產(chǎn)；底面配鋼橫梁架空模具使之脫離地面，減少地面損壞；頂面不僅焊接脫模吊環(huán)，還加設鋼蓋板站人收面。模具按設計要求進行精加工，增加凹凸花紋面光滑度，同時提高模具硬度和耐磨性。模具結(jié)構(gòu)中空，內(nèi)部搭設井字蒸汽養(yǎng)護管道，零件通過緊固件互相連接，拆卸維修簡單，模具三維圖參見圖2。模具占地面積2.5 m2，模具自重2.378 t，澆筑過程振動器難以覆蓋到位，邊角無法處理，人工勞動強度大。

圖2 模具三維圖

3 構(gòu)件制作對比

在構(gòu)件生產(chǎn)制作過程用普通混凝土和自密實混凝土澆筑作對比，綜合各種因素，分析優(yōu)劣。

3.1 混凝土配合比

混凝土原材料生產(chǎn)廠家宜為固定廠商，不宜隨意變動。采用的原材料包括水泥(C)、粉煤灰(FA)、礦粉(S75)、高效減水劑、粗細骨料。水泥選用P·O 42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥的物理性能參見表1；粉煤灰為Ⅱ級，需水量98 %，28 d活性指數(shù)78 %；礦粉為S75，流動度比103 %，28 d活性指數(shù)80 %；減水劑1為普通專用減水劑，減水率為26 %，減水劑2為自密實專用減水劑，減水率28 %，均由某減水劑母料廠供生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑；細集料為普通河砂，細度模數(shù)Mx=2.6，含泥量5.9 %；粗集料為卵碎石，碎石1粒徑為5～20 mm，碎石2粒徑為5～16 mm，壓碎指標9.5 %。

表1 水泥的物理性能

因為構(gòu)件截面小，普通混凝土澆筑振搗不方便，所以對構(gòu)件的制作采用普通混凝土(P1)和自密實混凝土配合比(Z1)進行對比，以分析選用混凝土。根據(jù)配合比設計應符合國家現(xiàn)行標準JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》和JGJ/T 283-2012《自密實混凝土應用技術(shù)規(guī)程》的有關規(guī)定，結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗確定構(gòu)件制作混凝土生產(chǎn)配合比，普通混凝土(P1)和自密實混凝土(Z1)配合比參見表2。

表2 普通混凝土(P1)和自密實混凝土配合比(Z1)

3.2 混凝土性能結(jié)果

現(xiàn)場澆筑時兩種混凝土留取相應立方體試塊組，用來測試混凝土抗壓強度。普通混凝土(P1)和易性及強度數(shù)據(jù)均滿足現(xiàn)場施工要求，普通混凝土(P1)性能參見表3；自密實混凝土配合比(Z1)填充性、間隙通過性、抗離析性及強度均滿足現(xiàn)場施工要求；自密實混凝土配合比(Z1)性能參見表4。從表3和表4可以預計自密實混凝土施工有很大便利性。

表3 普通混凝土(P1)性能

表4 自密實混凝土配合比(Z1)性能

3.3 現(xiàn)場澆筑情況

普通混凝土(P1)和自密實混凝土(Z1)澆筑前模具表面均涂刷某化工廠提供的同種構(gòu)件脫模劑，該型號脫模劑根據(jù) PC構(gòu)件外觀質(zhì)量和脫模技術(shù)要求配制，使用后可使新型薄壁箱型護坡構(gòu)件外觀保持自然本色。本項目護坡構(gòu)件制作工期緊張，前期12個模具穩(wěn)定生產(chǎn)，后期追加4個模具，采集生產(chǎn)耗時數(shù)據(jù)時正好每天用完16個模具。

兩種混凝土前期準備相同，16個構(gòu)件澆筑全過程耗時參見表5、表6。搭建的攪拌站距離構(gòu)件制作區(qū)域300 m，供應整個項目所需混凝土，下面提取其中關鍵步驟詳細描述混凝土澆筑。

表5普通混凝土澆筑全天耗時

3.3.1 普通混凝土(P1)澆筑

使用普通混凝土(P1)澆筑新型箱型護坡構(gòu)件時分2次澆筑，每次澆筑500 mm，澆筑過程中用ZDN50插入式振動器垂直插入混凝土內(nèi)振搗密實，振動器距離模具底部不超過150 mm，澆筑上層時振動器插入下層混凝土100 mm左右讓上下層混凝土結(jié)合成整體，插入式振動器在混凝土內(nèi)振搗密實時間每個點為20～30 s。振搗完成后第1次收面在混凝土澆筑完成后，作用是去除浮漿和氣泡；第2次收面在初凝前，作用是抹平和壓光。收面完成后及時覆蓋薄膜保溫保濕養(yǎng)護1.5 h，防止混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫，接下來再進入蒸汽養(yǎng)護環(huán)節(jié)，養(yǎng)護溫度不超過60 ℃。普通混凝土(P1)澆筑流程圖參見圖3。

表6 自密實混凝土澆筑全天耗時

圖3 普通混凝土(P1)澆筑流程

3.3.2 自密實混凝土(Z1)澆筑

使用自密實混凝土(Z1)澆筑新型箱型護坡構(gòu)件時一次澆筑成型，澆筑時用溜槽讓混凝土自由傾落高度不超過0.5 m。澆筑時混凝土自上而下勻速進入模具內(nèi)，澆筑完成后靜待30 s觀察混凝土是否填滿模具，隨后進入收面養(yǎng)護階段，收面養(yǎng)護步驟同上。自密實混凝土(Z1)澆筑流程圖參見圖4。

圖4 自密實混凝土(Z1)澆筑流程

3.4 成本分析

按市場控制價統(tǒng)計出各種原材料單價，參見表7。根據(jù)表2和表7制定出原材料費用，參見圖5。從圖5中可以看出使用普通混凝土(P1)和自密實混凝土(Z1)價格合計每1 m3相差20多元。

表7 各種原材料單價 元/噸

圖5 原材料費用

經(jīng)過普通混凝土(P1)和自密實混凝土(Z1)構(gòu)件澆筑全過程把控，可得各自的工作效率，按下式計算：

歷時3個月連續(xù)觀察，分別統(tǒng)計出作業(yè)人員數(shù)量，代入數(shù)據(jù)得到工作效率，綜合數(shù)據(jù)參見表8。

3.5 脫模外觀質(zhì)量

通過對比發(fā)現(xiàn)，普通混凝土組護坡構(gòu)件澆筑時難以振搗到位、漿體填充不充分，造成側(cè)面薄壁處出現(xiàn)多數(shù)較大孔洞，尤其影響護坡構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能以及設計使用年限(圖6、圖8、圖10)；然而自密實混凝土漿體豐富、流動性好且澆筑時不需振搗，混凝土氣泡自然排出使構(gòu)件不會出現(xiàn)蜂窩麻面，護坡構(gòu)件脫模后即取得光鮮亮麗的良好外觀效果(圖7、圖9、圖11)。

表8 綜合數(shù)據(jù)

圖6 普通混凝土(P1)側(cè)面照

圖7 自密實混凝土(Z1)側(cè)面照

圖8 普通混凝土(P1)三維展示

圖9 自密實混凝土(Z1)三維展示

4 結(jié)束語

新型箱型護坡構(gòu)件壁薄、結(jié)構(gòu)復雜、外觀要求高和模具拆裝步驟多決定應使用自密實混凝土。

自密實混凝土抗壓強度雖然在前期略小于普通混凝土抗壓強度，但是在后期其數(shù)值反超，這對結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性起決定性作用。自密實混凝土優(yōu)秀的性能特點可讓混凝土澆筑過程化繁為簡，減少工作步驟提高生產(chǎn)效率，工作效率數(shù)值提示自密實混凝土能高效并省時完成同等工作量。普通混凝土原材料費用較為便宜，而自密實混凝土人工費用每天可以節(jié)省人工3工日，若產(chǎn)量規(guī)模越大節(jié)省人工越多，顯然處于絕對優(yōu)勢。成品外觀好，無需剔打修補增加費用。

圖10 普通混凝土(P1)正面照

圖11 自密實混凝土(Z1)正面照

綜上所述，在新型薄壁箱型護坡構(gòu)件等薄壁類構(gòu)件制作中應用自密實混凝土具有推廣價值。