土木工程混泥土施工组织设计建筑施工组织建筑施工组织.pdf
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1、土木工程混泥土施工组织设计 1/17 目 录 1 概述.错误!未定义书签。2 施工准备.3 2.1 喷射混泥土材料与配合比.3 2.2 喷射混泥土技术.4 3 喷射混泥土施工.5 3.1 喷射混泥土准备工作.5 3.2 喷射混泥土的性质.6 3.3 喷射混泥土的种类.6 3.4 设计原理.8 3.5 施工注意事项.10 3.6 机械操作要点.10 4 钢钎维喷射混泥土.13 4.1 钢钎维喷射混泥土材料.13 4.2 施工工艺.14 5 土钉墙中的重要应用.15 5.1 施工应用.15 土木工程混泥土施工组织设计 2/17 1 喷射混凝土的施工概述 喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气或其他
2、动力,将按一定比例配合的混凝土拌合料,通过管道输送并以高速喷射到受喷面(岩面、模板、旧建筑物)上凝结硬化而成的一种混凝土。以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护。重要的施工工作面,在喷射混凝土前还锚以钢筋,喷射后,使钢筋、工作面与混凝土连接为一个整体,因此把这种加锚杆的喷敷工艺称为喷锚支护。喷射混凝土不是依赖振动来捣实混凝土,而是在高速喷射时,由水泥与集料的反复连续撞击而使混凝土压密,同时又可采用较小的水灰比,因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。特别是与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度,可以在接合面上传递拉应力和剪应力。喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂,使水泥在十分钟内终凝,使
3、混凝土喷射后能立即获得强度。喷射法施工可将混凝土的运输、浇注和捣固结合为一道工序,不要或只要单面模板,加快了衬砌施工速度,并可通过输料软管在高空、深坑或狭小的工作区间向任意方位施作薄壁的或复杂造型的结构,工序简单,机动灵活,具有广泛的适应性。因此,与一般浇注混凝土施工方法相比,它具有以下优点:(1)可以减薄衬砌厚度 12-13,节约混凝土 40左右;(2)节约了制作模板的材料与相关费用;(3)减少了岩石采掘量 10-15;(4)施工方法简便,可节省劳动力约 50;泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工
4、艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 3/17 (5)加快了衬砌速度,降低了总衬砌成本。由于喷射混凝土在力学上、工艺上具有一系列特点,因
5、而使得它的应用领域极为广泛,主要体现在以下几方面:1地下工程:矿山竖井平巷、交通隧道、水工隧洞和各类洞室(地下电站、地下仓库、地下影剧院等)的初期支护与最终衬砌。2薄壁结构工程:薄壳屋顶、房屋建筑、储藏库、预应力油罐等。3修复加固工程:桥梁、海堤、烟囱、冷却塔、大坝、隧道、码头、房屋建筑的加固以与因其它因素造成损伤的建筑结构的修补。4 岩土工程:边坡、堤岸、涵洞、水库、深基坑和防波堤等的护壁。5耐火和防护工程:热工炉窑的建造与修补与各种钢结构的防火防腐层 2 施工准备 2.1混泥土是最基础的材料,也是施工的关键所在。判断喷射混凝土是否为耐久性混凝土,最主要的要看其配合比是否按照耐久性混凝土进行
6、设计,其施工工艺与普通混凝土施工工艺无太大差别。(1)速凝剂进入工地(或混凝土搅拌站)的检验项目应包括密度(或细度),凝结时间、1d 抗压强度,符合要求方可入库、使用。(2)喷射混凝土施工应选用与水泥适应性好、凝结硬化快、回弹小,28d 强度损失少、低掺量的速凝剂品种。(3)喷射混凝土施工时,应采用新鲜的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作
7、业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 4/17 矿渣硅酸盐水泥,不得使用过期或受潮结块的水泥。(4)喷射混凝土宜采用最大粒径不大于 20mm的卵石或碎石,细度模数为 2.8 3.5 的中砂或粗砂。(5)钢纤维喷射混凝土中的钢纤维宜采用普通碳素钢制成,其品种、规格、性能应
8、符合设计要求;钢纤维的抗拉强度不得小于 380MPa,并不得有油渍和明显的锈蚀。2.2 技术要求 (1)速凝剂的掺量一般为 2%8%,掺量可随速凝剂品种、施工温度和工程要求适当增减。(2)喷射混凝土的经验配合比为:水泥用量约 400kg/m3,砂率 45%60%,水灰比约为 0.4。(3)喷射混凝土的 平均厚度大于设计厚度;检查点数的 60%与以上大于设计厚度;最小厚度不得小于设计厚度的 1/2,且不小于 3cm。(4)喷射混凝土后应进行养护,避免受低温、干燥、急剧温度变化等影响。(5)喷射方式应符合设计要求,施工时应分段、分片,由下而上,依次进行。混合料应随拌随喷,喷层厚度符合设计要求。(6
9、)湿喷方式的喷射混凝土拌和物的坍落度应符合设计配合比要求。施工单位每工作班对坍落度的检验应不少于一次。(7)喷射混凝土拌制前,应测定砂、石含水率,并根据测试结果和泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因
10、而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 5/17 理论配合比调整材料用量,提出施工配合比。对砂、石含水率的测试每工作班不少于一次。(8)喷射混凝土原材料每盘称量的偏差应符合如下规定,且每工作班复称抽查不少于一次。水泥允许偏差:2%;粗、细骨料:3%;水、外加剂:2%。各种衡器的检定,雨天或含水率有显著变化时的要求,同衬砌混凝土施工工艺 3 喷射混泥土施工 3.1 喷射混凝土施工现场,应作好下列准备工作:(1)拆除喷射混凝土施工作业区的障碍物
11、,对不能拆除者,应采取措施,予以保护;(2)当水平喷射高度超过 1.5m,或向上喷射高度超过 3m时,应搭设工作台架,台架宽度不应小于 1.5m,外缘必须设有栏杆;(3)喷射机司机与喷射手不能直接联系时,应配备联络信号装置;(4)喷射作业区应有良好的通风和足够的照明装置。喷射混凝土施工设备的布置应遵守下列规定:1.在条件允许的情况下,应缩短混合料搅拌机与喷射机之间的距离;2.喷射机至喷射混凝土作业面之间的距离不宜大于 60m,以减少喷射作业中的堵管,提高工作效率;3.使用移动式空气压缩机供风肘,空压机与喷射机之间的距离不应小泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工
12、注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 6/17 于 20m,以减少空气压缩
13、机运转时噪声对喷射机操作的干扰;4.使用压力水箱向喷头供水时,水箱宜置于喷射机司机视线的范围内,以便调节和控制水箱压力 3.2 喷射混泥土的性质(1)喷射混凝土具有强度增长快、粘结力强、密度大、抗渗性好等特点。它能较好的填充岩块间裂隙的凹穴,增加围岩的整体性,防止自由面的风化和松动,并与围岩共同工作。(2)与普通模筑混凝土相比,喷射混凝土施工将输送、浇筑、捣固几道工序合而为一,更不需模板,因而施工快速、简洁。(3)喷射混凝土能与早发挥承载作用。它能在 10min 左右终凝,一般2h 后即具有强度,8h 后可达 2MPa,16h 后达 5MPa,24h 后可达 78MPa,4d达到 28d 强度
14、的 70左右。(4)实验表明,喷射混凝土与模筑混凝土相比,其密实性和稳定性要差一些。(5)喷射混凝土支护具有与时、密贴、早强、封闭的特点 3.3 喷射混泥土的种类 喷射混凝土有两种不同类型:干拌混合物和湿拌混合物。在干拌混合物中,除了水以外,将所有其他组份混合,干拌混合物通过输料管在喷嘴口再与水混合由压缩空气一起喷出。在湿喷工艺中除了速凝剂外,其他所有组分包括水在搅拌机中混合,制备的混凝土被输送到喷口,在喷口处加入液体速凝剂由压缩空气喷射到接受面上。由于这两种方法在用水量上的泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥
15、土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 7/17 差异,湿喷工艺的水灰比(W/C)一般高于干喷的喷射混凝土,这就会产生较高的孔
16、隙率和渗透性以与较低的强度。湿喷混凝土的耐久性相当于相应的干喷混凝土。最近,由于复合使用超塑化剂和硅灰,开发了具有优质粘结性能的湿拌喷射混凝土。采用湿拌工艺,使喷射混凝土能很好地适用混凝土建筑物的修复。一.概述 喷射混凝土用于地下施工时,其性能应满足工程的一些基本要求,如具有早期强度,厚层施工时不产生位移等。为满足这些要求,干混或湿混喷射混凝土都应加入速凝剂。目前,市场有不同种类的速凝剂,这些速凝剂具有各自不同的化学组成,对混凝土的凝结时间和早期强度具有不同的作用。不考虑其他的应用,对于如何评价速凝剂的作用目前还没有一致的意见。水泥浆试验方法(维卡仪和 Gillmone针仪)被用来研究水泥与速
17、凝剂之间的相容性。但是,这些方法的效果目前还存在争议。使用速凝剂掺入干混或湿混喷射混凝土中进行厚的衬板,特别是顶板施工,其目的是提高混凝土的早期强度以满足设计要求。但是,也会间接影响混凝土的其他性能,如:(1)直接参与水泥凝结的反应,防止产生稠度的突然变化。(2)直接与拌合水反应,促使拌合物变稠。(3)增加拌合物的触变性。(4)在新拌浆体中没有流变反应,但使硬化相会有所改变。(5)影响回弹和起灰量(干混),与最终强度。(6)在干混施工中选择特殊的速凝剂间接影响回弹和起灰量,速凝剂增加了拌合物触变性。例如提高了混凝土的塑性,减少了回弹,增加喷射颗粒的附着力。泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的
18、性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 8/
19、17 速凝剂对混凝土的早期强度的影响主要取决于其本身的化学组分、使用剂量、胶凝材料的化学成分、所含的矿物添加剂和使用温度。由于它们是在水泥化学组分的一定范围内发生作用,为了检验速凝剂的适应性和确定合理掺量,在每种情况下确定水泥与速凝剂的相容性是必要的。传统速凝剂的副作用是降低水泥的最终强度,与空白混凝土(不加速凝剂)相比较,28 天强度明显下降(下降幅度是 20%50%)。掺量越大,副作用越大。但是,新一代的速凝剂(无碱型)能够克服这一缺点,也减轻了碱的危害。因此,了解喷射混凝土速凝剂的性能和评价其性能最合理的试验方法是非常重要的。3.4 喷射混泥土的设计原理 (1)支撑作用。喷射混凝土支护具
20、有良好的物理力学性能。特别是抗压强度较高,可达 200kg/cm2 以上,因此能起支撑地压作用。又因其中掺有速凝剂,使混凝土凝结快,早期强度高,紧跟掘进工作面起到与时支撑围岩的作用,有效地控制了围岩的变形和破坏。(2)充填作用。由于喷射速度很高,混凝土能与时地充填围岩的裂隙、节理和凹穴的岩石,大大提高了围岩的强度。(3)隔绝作用。喷射混凝土层封闭了围岩表面,完全隔绝了空气、水与围岩的接触,有效地防止了风化潮解而引起的围岩破坏与剥落;同时,由于围岩裂缝中充填了混凝土,使裂隙深处原有的充填物不致因风化作用而降低强度,也不致因水的作用而使得原有的充填物流失,使围岩保持原有的稳定和强度。(4)转化作用
21、。由于前三个作用的结果,不仅提高了围岩的自身支撑泥土施工喷射混泥土准备工作喷射混泥土的性质喷射混泥土的种类设计原理施工注意事项机械操作要点钢钎维喷射混泥土钢钎维喷射混泥土材料施工工艺土钉墙中的重要应用施工应用土木工程混泥土施工组织设计喷射混凝土的施工速喷射到受喷面岩面模板旧建筑物上凝结硬化而成的一种混凝土以这种作业方式达到衬砌的效果称做混凝土喷射支护重要的施工工作面在喷射混凝土前还锚以钢筋喷射后使钢筋工作面与混凝土连接为一个整体因此把这种加锚杆的喷混凝土压同时又可采用较小的水灰比因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性特别是与混凝土砖石钢材有很高的粘结强度可以在接合面上传递拉应力和剪应力喷射法施
22、工还可在拌合料中加入速凝剂使水泥在十分钟内终凝使混凝土土木工程混泥土施工组织设计 9/17 能力,而且使混凝土层与围岩形成了一个共同工作的力学统一体,具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用。从根本上改变了支架消极承压的弱点。(5)为使喷射混凝土有一定的力学性能和耐久性以与早期强度,喷射混凝土设计的最低强度不应低于 15MPa,一般设计强度为 20MPa,1d 龄期抗压强度不应低于 5MPa。(6)喷射混凝土支护的设计厚度。若厚度作为防治围岩风化、侵蚀,不得小于 30mm,若作为支护结构,不得小于 50mm;若围岩含水,不得小于80mm;为防止混凝土由于收缩裂纹而剥落并妨碍喷射混凝土的柔性特点的
23、发挥,以与减少在软弱围岩中发生较大的变形压力,喷射混凝土最厚不宜超过 200mm。(7)喷射混凝土中含有较多的大小适中、分配均匀、彼此不串通的气泡,故提高了抗渗性。(8)采用水泥裹沙喷射工艺时,除应实验确定总的水灰比之外,还应注意试验选择最佳造壳水灰比。(9)拌制 SEC砂浆应采用强制式搅拌机,以缩短搅拌时间和改善造壳效果。尤其第二次加水后的搅拌时间不能过长,要加以严格控制。3.5 施工注意事项 (1)用压缩空气或压力水将所有待喷面吹净,吹除待喷面上的松散杂质或尘埃;(2)保证喷射速度适当,以利于混凝土的压实;(3)使喷嘴与受喷面间保持适当距离,喷射角度尽可能接近 90,以泥土施工喷射混泥土准
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