一种堤防坡脚水下混凝土施工方法
【专利摘要】本发明提供一种堤防坡脚水下混凝土施工方法，在仓位开挖的同时利用挖掘机在外轮廓处安装固定桩，仓位开挖完成后，在底部铺设砂卵石垫层；然后安装固定模板，并使用混凝土泵车对仓位进行浇筑，浇筑过程中，浇筑软管在仓位内进行“Z”型移动，直至浇筑满整个仓位；待混凝土凝结强度≥50%时，拆除拉杆和固定桩和模板；最后在仓位内侧回填砂卵石层、外侧进行抛石护脚工作，完成堤防坡脚水下混凝土施工。本发明提供的方法，在施工中可充分发挥机械设备的优势，降低施工难度、简化施工工艺，做到材料消耗小、施工成本低、工率高、经济效益好、施工质量稳定可控、安全环保。
【专利说明】一种堤防坡脚水下混凝土施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利水电和堤防等相应工程的邻水坡脚防护处理领域，具体为一种堤防坡脚水下混凝土施工方法。
【背景技术】
[0002]目前堤防边坡和涉水岸坡等工程的水下混凝土施工一般水下深度较浅仓位面积较大，如长*宽*高为15m*4m*2m,水下混凝土施工过程中从开挖、立摸支护、烧筑导管安装、水下混凝土浇筑，再到模板拆除，整个工艺过程工序繁琐、工作量大、施工进度慢。存在如下问题:1)由于河岸边原地基松软仓位开挖成槽难；2)开挖边坡稳定性差，模板水下安装困难，模板的定位固定支护工作量大；3)采用直升导管法浇筑，需要在仓位布置多套导管，各导管的安装、固定、浇筑提升装置的配备等工序繁琐工作量大；4)河岸边坡混凝土运输困难多采用吊车吊罐浇筑，由于浇筑深度浅，在浇筑时要合理分配各导管浇筑顺序和浇筑高差，操作繁琐；5)浇筑后水下模板拆除困难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对以上问题，提供一种堤防坡脚水下混凝土施工方法，施工难度低、成本低、机械效率高、工期短，经济效益好，施工质量稳定可控。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，提供一种堤防坡脚水下混凝土施工方法，包括以下步骤:
1)在设计的仓位处进行断面开挖，开挖过程中用挖掘机在仓位外轮廓处安装固定桩，仓位开挖完成后，在仓位底部铺设砂卵石垫层；
2)在固定桩内侧安装并固定模板，仓位两侧对应的固定桩之间设置拉杆进行连接；
3)使用混凝土泵车对仓位进行浇筑，浇筑开始前将泵车的浇筑软管放到仓位一端距底部0.2?0.3m处,然后进行烧筑,烧筑过程中，烧筑软管在保证管头插入混凝土内深度> Im且距仓位底部>0.3m的情况下在仓位内进行“Z”型移动，直至浇筑满整个仓位；
4)当仓位内浇筑的混凝土凝结强度>50%时，拆除拉杆和固定桩，然后拆除模板；
5)当仓位内浇筑的混凝土凝结强度>70%时，在仓位内侧回填砂卵石层、外侧进行抛石护脚施工；在仓位上面可采用固滨笼、浆砌石挡墙或混凝土挡墙进行加高，最后进行内侧粘土回填、坡面修整、草皮种植等施工。
[0005]通过上述步骤即可完成堤防坡脚水下混凝土施工。
[0006]步骤I)中仓位底部砂卵石垫层的铺设厚度为0.2-0.5m ;其一方面可以隔离下部基础，特别是浇筑时隔离粘土 ；另一方面，可以平衡和调节地基承载力。
[0007]所述仓位开挖时，仓位两侧开挖坡比为1:0.75-1。当边坡高差大于2米或开挖地层松散时应采用1:1的坡比，以保障开挖边坡稳定。
[0008]步骤3)中所述的浇筑软管的管头外侧套有配重钢管，并采用螺丝连接固定；通过安装配重钢管，防止浇筑时软管头浮出混凝土面。
[0009]步骤3)中浇筑深度大于1.5m时，可进行分层浇筑；在混凝土浇筑时因混凝土流动性的问题，会造成泵送点堆积较高，形成局部模板侧压较大，分层浇筑可以很好的平衡仓位模板受力情况；但本方案中分层浇筑要求浇筑软管管头深入混凝土面> 1.0m在仓位内进行“Z”型缓慢移动分层浇筑。
[0010]步骤3)中浇筑深度的测量:浇筑中使用测杆测量混凝土面与模板顶的高差，再与仓位模板高度对比计算出浇筑混凝土深度，另外根据入仓混凝土量与仓位体积的关系也可以大致计算出浇筑混凝土深度；浇筑软管的配重钢管长度为lm，正好作为深入混凝土面的标识。
[0011]所述步骤3)中，初始浇筑时控制混凝土入仓速度为30立方米/h，当浇筑到浇筑软管管头埋入混凝土面1.0m，且软管管头距仓位底部大于0.5m后，调整混凝土入仓速度为60立方米/h ;通过混凝土入仓速度的调节可以保证在开仓时不至于把底部的砂卵石垫层破坏，随后的高入仓速度可以加快总体浇筑速度。
[0012]由于整个浇筑过程为水下浇筑，为了保证浇筑质量，浇筑的混凝土中添加水下混凝土不分散剂，以避免混凝土在浇筑中出现分离现象。例如景德镇城市防洪工程堤防水下混凝土采用标号C20、坍落度200?240、水下不离析剂UWB-1I型掺量2.5%。
[0013]步骤5)中仓位外侧抛石护脚坡比为1:2 ;并在仓位上面采用固滨笼、浆砌石挡墙或混凝土挡墙进行加高，最后进行内侧粘土回填、坡面修整、草皮种植施工。外侧抛石护脚主要是对水下混凝土的基础进行保护防止冲刷和掏挖；固滨笼、浆砌石挡墙或混凝土挡墙的选择根据最大水流流速、河道弯曲率和实地情况由设计计算采用；坡面修整后种植草皮可以起到防冲刷固堤和美化改善环境的作用。
[0014]本发明提供的技术方案，在方案设计上针对常规水下混凝土的施工弱点，以满足工程质量和提高施工效率为出发点优化施工工艺，从仓位开挖、立摸、浇筑、拆模和边防防护各方面综合考虑，降低施工难度、工程成本、减少施工工期、提高施工效率，是一套边坡稳定性综合治理方案。本发明中混凝土浇筑可一次完成，浇筑过程中浇筑软管的管头始终处于混凝土面以下，有效避免了水下混凝土浇筑分层现象。
[0015]本发明提供的方法，在施工中具有如下特点:1、取消和简化了导管法浇筑中模板底部的固定；2、取消浇筑导管装置；3、取消各导管见分料装置；4、不用平衡各导管浇筑高差；5、仓位内浇筑混凝土为一个整体不存在局部夹层；6、模板拆卸简单方便。该方法可充分发挥机械设备的优势，降低施工难度、简化施工工艺，做到材料消耗小、施工成本低、工率高、经济效益好、施工质量稳定可控、安全环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的施工方案示意图。
[0017]图2为模板安装固定俯视图。
[0018]图3为浇筑软管管头结构示意图。
[0019]图4堤防边坡加固后的断面图。
[0020]图中，1、砂卵石层,2、固定桩,3、模板,4、拉杆,5、烧筑软管,6、泵车烧筑臂,7、混凝土泵车，8、原始地面线，9、仓位，10、浇筑导管移动路线，11、土工布，12、固滨笼，13、水下抛石，14、粘土回填，15、浇筑软配重套，16、水位线。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
[0022]实施例1:
例如:景德镇城市防洪与一江两岸改造工程中堤防坡脚水下混凝土施工过程，如图1-4所示，具体包括以下步骤:
1)仓位9的尺寸为:长*宽*高=15m*4m*2m,根据设计的仓位断面预留足够立摸空间，采用挖掘机从仓位的一端向另一端倒退着开挖；在开挖过程中用挖掘机完成固定桩2的安装；仓位开挖完成后，在仓位底部铺设0.2?0.5m厚的砂卵石层I起到调节地基承载力和隔离下部粘土的作用；仓位两侧开挖坡比采用1:0.75。而当边坡高差大于2米或开挖地层松散的应采用1:1的坡比，以保障开挖边坡稳定
2)采用吊车将模板3安装到位并进行固定，模板安装完成后，将仓位两侧对应的固定桩2用拉杆4进行加固连接，以防止浇筑时模板变形，如图2所示。
[0023]3)将混凝土泵车7就位于河岸上次施工平台，将浇筑软管5下到仓位如图2中的浇筑导管移动线路10的起点并距仓位底部0.2?0.3m处，开启泵车开始浇筑混凝土 ；开始浇筑后根据入仓混凝土量、浇筑高度测量和浇筑进度，在保证浇筑软管5管头深入混凝土内> Im且距仓位底部>0.3m的情况下在仓位内沿着浇筑导管移动线路10进行“Z”型缓慢移动，逐步浇筑满整个仓位。
[0024]所述的烧筑软管5的管头外侧套有配重钢管15,其直径146mm,长Im,壁厚1mm,配重钢管重量为33.5kg，并采用螺丝连接固定。
[0025]4)当仓位内烧筑的混凝土凝结强度> 50%时,拆除时先拆固定拉杆和固定桩,最后用吊车拆除模板，在拆除过程中可用挖掘机辅助施工。
[0026]5)待混凝土凝结强度达到70%时，可进行后续施工，在仓位内侧回填砂卵石，并在其上铺设土工布11，在仓位外侧采用水下抛石13，一般坡比为1:2，在仓位上面可采用固滨笼12、浆砌石挡墙或混凝土挡墙进行加高，最后进行内侧粘土回填14、坡面修整、草皮种植等施工。
[0027]通过上述步骤即可完成堤防坡脚水下混凝土施工。
[0028]进一步的，浇筑使用的混凝土添加水下不离析剂UWB-1I掺量为2.5%，以避免混凝土在浇筑中出现分离现象。
[0029]优化的方案中，浇筑时要控制好混凝土入仓速度，泵车为液压型开仓初期需将泵送速度降至< 30立方米/h，在浇筑软管头距仓位底部大于0.5m后可以调至正常泵量60立方米/h ;另外，当烧筑深度大于1.5m时可分层烧筑。
[0030]上述实施例中的具体参数如仓位尺寸、配重钢管尺寸及混凝土泵送速度等，均是根据具体的施工情况确定的，本发明的保护范围不受其影响。
【权利要求】
1.一种堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在设计的仓位处进行断面开挖，开挖过程中用挖掘机在仓位外轮廓处安装固定桩，仓位开挖完成后，在仓位底部铺设砂卵石垫层； 2)在固定桩内侧安装并固定模板，仓位两侧对应的固定桩之间设置拉杆进行连接； 3)使用混凝土泵车对仓位进行浇筑，浇筑开始前将泵车的浇筑软管放到仓位一端距底部0.2?0.3m处,然后进行烧筑,烧筑过程中，烧筑软管在保证管头插入混凝土内深度> Im且距仓位底部>0.3m的情况下在仓位内进行“Z”型移动，直至浇筑满整个仓位； 4)当仓位内浇筑的混凝土凝结强度>50%时，拆除拉杆和固定桩，然后拆除模板； 5)当仓位内浇筑的混凝土凝结强度>70%时，在仓位内侧回填砂卵石层、外侧进行抛石护脚施工；在仓位上面可采用固滨笼、浆砌石挡墙或混凝土挡墙进行加高，最后进行内侧粘土回填、坡面修整、草皮种植等施工； 通过上述步骤即可完成堤防坡脚水下混凝土施工。
2.根据权利要求1所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:步骤I)中仓位底部砂卵石垫层的铺设厚度为0.2-0.5m。
3.根据权利要求1所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:所述仓位开挖时，仓位两侧开挖坡比为1:0.75-1。
4.根据权利要求1所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:所述的浇筑软管的管头外侧套有配重钢管，并采用螺丝连接固定。
5.根据权利要求1所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:步骤3)中浇筑深度大于1.5m时，可进行分层浇筑。
6.根据权利要求1所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:所述步骤3中，初始烧筑时控制混凝土入仓速度为30立方米/h,当烧筑到烧筑软管管头埋入混凝土面1.0m,且软管管头距仓位底部大于0.5m后，调整混凝土入仓速度为60立方米/h。
7.根据权利要求1-6之一所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:所述步骤3中，浇筑的混凝土中添加水下混凝土不分散剂。
8.根据权利要求1-6之一所述的堤防坡脚水下混凝土施工方法，其特征在于:步骤5)中仓位外侧抛石护脚坡比为1:2 ;仓位内侧回填砂卵石层；并在仓位上面采用固滨笼、浆砌石挡墙或混凝土挡墙进行加高，最后进行内侧粘土回填、坡面修整、草皮种植施工。
【文档编号】E02D15/06GK104164877SQ201410402208
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】施建华, 张旻, 张素辉 申请人:葛洲坝集团基础工程有限公司