湿法喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法与流程

本发明涉及建筑工程中的喷射混凝土
技术领域：
，提供一种湿法喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法。
背景技术：
：喷射混凝土技术因为其快速、高效的优点，逐渐在混凝土建筑上推广应用。现有技术中比较多的运用喷射混凝土技术的是对于建筑主体表面混凝土结构的构建，另外，也多使用干法喷射。干法喷射是将水灰比小于0.25的水泥、砂子、石子混合料和粉状速凝剂按一定的比例混合搅拌均匀后，利用干式混凝土喷射机，以压缩空气为动力，经输料管到喷嘴处，与一定量的压力水混合后，喷射到受喷面上。干法喷射存在如下缺点：①其工作面粉尘量及回弹量均较大，工作环境恶劣，喷料时有脉冲现象且均匀度差；②实际水灰质量比不易准确控制，影响喷射混凝土的质量；③生产效率低。现有技术中还有一种喷射混凝土技术，为湿式喷射混凝土方法，其是将水泥、砂子、石子、水、掺合料、外加剂按一定比例混合后搅拌成混凝土，再用泵将搅拌好的混凝土经输料管压送至喷嘴处，借助压风补充的能量将混凝土喷射到受喷面上。湿式喷射混凝土方法粉尘小，生产环境大大好于干法喷射，但是，现有技术中，由于喷射工艺较复杂，从混凝土的配方、到喷射工艺的各个工序，以至于喷射工艺中的各个操作参数，都影响构建的混凝土结构的质量。因此，在现有技术中，湿法喷射混凝土技术还只是局限在边坡支护工程等在主体结构的表面设置混凝土层的应用范围，对于实体混凝土结构的构建还属于空白。技术实现要素：本发明的目的在于填补现有技术的空白，提供湿法喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法，通过对湿法喷射工艺中的各个环节的科学设计，使得能够获得质量好、精度高的异形实体混凝土结构。本发明的目的是这样实现的：湿法喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法，包括如下步骤：步骤1：构建异形实体混凝土结构的建筑模型；步骤2：混凝土物料配料；A.干混合，干混合物料包括如下物料，各个物料的加入量为(Kg/每吨干混物料)：水泥硅粉砂子石子纤维抗渗剂减水剂190-2106.5-7.5406-450325-3650.45-0.531.9-2.10.45-0.53B.将上述干混物料与水拌合，水的加入量为水泥加入量的0.5-0.55倍；步骤3：将拌合后的混凝土加入到喷射机中，通过气压喷射系统喷射到异形实体混凝土结构的建筑模型上；步骤4：一次喷射达到实体混凝土结构的设计厚度后，对于喷射到建筑模型上的混凝土进行抹平压光处理；步骤5：对喷射构筑的混凝土结构进行养护。所述步骤1的具体操作可以是：首先，建立一个设计出的异形混凝土结构的BIM模型，将BIM模型放入与现场对应的坐标系中，确定坐标系的原点，以获得异形混凝土结构上每一点的三维坐标值；然后，在该异形混凝土结构模型上选择相对测量控制截面，该相对测量控制截面选择在异形混凝土结构形状变化之处；再后，在相对测量控制截面上，选取相对测量控制点，该相对测量控制点为在该相对测量控制截面边缘的各个转角点，找出各相对测量控制点的坐标值；最后，在施工现场，根据BIM模型建立异形混凝土结构的建筑模型，即根据每个所述相对测量控制截面上的每个相对测量控制点的坐标数据建立各个相对测量控制截面的框架，然后，将各个相对测量控制截面的相应点通过直面型模板连接起来，然后绑扎钢筋，构成用于浇注混凝土的模型框架；在所述建筑模型的一些点上，设置厚度检测标杆，该厚度检测标杆固定在所述建筑模型的设定点上，该设定点至少设置在所述各个相对测量控制截面的相应位置上，该厚度检测标杆的长度即为该点的厚度尺寸，或者是BIM模型放到现场的坐标系中与该设定点到外表面相应点之间的相应坐标值相对应，各个厚度检测标杆形成厚度控制线，该厚度检测标杆可拆地固连在所述建筑模型上，在浇注混凝土结束后，进行抹平工序中，该厚度检测标杆的端头即为混凝土的抹平基准，两个相邻厚度检测标杆之间的混凝土部分抹成平面即可，然后，将所述厚度检测标杆取出，再用混凝土将取出厚度检测标杆留下的孔填平。为了使得更好地控制厚度，可以加密设置厚度检测标杆，例如，在相邻所述相对测量控制截面之间的实体混凝土结构的截面上增设所述厚度检测标杆。在厚度控制线上，厚度检测标杆的间距为0.25m-0.5m。而一般相对测量控制截面在截面中心线上的间距为0.5-1m。具体地，该设定点设置在各个所述相对测量控制截面的相应位置即竖向控制线上，和/或，该设定点设置在各个所述相对测量控制截面的中心点的连线即横向控制线上；和/或，在各个所述相对测量控制截面的相应位置即竖向控制线上，所述厚度检测标杆的间距为0.5-1m；和/或，在各个所述相对测量控制截面的中心点的连线即横向控制线上，所述厚度检测标杆的间距小于相邻相对测量控制截面的间距；或者，在各个所述相对测量控制截面的中心点的连线即横向控制线上，所述厚度检测标杆的间距为0.25m-0.5m。所述厚度检测标杆的设置方式可以是：采用设置定位螺杆的方式控制喷射厚度，即：在建筑模型绑扎的主筋处点焊上一个螺丝母，用一设定长度的螺丝杆拧入螺丝母，控制螺丝杆头处的位置为异形混凝土实体该处的外表面的控制点，在喷射构筑的混凝土结构抹平之后拧下并抽出所述螺丝杆，且将螺丝杆留下的孔填实抹平；和/或，所述厚度检测标杆的设置方式是：在建筑模型绑扎的钢筋上设置预弯曲控制杆，该预弯曲控制杆钩挂固定在所述钢筋上，其端头处的位置即为异形混凝土实体该处的外表面的控制点，在喷射构筑的混凝土结构抹平之后，剪下该预弯曲控制杆，且把留下的孔填实抹平。步骤2中的干混料与水拌合与步骤3的喷射工序之间的间隔时间最好是在5-10分钟之内，即做到随搅随喷，搅拌和喷射工艺紧密衔接在步骤2中，在所述干混合物料中，所述纤维优选尼龙纤维，其长度为15-25mm，优先为19mm。在上述配方中，水泥选择硅酸盐水泥。因为硅酸盐水泥较其他常用水泥的凝结时间快，早期强度高。水泥强度等级应不低于32.5。优选为42.5。细骨料应采用中粗砂，即颗粒的最大粒径小于30mm，且其中小于20mm的颗粒含量不少于85％。为了保证混凝土的质量，以及减少施工中的粉尘和喷射混凝土的硬化收缩，其细度模数不宜小于2.5。粗骨料应采用卵石或碎石。粗骨料粒径主要受限于喷射设备，在设备条件容许的情况下，宜使用较大粒径的粗骨料。粗骨料的级配应采用连续级配。粗骨料的粒径为直径在5毫米到12毫米之间，优选在5-10mm之间。不得使用含有活性二氧化硅石材制成的粗骨料。所述粗骨料的级配：细骨料和粗骨料要清洗干净再使用。湿式喷射混凝土构件实体混凝土结构，其质量很大程度上取决于混凝土中骨料的情况。其中粗骨料作为混凝土的筋骨，需要级配均匀，不能都是大的，也不能都是小的。细骨料也要有所要求，选用中粗砂是湿法喷射中应该注意的。水灰比为0.5。纤维品牌为CTA-BY30，PP纤维。抗渗剂品牌为格蕾丝(Grace)，M5抗渗结晶。喷射混凝土拌合用水最好使用pH值小于4的酸性水、硫酸盐按SO42-含量计大于水重1％的水和海水等。优选饮用水。本发明中用于湿式喷射混凝土的塌落度在80～120mm。在干混合物料中增加减水剂，可以使得混凝土搅拌中的加水量减少。如果不加减水剂，为了使得各种物料混合均匀，且使得水泥进行充分的水化，就要加入较大量的水，混凝土太稀，会影响湿喷的进行。而加入减水剂，既可以使得水泥水化充分进行，混凝土又不会太稀，容易实现对于侧墙等混凝土实体进行湿式喷射。再有，在干混合物料中还加入抗渗剂。减水剂和抗渗剂可以分别加入，更好的是同时加入。抗渗剂和纤维共同作用下，可以使得混凝土的裂纹少，且孔隙小。如果只加入抗渗剂，虽然能够减小混凝土的孔隙率，但还会出现裂纹，只加入纤维，混凝土的抗渗性得不到提高，对于某些需要较高防渗要求的实体混凝土结构达不到使用要求。再有，同时加入抗渗剂和纤维，二者可产生联合效果，两种物质的加入量比起单独加入是使用量要小，但抗裂性和抗渗性都得到很大提高。所述干混合物料的一个优选配方见表1。表1：干混料的优选配方在进行步骤3向建筑模型上喷射混凝土之前，最好还增加一个工序，即用搅拌好的混凝土对建筑模型的模板底部和/或边缝和/或转角处进行填充振实。其原因是，在向建筑模型喷射混凝土时，会有反弹，混凝土中的石子很容易打到模型的边缝和转角中，使得这些地方混凝土不容易进入，最终的混凝土结构的边缘和转角处由让石子占位而强度降低，后期容易出现毛边或掉角等缺陷。而实现对于模型底部、边缝和转角等处进行混凝土填充，然后再实施喷射，可以有效防止上述问题的出现。在步骤3中，喷射作业时，最好是保持喷头与受喷面基本垂直，遇到钢筋时倾斜喷嘴角度以保证钢筋后面不出现空鼓。在步骤3中，喷头与喷射面的距离保持在0.8-1.0m。在同样的喷射压力下，如果喷头距离喷射距离太近，反弹量会增大，反之，如果距离太远，喷出的混凝土结构的强度会降低。所述的距离可以获得最大的压实力和最小的回弹量。在步骤3中，喷头喷射时，将喷头做圆形或椭圆形移动，其尺度控制为横向40-60cm，高15-20cm。椭圆形轨迹移动喷头，比起直线移动更容易在模型上附着，效率也明显提高。如果旋转的轨迹横向或高度方向上距离过小，会使得喷到上面的混凝土过多地下流堆在下面的混凝土上面，而如果高度过大，则可能上面的混凝土下流到上下两道混凝土之间，较长时间没有更多的混凝土覆盖而变干，导致实体结构中出现夹心，影响强度。当然，控制喷射轨迹与混凝土性质、喷头特性都有关系，摸索出一个合适的数值是需要反复试验和创造性研究的。上述喷射轨迹在实际的操作中应用，制得的实体结构强度高且均匀。为湿式喷射混凝土行业给出了规范性启示。在步骤3中，喷射混凝土的喷口工作压力0.15-0.4Mpa。一个优选方案是：采用搅拌机、喷射泵和空气压缩机联合作业，喷射泵的工作压力为8-12兆帕，优选为8.08-10.5兆帕。空压机的供风量为12-15立方米/分钟。喷射厚度150-300mm，采用一次喷射，依据自下而上的顺序进行侧墙墙体的喷射，每段高度15-20cm。现有技术中往往是分层喷射，这样做实体结构喷射，层与层之间强度不一致，影响整个实体结构的强度，因此，一次将整个厚度喷射完成是本方法的一个亮点，其对于实体结构的强度的提供起到积极的作用。在步骤4中，当喷射作业达到设定的面积后，进行抹平作业，抹平作业分为初平和精平，在初平中，用长刮尺刮平，该长刮尺的长度一般为80cm，然后进行精平：修补平整、压光，混凝土修补是对于混凝土表面的缺角、凹陷至少其中之一的补平。对于混凝土厚度的控制的做法是：喷射作业时，混凝土的总厚度控制在超出厚度检测标杆即定位螺杆的尺寸，在步骤4中，用刮刀将厚度检测标杆定位基线外多余的材料刮掉，取得基本一致的断面，露出固定在建筑模型内绑扎的钢筋上用于控制喷射厚度的定位厚度检测标杆的端头，此时，现场测量人员再对定位厚度检测标杆的端头进行定位测量，纠正偏差，不够的地方进行补喷，高出的地方用刮杠刮平，然后再将定位厚度检测标杆取出，用刮下的砂浆将取下定位厚度检测标杆留下的小孔填满，然后，人工收光进行找平、压光处理。在步骤5中的养护中，养护时间不少于14天。养护的主要内容要是保证混凝土结构表面的湿润，在步骤5中，保持喷浆混凝土湿润持续7天；和/或，在步骤5中，保持喷浆混凝土的温度在5℃以上；和/或，在步骤5中，养护用水的温度不低于10℃；和/或，在步骤5中，喷射浇注构建实体混凝土结构后的第三天，在结构表面喷涂密封胶；和/或，在步骤5中，采取每天喷水两遍和/或喷水后对混凝土表面进行覆盖保水养护。在步骤5中，覆盖混凝土表面的材料为塑料薄膜或竹胶板。所述密封胶为渗透性密封剂。在本方法中，还包括一个步骤，即对于喷射混凝土侧墙进行强度检测，其方法是：对于滑水道的侧墙实施湿式喷射混凝土的同时，采用同一混凝土原料，制作试块，该试块喷射混凝土时，与所述侧墙的倾斜角度相同，喷射厚度相同，然后进行抹平，进行与侧墙同样的养护，之后，检测侧墙的强度，首先，对于试块取样进行强度检测，然后对于侧墙进行非破坏性强度检测，如果强度检测未达标，则需要将构建的侧墙拆毁重建。喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法(1)标准试块采用的原材料、配合比、喷射条件均与实际工程相同，标准试块从现场喷射的混凝土板件中切割或钻取成形；(2)大板切割法的模具尺寸为450mm×350mm×120mm；钻芯取样法的模具尺寸为500mm×400mm×120mm；高度方向的一面敞开为喷筑面；(3)试块制作与加工的步骤如下：a.在喷射作业现场，将模具喷筑面朝下倾斜，与水平面夹角约80°，置于墙角；b.先在模具外试喷，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷射混凝土；c.将喷射满混凝土的模具移至安全可靠的地方，用三角抹具刮平混凝土表面；d.将混凝土大板移到试验室，一昼夜后脱模。在标准条件下养护7d且混凝土强度等级达到C10以上时进行切割或钻取；采取大板切割法，用切割机去掉周边和上表面(底面可不切割)后，加工成边长为100mm的立方体试块；或者，采取钻芯法，用取芯机钻取Φ100mm的芯样；将芯样端面切割并磨平；e.继续在标准条件下养护至28d龄期，然后进行抗压强度试验。现有技术中，之所以没有使用湿法喷射制作异形实体混凝土结构，其主要原因在于工艺上的某些步骤没有处理好，一般湿法喷射中都是将所有物料与水一起拌合，为了搅拌均匀，拌合时间较长，在此过程中，水泥与潮湿集料保持接触，会发生预水化，从而延缓凝结时间和降低混凝土强度。这种现象在掺入或不掺入速凝剂的喷射混凝土中均会发生，而且停放时间愈长，强度降低愈多。现有技术中为了尽量缩短混合料从搅拌到喷射的间隔时间。采用混合料随搅随喷的方法，但是这样的随搅随喷，对于工艺以及设备安排难度较大。而本发明提供的方法，在与水拌合之前，先将干物料进行干混合，然后加水拌合，拌合后即进行喷射。这样就可以保证混凝土强度不降低，在工艺上也更容易做到搅拌和喷射工艺紧密衔接。本发明提供的湿式喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法，由于采用了独特的混凝土配方，具有节约水泥、回弹量少、黏附性好等特点。还满足抗渗抗裂等要求，为湿式喷射混凝土构建强度高、不开裂、抗渗性好的混凝土实体结构打下很好的基础，再加上各个工艺步骤的设计，结合厚度精度控制措施，能够方便地获得外形与设计吻合度很高的异形实体混凝土结构。因此，本发明具有如下优点：1.经济性高：本发明提供的湿法喷射混凝土构建异形实体混凝土结构的方法，相比传统混凝土浇筑工艺，在保证质量及强度要求的前提下，大大缩短了建设工期。2.精度高：本方法运用细节控制方法，对喷射混凝土的施工过程进行精确控制，以保证其几何尺寸的准确性和施工过程的流畅性。实体结构的完成面每个控制点，坐标系内均满足公差范围±6mm精度要求。3.表观质量高：采用本发明提供的方法构建的异形实体侧墙内表面均匀、密实，表面平整光滑，无灰浆，无纹理，无裂纹，无污损，无色斑或退色污渍，达到光滑连续的曲面。用本发明提供的方法，不仅可以构建水平的建筑结构，也可以倾角在80°左右的倾斜的墙体。下面通过附图和实施例对本发明做详细说明。附图说明图1为使用本发明的方法建造的一异形滑道的BIM模型的示意图。图2为图1所示的滑道分割成若干分段的结构示意图。图3a为图2中的一个转弯分段的平面示意图，显示出该转弯分段各个轮廓坐标值。图3b为在图3a的转弯分段中设置的各个相对测量控制截面的平面示意图。图4为图3a所述的转弯分段上的一个相对测量控制截面的结构示意图，显示出各个关键控制点。图4a为图3b所示的各个相对测量控制截面的立体结构示意图。图5为图3b所示滑道分段中的四个相对测量控制截面的各个关键控制点在现场的坐标系下的坐标值的示意图。图6为在现场滑道槽底板下表面水平投影的结构示意图。图6a为侧墙壁厚精度控制点加密设置的示意图。图7为滑道槽底板下表面空间定位示意图。图8为滑道槽底板支撑结构示意图。图9为滑道底板浇注混凝土厚度控制点标记结构示意图。图10为滑道底板定位钢丝线及定位钢钉的安装结构示意图。图11为滑道底板控制点简易定位装置的结构示意图。图12为滑道底板拆除定位板和钢钉后浇注状态示意图。图12a为滑道底板控制点的另一简易定位装置的结构示意图。图13为异形滑道的一个横截面的结构示意图。图14为滑道侧墙模板支撑装置的平面结构示意图。图15为滑道侧墙模板支撑装置剖面结构示意图。图15a为图14中A部局部放大示意图。图15b为图14中B部局部放大示意图。图15c为图14中C部局部放大示意图。图16为滑道侧墙内表面定位措施结构示意图。具体实施方式下面通过一个异形槽式截面的滑水道采用本发明提供的方法建造过程的描述对本发明做举例说明。如图1所示为设计者设计出的一个空间异形滑水道A，异形滑水道由下至上包括筏板基础1、支撑墙2、滑水道底板3和滑水道侧墙4(参见图13)，其中滑水道底板3和滑水道侧墙4组成了滑水道本体结构。该异形滑水道A呈空间曲面结构。沿着异形滑水道的延伸方向，将滑水道分成54段分别进行混凝土浇注，每个分段之间留有伸缩缝，如图2所示，为了适应滑水道在气候温度变化下的热胀冷缩。本方法概括起来，是借助于BIM技术，CAD软件，将难以控制的空间曲线结构转化为小段可控的直线结构，密集控制点模拟出滑道曲线，为精确喷射控制奠定基础；湿法喷射混凝土技术通过表面定位、人工收光可以实现复杂结构光滑连续的几何曲线形状。利用喷射泵的强大压力使混凝土材料撞击结合，以满足混凝土结构的强度及密实度要求。本方法的步骤1是构建异形实体混凝土结构的建筑模型，首先建立一个设计出的空间异形滑水道的BIM模型，在BIM模型中，滑水道上任何一点都具有三维坐标。将BIM模型放入与现场对应的坐标系中，确定坐标系的原点，以获得异形混凝土结构上每一点在现场的三维坐标值。这样，滑水道A的BIM模型就包含了施工所需的滑水道A上各个点和各个面的三维坐标的数值及尺寸信息，如图3a、图3b和图5所示。异形滑道呈空间曲面结构，由底板和侧墙两部分组成，在反弯点处设置控制截面和控制点，进行精确控制。滑道全长沿纵向每隔15m左右设置一条伸缩缝，将其分为54段。将放在现场的滑水道三维模型，沿着该空间异形滑水道的延伸方向选取相对测量控制截面的位置，该相对测量控制截面与所述延伸方向在该截面处的切线垂直，如图4和图4a所示。该相对测量控制截面选择在异形混凝土结构于三维坐标系中的转弯处，在该转弯处，根据整个转弯段中相邻的相对测量控制截面在截面中心线上的设定间距或设定弧度或设定弧长确定在该转弯段选择相对测量控制截面的数量。如图3a所示就是其中一个转弯段，该转弯段的各点的坐标值都是可以从所述坐标系中得到。在该转弯段上选取相对测量控制截面。该转弯段的回转半径大约为13m，转弯处相邻的相对测量控制截面的中心线的设定弧度间距为1m。该转弯段中共选取了10个相对测量控制截面B，如图3b和图4a所示。由滑水道的特性决定，每个相对测量控制截面的形状都是相同的，如图4所示。只是每个相对测量控制截面中底板fgkj在三维空间中的倾斜角度不同。将每个相对测量控制截面上的转角处选取为相对测量控制点：a、l、b、d、m、e、i、g、f、h，以及底板3和侧墙4的分界点j和k。在像滑水道这样的异形混凝土结构确定相对测量控制截面和在相对测量控制截面上选取相对测量控制点，基于这些相对测量控制截面和相对测量控制点的坐标值，在现场构建建筑模型，即先建筑各个相对测量控制面的框架，然后将各个相对测量控制面的框架通过直线型杆或直面型模板连接起来，就构成了用于浇注混凝土的模型框架。本发明在异形混凝土结构中选取的截面和控制点的方法，可以获得与设计者设计出的混凝土结构非常结合的模型框架，但是，又不会使得结构过于复杂，为构建与设计模型高度吻合的异形结构打下很好的基础。下面就对于如何在现场构建建筑模型的的具体施工方法做详细说明。在施工现场，根据BIM模型建立异形混凝土结构的建筑模型。首先是构建滑水道的底板。底板是一条在三维空间上下起伏且板面左右扭转的板面，如图1和图2所示。以滑水道支撑墙2下的筏板基础1的上表面作为坐标系的Z＝0基准面，根据图4和图4a所示的各个相对测量控制截面上底板的下底面的两个端点f、g点的水平坐标，在现场进行测量放线并标记在基准面上即筏板基础1上。将标记好的点用直线依次连接，形成一条近似弧线的多段线101，由于我们合理地选择相对测量控制截面，所以误差足够小，可以将该多段线101看作滑水道底板下表面在基准面上的投影弧线，如图6所示，在两个端点f、g之间铺设水平拉杆木方11。再根据各截面中f、g点的Z坐标，在对应各点的水平位置上，竖立垂直木方21以定位f、g点(见图7)，确定同一相对测量控制截面的两根垂直木方21之间再设置若干辅助竖立木方21a，为构建支撑墙2准备。在竖立垂直木方21和辅助竖立木方21a的上端设置底边杆即水平木方31(见图8)。底板3底板模板30位于水平木方31上作为直面型模板，水平木方31固定在垂直木方21和辅助竖立木方21a上。辅助竖立木方21a间隔0.35m或0.7m，靠两端辅助竖立木方21a较密，中间的较疏。辅助竖立木方21a可以很好地支撑水平木方31，其还有一个作用，是为了绑扎钢筋而浇注支撑墙2。各垂直木方21底部由水平拉杆木方11拉结固定(见图6)，以保证支撑体系的整体性及稳定性。此处直面型模板为底板3的槽形截面的底板模板30与水平木方31，以及各木方之间用圆钉固定(见图8)。以水平木方31为基础上，找出该相对测量控制截面上外轮廓作为底板的各转角处的顶角，主要是滑水道侧壁内侧壁面的起点b和d，相邻的顶角之间通过直杆连接构成相对测量控制截面轮廓框架。相邻相对测量控制截面间各个对应顶角用直杆即沿程直杆连接，所述沿程直杆和构成截面的截面轮廓框架一起形成底板的框架。在本实施例中，相邻的相对测量控制截面的水平木方31上铺设直面型模板即平板的底板模板30。接着进行滑水道底板钢筋32的绑扎(参见图9)，图9中只是示意性显示上下两根钢筋32。滑水道模型水槽底板钢筋绑扎前要求现场有预铺设的过程。为保证两个侧墙板钢筋的位置准确，适当增加上层钢筋的马镫并与下层钢筋固定牢固。尽量减少其插筋悬空段的长度，通过绑扎水平定位钢筋使得成排锚筋就位准确。在浇注之前，还要做一件事，就是为浇注底板混凝土的厚度精确而在模型框架上采取厚度检测措施。底板3的板面厚度精度控制方法是：如图9至图13所示，在相对测量控制截面的两个端点上，在底板模型内的钢筋上设置钢丝32，在钢丝32上固连定位板34，固定板34可以是小木板(见图9)。定位板34的板面与底面模板的板面平行，即与如图4所示的b、d的连线平行。在定位板34上设置钉子35，钉子35的钉头即为厚度控制点b、c和d，该控制点是根据将BIM模型放在与现场对应的坐标系中获得坐标值得到的。在b和d点设置厚度控制点，对于精确定位侧墙很重要，而对于较宽的滑水道的底板，在底板3的中点上再设置一个厚度控制点也是很有必要的；再设置一钢丝线36(见图10)，其沿所述相对测量控制截面的方向延伸，钢丝线36置于各个钉头的顶部，钢丝线36的两端例如固定在筏板基础1上，该钢丝线36即为底板3的混凝土的上表面，以此即可控制底板的厚度精度。经过复核钉头的坐标数值无误后，再设置一底板3板面厚度精度控制的简易定位装置，如图11所示，即在底板模型的两个侧板上向内设置钢筋段37，在钢筋段37上设垂杆38，该垂杆38的下端抵在钢丝线36上，该垂杆38的下端头就成为底板的上表面控制点O；然后，将定位板34和钉子35拆除，如图12所示，即可进行混凝土浇注。在钢丝33上固定的定位板34，在两个端点上各设置一个所述定位板。还可以在相对测量控制截面的底板的中点c上也设置一个定位板34。在浇注之后抹平混凝土时，混凝土的上表面与垂杆38的端头以及钢丝线36平齐。简易定位装置还可以是如图12a所示的结构，在相对于每个相对测量控制截面位置的基础筏板1上设置两根竖杆39，在两根竖杆39上连接一方管37a，该方管37a与该相对测量控制截面上底板平行，在该方管37a上固定若干线锤38a，各个线锤38a的下垂点即为底板上表面的设计位置。在浇注混凝土时，可以将各个线锤38a收起，不妨碍浇注，待抹平工序时，将各个线锤38a放开，根据线锤的垂点做抹平的基准。这样的简易定位装置比起图11和图12所示的简易定位装置，不光可以在截面的两端设置下垂的控制点，也可以在截面的中间部分c点上设置下垂的控制点，因为线锤在浇注中可以收起，不像垂杆38会影响浇注。对于底板采用浇注混凝土工艺。在底板浇注时，在绑好钢筋之后，要将所述的木方都拆除掉，然后进行混凝土的浇注。在底板浇注结束后的抹平工序中，以垂杆或线锤和钢丝线为基准，相邻两个垂杆或线锤和钢丝线之间的部分抹成平面即可，然后将该钢丝线取下，拆除简易定位装置。综上所述，滑水道底板控制点精度控制通过如下几个方面实现：(1)全站仪对关键控制点放样并标记控制点的水平位置BIM模型中读取图9中各截面b、c、d点坐标，采用全站仪进行测量定位，放出控制点的空间坐标。同时在滑水道水槽底板上层钢筋上部放置小木板，标记控制点的水平位置。(2)标记控制点的标高根据控制点标高，在上述小木板的控制点标记处用钉头定位控制点。沿着控制点的直线方向，在滑水道底板侧模板上边缘拉钢丝线，钢丝线经过钉头顶部，钉头顶部即控制点位置。在模板上安装简易定位装置，以保证在浇筑过程中和浇筑完成后重新寻找控制点的位置。(3)在浇筑过程中，采用水准仪对控制点b、c、d的高程进行复测，保证图纸关键控制点±6mm的精度要求，标记控制点。b、d点作为侧墙控制的基准点，对喷射混凝土的侧墙控制精度至关重要。(4)浇注完成后，要对于混凝土完成面上各控制点进行复测。在底板浇注完成后，开始进行滑水道侧墙的模型框架的构建并实施湿式喷射混凝土方式构建侧墙。设置滑水道的侧壁模型可以用如下方法：根据滑水道侧墙与底板夹角采用斜角木方特制角度模具以及关键控制点j、h、k、i进行滑水道侧墙模板支设。在相对测量控制截面处，根据设计坐标，b、d点永久标记在滑水道底板上，做为侧墙施工的基准点。在每个相对测量控制截面处，根据设计坐标，将b、d点(见图4)永久标记在滑水道底板3上，作为侧墙施工的基准点。在相对测量控制截面之间的部分，根据滑水道截面尺寸和侧墙钢筋保护层厚度，每隔0.5m～1m标记一个b、d点，这个标记的b、d点可以比在转弯段设置相对测量控制截面还要密集一些，可参照图6a所示的方式加密。在相对测量控制截面之间的部分，根据滑水道截面尺寸和侧墙钢筋保护层厚度的坐标值，在底板模板上绑扎的钢筋上设置更多也就是更密集布的标记控制点，作为侧墙施工的基准点。运用BIM技术，间隔0.25m～0.5m(根据中心线弧度)密集布设侧墙喷射混凝土关键控制点b、d，使其与现场坐标系对应，提取坐标。采用全站仪在浇筑完成的混凝土底板上精确密集布设关键控制点b、d，作为侧墙喷射混凝土控制的基准点。在侧墙的建筑模型中使用侧模板41(见图8和图15)将相邻的相对测量控制截面的框架连接起来。如图8和图15所示，侧模板41采用12mm厚的板材。每个相对测量控制截面处设置斜角木方42对于侧模板41的设置的倾斜角度可以给出一个限定，但是要使得侧模板41在设置以后绑扎钢筋的过程中能够很好地维持位置不动就有不足。为了使得侧模板能够稳定不动，还应该设置固定支撑结构。侧模板41与底板的固定方式具体是：在各个相对测量控制截面处，在侧模板41的外面以设定间距设置斜角木方42，斜角木方42固定在水平木方31上。斜角木方42的断面为直角三角形，其斜边朝内，支撑在侧模板41的外表面上，该斜边的倾斜角度即为侧墙的倾角。沿着滑水道的延伸长度方向，两个相对的侧模板41之间通过若干固定侧模的对拉螺栓43定位。在水平木方31上还固设斜向短木方44，该斜向短木方44的一端支撑在侧模板41上，其支撑位置在斜角木方42支撑点的上方；斜向短木方44的另一端固定在水平木方31上。为了便于拆卸，斜向短木方支撑在水平木方31上，为了防止斜向短木方44位移，在水平木方31上固定防滑木块45，其抵住斜向短木方44的下端。如图14和图15所示，在相对测量控制截面之间，在侧模板41的外侧面上设置木方背楞46，该木方背楞46为50×100mm截面的方木。每个木方背楞46都通过一根支撑钢管461支撑固定。支撑钢管461为Φ48mm的圆钢管。该支撑钢管的一端与木方背楞46支固，另一端与基础筏板1固连。具体的固连结构见图15a和图15c。如图15a所示，在支撑钢管461的上端可转动地固定一螺母4611，在该螺母上螺接一顶丝4612，在顶丝4612上固定一槽形钢托板4613，在钢托板4613的槽中嵌设一支撑钢管4614，支撑钢管4614的侧壁抵靠在木方背楞46上。支撑钢管4614沿着侧模板41在滑水道的长度方向上延伸，为一个弯曲的钢管。支撑钢管461的上端的顶丝4612也可以直接抵在木方背楞46上，但是，通过一支撑钢管4616抵顶木方背楞46，具有更好的作用，可以使得多个木方背楞46一体地被支撑固定，使得侧模板的整体性高，在浇注中更加稳定，从而使得浇注出的槽侧壁精度更高。如图15c所示，支撑钢管461的下端与筏板基础1的固定结构是，在筏板基础1上固定Φ18mm的钢筋12，该钢筋12的内侧设置一截面为50×100mm的木方121，支撑钢管461的下端抵在木方121上固定。这样的固定结构的优点是，支撑钢管得到稳定的固定，而在拆除时候非常容易。木方背楞46的下端与侧模板41的连接结构如图15b所示，一根Φ14mm的钢筋46a将侧模板4、木方背楞46以及其间夹设的一厚度为12mm的小木块46b穿设在一起，在木方背楞46的外面的钢筋46a的端头套设一槽形钢托板46c，在钢托板的槽中平行地设置两根Φ18mm的钢筋46d，两根钢筋46d均与木方背楞46相抵触。钢筋46a的外端套设固定螺纹套筒，一螺母46e旋入螺纹套筒，以使得槽形钢托板46c定位固定。在侧模板4支撑完毕后，在各个相对测量控制截面处，根据图4所示的线段hj、ik的长度，在模板上标记出h点和i点作为滑水道侧墙外侧面的顶点。并且复查模板尺寸，以保证水道横截面尺寸及侧墙厚度和内表面位置。然后就是绑扎钢筋，为保证滑水道水槽侧墙两个侧墙板钢筋的位置准确，尽量减少其插筋悬空段的长度，通过绑扎水平定位钢筋使得成排锚筋就位准确。水平钢筋及竖向钢筋搭接部位，采取分离式搭接，即相互搭接的水平钢筋不接触，相互间距为50mm。以保证喷射混凝土不被阻挡。在模板支撑完毕后，在控制截面处，根据图4所示的线段hj、ik的长度，在模板上标记出h点和i点作为滑水道侧墙外侧面的顶点。在侧墙模型框架中绑扎钢筋时，要注意：(1)为保证滑水道水槽侧墙两个侧墙板钢筋的位置准确，尽量减少其插筋悬空段的长度，通过绑扎水平定位钢筋使得成排锚筋就位准确。(2)水平钢筋及竖向钢筋搭接部位，采取分离式搭接，即相互搭接的水平钢筋不接触，相互间距为50mm，以保证喷射混凝土不被阻挡。在浇注之前，同样还要做一件事，就是为喷射混凝土的厚度精确而在模型框架上采取厚度检测措施。滑水道侧墙浇注混凝土厚度控制方法是：根据标记在滑水道底板上的b、d点永久标记，同时在控制截面之间的部分，根据滑水道截面尺寸和侧墙钢筋保护层厚度，对已有的控制点进行加密，密集设置控制点(约0.25m、0.5m进行设置)模拟滑道曲线，作为侧墙施工的控制基准点。侧墙内表面控制：为较好地控制喷射厚度，在每条控制线上等间距密集设置厚度标杆(根据中心线弧度，约0.25m、0.5m进行设置)，过程中及时测量喷射厚度，纠正偏差。喷射完毕后，用刮杠取得基本面的一致，将预弯曲控制杆剪掉留出保护层，用刮下的砂浆将小孔填满。再进行找平、压光处理。厚度标杆及预弯曲控制杆如图16所示。具体地，为较好地控制滑水道侧壁混凝土喷射厚度，在每个相对测量控制截面的朝向槽内的高度上的中心线位置设置一个侧壁厚度检测标杆47，该厚度检测标杆固定在钢筋上，其外端的位置就是该处槽侧壁的表面。所述厚度检测标杆的设置方式可以是：采用设置定位螺杆的方式控制喷射厚度。具体做法是：在侧墙主筋处点焊上一个螺丝母，用一定长度的螺丝杆拧入螺丝母，控制螺杆头处的位置为滑道侧墙内壁厚度控制点处，侧墙的厚度为150mm或者是250mm。所述厚度检测标杆的设置方式还可以是：在建筑模型绑扎的钢筋上设置预弯曲控制杆，该预弯曲控制杆钩挂固定在例如主钢筋上，其端头处的位置即为异形混凝土实体该处的外表面的控制点，在喷射构筑的混凝土结构抹平之后，剪下该预弯曲控制杆，且把留下的孔填实抹平。多个相对测量控制截面上的厚度检测标杆形成一条横向厚度控制线a。在该横向厚度控制线a上，最好等间距更密集地多设置一些厚度检测标杆，例如，相对测量控制截面相距1m，而厚度检测标杆可以上间距约0.25m或0.5m进行设置，以便在喷射混凝土过程中及时测量喷射厚度，纠正偏差，如图6a和图16所示。在侧壁上对应每个相对测量控制截面的竖线上，也可以设置几个厚度检测标杆，使得该竖线也成为竖向厚度控制线b，在竖向厚度控制线b上，厚度检测标杆的间距可以是0.5m，如图16所示。对于侧壁采用喷射混凝土工艺。在浇注了底板且底板成型后，再进行侧墙的模型框架的构建和对于侧墙的混凝土喷射。对侧壁进行湿式喷射混凝土的工序。本方法的步骤2是准备对于滑水道侧墙实施湿式喷射所用的混凝土物料配料。干混合，干混合物料的配方如下表1：表1：混凝土干混料配方其中：水泥选择硅酸盐水泥。水泥强度等级为42.5。细骨料采用中粗砂，其中沙粒颗粒的最大粒径小于30mm，且其中小于20mm的颗粒含量不少于85％。尽可能选用坚硬耐久性好的中粗砂。为了保证混凝土的质量，以及减少施工中的粉尘和喷射混凝土的硬化收缩，中粗砂的细度模数不宜小于2.5。粗骨料采用卵石或碎石，也尽量选用坚硬耐久性好的。粗骨料的粒径为直径在6毫米到12毫米之间，不得大于12mm优选在5-10mm之间，连续级配。不得使用含有活性二氧化硅石材制成的粗骨料。粗骨料的级配通过表2中给出了两种粗骨料级配，本发明的混凝土中必须使用优等的级配，只有这样，才能够方便湿式喷射混凝土，并得到Z35-37.5的强度，满足滑水道的设计要求。如果使用良等的级配，混凝土结构的强度只能达到Z32.5的强度。另外，喷射效果也不好。表2粗骨料通过各筛径的累积重量百分率(％)筛网孔径0.150.30.61.23.55.010.012.0优5～710～1517～2223～3135～4350～6073～82100良4～85～2213～3118～4126～5440～7062～90100细骨料和粗骨料要清洗干净再使用。水灰比为0.5；着色剂为彩色强化粉或混凝土颜料(博曼特Bomanite牌)；纤维品牌为CTA-BY30，PP纤维；抗渗剂品牌为格蕾丝(Grace)，M5抗渗结晶。喷射混凝土拌合用水为饮用水。拌合用水不得采用污水、pH值小于4的酸性水、硫酸盐按SO42-含量计大于水重1％的水和海水等。本发明中用于湿式喷射混凝土的塌落度在80～120mm。在进行步骤3向侧墙上喷射混凝土之前，用搅拌好的混凝土灌入模板底部及边角处，然后用小型振捣棒进行振捣至混凝土密实，随后再进行正式的喷射作业。然后就是实施本发明的步骤3。在步骤3中，射混凝土设备通常包括：喷射泵、空气压缩机、搅拌机、喷嘴和软管。采用搅拌机、喷射泵和空气压缩机联合作业。所使用的喷射泵的性能参数见表3：表3：喷射泵性能参数及喷射使用参数混凝土喷射机生产能力6m3/h；喷射泵的工作压力为8.08-10.5兆帕，喷口工作压力0.15-0.4Mpa，空压机的供风量为12-15立方米/分钟。喷射混凝土的喷口工作压力0.15-0.4Mpa。如果喷射压力过小，不能将混凝土均匀地喷射到侧壁模板框架上，另外，很可能使得混凝土中的骨料不能再模板框架上分布均匀，使得骨料的级配不能充分发挥其作用。在步骤3中，喷射作业时，保持喷头与受喷面基本垂直，遇到钢筋时倾斜喷嘴角度以保证钢筋后面不出现空鼓。喷头与喷射面的距离保持在0.8-1.0m。喷头喷射时，保持喷头与受喷面基本垂直，将喷头做圆形或椭圆形移动，其尺度控制为横向40-60cm，高15-20cm。以滑水道伸缩缝之间的一段侧墙作为一个作业段，长约15米，高约为1.65米，厚度为250mm。侧墙的厚度为150-300mm，采用一次喷射，依据自下而上的顺序进行侧墙墙体的喷射，每段高度15-20cm。在步骤4中，当喷射作业达到一定面积后，用长刮尺刮平，并迅速修补平整、压光，该设定面积可以上沿滑水道侧壁5米或者10米的一段的面积。混凝土修补工作是保证喷射混凝土平整度的不可缺少的一个环节，缺角、凹陷的地方补平，凸出部分以刮尺刮平。对于混凝土厚度的控制的做法是：侧墙的喷射作业时，混凝土的总厚度控制在略超出厚度检测标杆即定位螺杆的尺寸，此时用刮刀将厚度检测标杆定位基线外多余的材料刮掉，取得基本一致的断面，露出定位螺杆的端头，此时，现场测量人员应再对定位螺杆的端头进行定位测量，纠正偏差，不够的地方进行补喷，高出的地方用刮杠刮平，然后再将定位螺杆取出，用刮下的砂浆将取下定位螺杆留下的小孔填满。然后，人工收光进行找平、压光处理。在步骤5中的养护中，养护时间不少于14天。养护的主要内容要是保证混凝土结构表面的湿润，作业面完成后，及时淋水养护，养护以保持表面湿润为度，防止出现裂纹及空鼓现象，例如可采取每天喷水两遍和/或喷水后覆盖塑料薄膜保水养护。在进行下一施工段施工前，应先用竹胶板或厚型帆布将与待喷面相邻不小于3m范围内的完成面作保护处理，防止喷射物污染、破坏已完成面。在步骤5中，喷射浇注构建实体混凝土结构后的第三天，在结构表面喷涂密封胶，该密封胶优选为渗透性密封剂或密封胶，例如博曼特(Bomanite)牌渗透性密封胶。在本方法中，还包括一个步骤，即对于喷射混凝土侧墙进行强度检测。其方法是：对于滑水道的侧墙实施湿式喷射混凝土的同时，采用同一混凝土原料，制作试块，该试块喷射混凝土时，与所述侧墙的倾斜角度相同，喷射厚度相同，然后进行抹平，进行与侧墙同样的养护。之后，检测侧墙的强度，首先，对于试块取样进行强度检测，然后对于侧墙进行非破坏性强度检测。如果强度检测未达标，则需要将构建的侧墙拆毁重建。喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法(1)标准试块采用的原材料、配合比、喷射条件均与实际工程相同。标准试块从现场喷射的混凝土板件中切割或钻取成形。(2)大板切割法的模具尺寸为450mm×350mm×120mm(长×宽×高)；钻芯取样法的模具尺寸为500mm×400mm×120mm(长×宽×高)；高度方向的一面敞开为喷筑面。(3)试块制作与加工的步骤如下：a.在喷射作业现场，将模具喷筑面朝下倾斜，与水平面夹角约80°，置于墙角。b.先在模具外试喷，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷射混凝土。c.将喷射满混凝土的模具移至安全可靠的地方，用三角抹具刮平混凝土表面。d.将混凝土大板移到试验室，一昼夜后脱模。在标准条件下养护7d且混凝土强度等级达到C10以上时进行切割或钻取。采取大板切割法时，用切割机去掉周边和上表面(底面可不切割)后，加工成边长为100mm的立方体试块。立方体试块的允许偏差：边长不大于±1mm，直角不大于2°。采取钻芯法时，用取芯机钻取Φ100mm的芯样，将芯样端面切割并磨平，端面不平整度为每100mm长度不大于0.05mm，垂直度不大于2°。e.继续在标准条件下养护至28d龄期，然后进行抗压强度试验。具体地，滑水道实体侧墙喷射混凝土施工完成后第7天，在一侧墙随机取芯4组，观察其完整性(Integrity)，检测其抗压强度(CompressiveStress)。在喷射混凝土施工完成后第28天，在另一侧墙随机取芯4组，观察其完整性，检测其抗压强度，抗压强度检测结果达到C35混凝土强度等级；同时检测抗渗等级，抗渗等级达到业主P6等级抗渗要求。当前第1页1 2 3