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摘要:港口与航道工程中,混凝土结构的重要性突出,要求加强其配合比设计及施工控制。本文分别就上述两个方面内容展开分析,从材料选取、参数控制两个方面,论述港口与航道工程混凝土配合比设计,再从混凝土制备和运输、混凝土施工、振捣与养护、质量检测等方面,论述混凝土施工过程,服务后续具体工作。
关键词:港口与航道工程;混凝土配合比;混凝土制备;混凝土养护
前言:港口与航道工程,是指为新建或改建港口与航道和相关配套设施,进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作和工程实体。现代港口与航道工程对质量的要求更高,混凝土为核心建筑材料,有必要在现有基础上就混凝土配合比设计及施工方法进行探讨,从技术和方法角度为质量工作提供保障。
1 港口与航道工程混凝土配合比设计
1.1材料选取
材料选取,主要是指混凝土所需材料的选择,港口与航道工程中,混凝土用量极大,其基本构成材料包括水泥、集料和添加剂三个方面。水泥的选取,要求结合施工所需,理论上标号应在32.5级或以上,硅酸三钙的含量,应控制在6%到12%之间,无特殊需求,以普通水泥进行建设即可。如果建设方案中对水泥使用提出了特殊要求,使用矿渣水泥、硅酸盐水泥、火山灰质水泥等,应给予对应记录,考虑减水剂的应用[1]。如果建设区域为淡水环境,应减少碱含量,使其出于0.6%以下。集料方面,粗细骨料和掺和料需要有效进行配比,粗骨料可选取各类碎石和卵石,其抗屈服强度应达到混凝土强度的2.0倍,咸水(海水)环境下不可使用活性粗骨料。细骨料的选取应确保其平均粒径在5mm以下,粗砂可达到3.5mm左右,中等细骨料可达到2.5mm左右,细砂则在2.0mm上下,极细骨料可达到1.2mm左右。各类添加剂包括膨胀剂、早强剂、减水剂等,使用时主要考虑结合工程和建设需求,基本原则为,各类添加外的氯离子不得超过0.02%。
1.2参数控制
参数控制方面,要求重视碎石粒径和水泥用量的关系,水灰比、用水量等也均要求纳入参数控制范畴。碎石粒径和水泥用量方面,可参照表1确定:
表 1 碎石粒径和水泥用量
碎石粒径 | 2cm | 4cm | 6cm | 8cm |
水泥用量 | 200kg/m3 | 250kg/m3 | 300kg/m3 | 400kg/m3 |
混凝土强度参数的控制,主要强调以建设方案为基础,进行实验分析,大型工程中,混凝土试件应至少达到16个,分别考虑不同水灰比、不同骨料粒径在相同养护模式下的强度态势,之后以实验结果匹配建设方案要求,确定技术标准等具体参数。如建设方案要求混凝土强度达到18MPa以上,需要选取强度至少达到18MPa的试件,以其制备参数作为参考。水灰比的计算上,一般以1:0.5作为基础,根据建设区域特点进行分析,咸水环境下,水灰比参数应略大,淡水环境下的港口与航道工程,水灰比可略小,或通过减水剂进行控制。水灰比控制还应考虑坍落度影响,可选参数见表2:
表 2 坍落度对用水量的影响参考
坍落度 | 7cm以上 | 5-7cm | 3-4cm | 3cm以下 |
用水量 | 180kg/m3 | 170kg/m3 | 160kg/m3 | 150kg/m3 |
2 港口与航道工程混凝土施工
2.1混凝土制备和运输
混凝土的制备包括两种方式,如果建设区域面积较大、无风力破坏且施工组织设计合理,可直接根据工程建设需求进行现场制备;当建设区域面积较小、施工组织设计不当或自然条件不理想,存在强风环境,则应考虑混凝土的预制和运输。一般应在施工前1天就次日施工安排分析混凝土用量,做好技术交底,施工作业开始后,将预制的水泥运往施工现场。制备过程中,应重视按照默认参数进行加工,如果运输距离过长,可适当增加用水量5%左右。运输过程中,应避免混凝土暴露于日照环境下,温度维持在40-50摄氏度之间即可。此外,应考虑流动性需求,避免混凝土出现水分离、流动性下降等问题[2]。
2.2混凝土主体施工
进入主体部分施工,应强调工序的标准化,对施工区域进行标记,做好标高处理。如混凝土结构浇筑,应首先进行立模,完成模具建设后,检查混凝土流动性,预制、运输到达施工场地的混凝土,应进行必要的搅拌,使水灰重新恢复均匀搭配。根据施工场地大小,选取合适的作业设备,利用输送管道和机械设备进行浇筑,浇筑过程中控制速度,避免过快、过慢,单次浇筑一般应控制在30分钟之内,此外也应避免浇筑中断,存在特殊情况需要暂停施工,也应在10分钟内恢复,并对已经完成的部分进行遮盖。完成单次浇筑后,可使用预制模具进行保护,拆模时间不宜低于72h。港口与航道工程规模较大,浇筑工作难以在短时间内全部完成,可采用相向施工的模式,从工程两端同时向中央部分进行混凝土浇筑,同步进行监督和管理,保证工程质量。
2.3振捣、养护和检测
港口与航道工程中,混凝土浇筑强调工序标准化、有序性,完成浇筑后需要立即进行振捣,视港口工程规模、施工场地大小,选取合适的振捣技术,浇筑范围较大、施工时间较长,应选用机械振捣模式,完成浇筑的同时进行7-8s振捣作业,工程规模较大,可延长振捣时间为10-12s。对于施工规模较小的工程可采用机械振捣和人工振捣相结合的模式,以机械振捣为主,对于机械设备无法达到的角落,以人工进行辅助。养护作业方面,主要强调以洒水方式避免水泥水化热影响混凝土质量,导致中空和裂缝问题。如立模混凝土结构,完成支模后,一般以2-3h为间隔,进行一次洒水养护,要求充分浸润支模结构,实现混凝土内部外温度的均衡控制。拆模前应确保混凝土强度达标,一般硬化时间为12h的混凝土,拆模时间应在60h以上。
混凝土在港口与航道工程中应用广泛,要求在完成建设后进行质量分析,以保证其实用价值。除上文所述实验检测外,还可采用无损检测法进行混凝土结构的质量评估。可选取表面较为光滑的混凝土板,分别于混凝土板两侧放置超声发射设备和接收设备。如果接收设备所成的超声强度衰减图缺乏规律变化或强度过大,表明混凝土内部可能存在空隙、裂缝,质量不理想。如果超声强度衰减图呈现出规律衰减特点,且变化均匀,则表明混凝土内部质量无异常。
总结:综上,港口与航道工程混凝土配合比设计及施工直接影响作业质量,给予必要的管控可提升工作效果。从配合比设计上看,应重视材料选取、参数控制两方面工作。进入施工环节,强调混凝土制备和运输,以标准化流程进行施工、振捣和养护,最后还应给予必要检测,综合保证港口与航道工程混凝土部分质量。
参考文献:
[1]魏安翔,李勇.港口航道工程混凝土配合比设计研究[J].中国水运(下半月),2018,18(11):132+134.
[2]李娜,邵成豪,王海鸣.港口与航道工程混凝土配合比设计和施工研究[J].科技资讯,2017,15(18):108-109.
作者简介:郑子健(1992.02--);性别:男,籍贯:河北省东光人,学历:本科,毕业于哈尔滨工程大学;现有职称:助理工程师;研究方向:施工技术与管理。