干法喷射混凝土在高边坡框格梁施工中的应用
摘 要：目前采用的框格梁混凝土施工方法，受高边坡的现场施工条件限制，现浇混凝土存在多次运输、振捣不到位、跑浆、胀模等严重影响框格梁施工质量，同时存在材料浪费、劳动力成本过高等问题。干法喷射混凝土在高陡边坡的施工中得以解决很多难题，是更加科学合理、高效经济的高边坡框格梁混凝土浇筑方法。
关键词：干法喷射;混凝土;框格梁
中图分类号：U416.14 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0116-02
0 引言
高边坡由于地质条件复杂，开挖后发生变形和造成灾害的事故频发，既增加工程投资，又延误工期，还给安全留下隐患。高边坡的加固常采用预应力锚杆框格梁的工程措施进行加固，该措施是将预应力锚杆和平面框架结合在一起，形成一种新型的受力体系，平时这两种构件也可单独使用。目前，锚杆框格梁混凝土的浇筑多采用常规的现浇法，混凝土运输多采用泵送法、导轨提升法或索道溜索法，混凝土经过多道工序转运后，常常造成离析，加之振捣时受钢筋影响存在振不到位的现象，严重影响了混凝土质量，从而对锚杆框格梁加固高边坡留下安全隐患。在G22青兰高速会宁段的桥梁下部水毁修复工程中，K1721+794蒲家岔桥的高边坡防护，我们采用了干法喷射混凝土代替常规的现浇混凝土框格梁混凝土浇筑，有效解决了高边坡锚杆框格梁混凝土运输困难、振捣不到位、胀（跑）模等关键工序和施工技术难点，同时有效降低了锚杆框格梁混凝土工程造价、缩短施工工期，使得高边坡锚杆框格梁混凝土浇筑质量保证。
1 锚杆框格梁混凝土浇筑的方法
1.1 现浇法
锚杆框格梁混凝土浇筑，目前主要采用现浇法，其工艺是先施工锚索，后搭设爬坡脚手架、刻槽、绑扎钢筋笼、支模、浇筑混凝土。根据边坡高度不同，混凝土运输形式有低（中）边坡的运送方法，如混凝土泵泵送法、吊机起吊法、导轨提升法;高（超高）边坡的运送方法，如索道溜索法。
（1）优点是：1）工艺适应性强，可满足各类边坡施工要求;2）由于坡面搭设了爬坡脚手架，坡面施工人员安全得到保障。
（2）缺点是：1）模板加固要求高，易出现胀模、跑模现象;2）受坡面凹凸不平的影响，在混凝土浇筑振捣时，经常会出现混凝土跑浆现象;3）振动棒在振捣过程中易受钢筋笼的影响，会导致混凝土在振捣过程中出现不密实的现象;4）在浇筑框格梁的竖梁时，竖梁的模板不能连续闭合，导致只能分段浇筑混凝土;5）采用导轨提升法和索道溜索法输送混凝土时，需要转运多次，特别容易产生离析现象，严重影响混凝土浇筑质量;6）框架梁混凝土实际造价高，劳动效率低。
1.2 喷射混凝土
喷射混凝土是将根据配合比提前拌制的混凝土混合物利用压缩空气或其他动力沿管路输送至喷头处，再以较高的速度垂直喷射在受喷面上。在喷射过程中，水泥与骨料之间会连续撞击，形成一种密实的混凝土。按照施工工艺的不同，可将喷射混凝土可分为湿法喷射混凝土、干法喷射混凝土和水泥裹砂喷射混凝土，湿法喷射混凝土和干法喷射混凝土是目前较为常用的两种施工工艺。
（1）湿法喷射混凝土。湿法喷射混凝土是现场拌和混凝土，随用随拌，混凝土无浪费;只需两面支模，模板不需加强加固;混凝土省略了振捣工序，混凝土无胀模、漏浆现象，对木工技能水平要求较低，使用劳动力较少。对坡面平整度要求低，对场地适应性较强，粉尘污染小，施工工艺安全性较高。但要求较为宽阔的场地现场拌和混凝土，对喷射机械质量要求较高，一次投入成本很大;施工中经常发生堵管，实际适用性很差，仅个别国家使用过。
（2）干法喷射混凝土。在混凝土的施工工艺中，干法喷射混凝土是一种比较特殊的方法，此方法采用提前根据一定配合比拌好的干拌合料，通过水泵在喷嘴处加入大部分拌合水，由操作手通过喷嘴处的阀门来控制拌合水量的大小，再借助压缩空气将喷嘴处的拌合料和水以60～80m/s的速度喷射在受喷面上。在喷射过程中，无须振捣，凭借水泥和各种骨料之间的相互连续撞击，形成密实的的混凝土结构。
该法对拌合料浪费小、随用随拌，且不易堵管，设备简单轻便，易维修，对工人技能要求不高，综合造价低于湿法喷射混凝土，但施工过程中喷射机处的风尘较大，对周围环境会造成一定影响。
2 干法喷射混凝土施工技术
高边坡预应力锚杆框格梁干法喷射混凝土施工中，混凝土喷射在搭设工作平台、刻槽、钢筋制安、支模等工作完成后进行，浇筑部位为框架冠梁、横梁和竖肋，浇筑时每片框架梁之间预留伸缩缝，以减少温度应力产生的破坏，同时防止梁体位移过大破坏框架整体性。
2.1 喷射前工作准备
（1）放线。根据实际地形和設计要求，人工在现场进行仔细的核对设计数据，根据设计数据进行现场放线，将设计上的数据反应到实际地形上，用木桩将设计点进行标记。
（2）刷坡。根据放线的位置，用人工配合挖掘机将原地形刷成平整坡面，一般要求坡面不能大于1：0.5，坡面与坡面之间留有不小于1.5m的平台。
（3）搭设工作平台。工作平台由爬坡脚手架和施工平台脚手架组成。爬坡脚手架即为沿坡面搭设的单排满堂架，主要起支撑作用;施工平台脚手架根据需要搭设3～4层，施工平台宽度不宜小于2m，并在平台上铺设竹胶板或木板，平台外侧应设置安全网，在危险地段、中心受力区和坡面起伏较大的地方应适当的增加受力杆。
（4）刻槽。刻槽（硬岩无此工序）前用根据放线结果，用细线标出框格梁的轮廓尺寸，然后人工细心刻出，刻槽的深度要超过设计要求10—20mm，并用水泥砂浆抹平。
（5）钢筋制安。钢筋的制安工作应符合相关技术要求，首先保证钢筋表面无裂纹、无污染、无片状或颗粒状的老锈，应平直、无损伤。钢筋的接头端应该设置在受力较小处，在同一纵向的受力钢筋不宜设置两个或两个以上的接头，当受力钢筋必须采用焊接接头或连接接头时，在同一个构件内的接头宜相互错开，钢筋接头的末端至钢筋弯曲的起点距离不宜小于钢筋直径的10倍。纵向受力钢筋焊接接头及连接接头在连接区段的长度不宜小于500mm。在同一个连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求。
（6）支模。干法喷射混凝土的施工工艺对支模的要求不高，可选用普通的木板或竹胶板作为模板。横梁只需支上下面的模板，竖梁只需支左右面的模板。模板的固定只需木条简易连接，施工中不需振捣，且不会出现胀模现象。
高边坡框架梁的施工一般根据设计要求，尺寸比较固定，所以可提前制作模板，再在坡面上固定即可;干法喷射混凝土早期强度高，气温±20°C时，8小时后可以拆模，大大提高了模板周转率，同时由于水灰比較小，克服了现浇混凝土易发生胀模现象的问题。
2.2 干法喷射混凝土施工
干法喷射混凝土采用干拌合料，喷射混凝土的水灰比，取决于喷射物要求的稠度，它与水泥净浆标准稠度用水量、砂率、砂的粒径、细粉掺料及外加剂的种类与掺量等有关。
（1）拌合料搅拌。干式喷射混凝土的原材料有水泥、粗骨料、细骨料、外加剂、水等。水泥采用强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥;粗骨料采用坚硬耐久的碎石，石子粒径不宜大于16mm，且宜采用连续级配，含泥量不能大于1%;细骨料应采用坚硬耐久的中砂和粗砂，细度模数应大于2.5，含泥量不应大于3%;外加剂的使用应根据具体的要求和试验来确定;水质应满足工程用水的相关标准。然后对原材料进行质量检查检验，根据试验数据来确定砂石含水率，提出施工配合比。再将除水以外的原材料按照确定的配合比加入搅拌机，搅拌时间不宜少于一分钟，且宜随用随拌，不宜存放时间过长。
（2）混凝土喷射。1）粉尘控制。干法喷射混凝土施工时，为了控制施工时的粉尘，宜采用“两头雾化、中间拌合”的方法，即喷射施工时先打开喷射机的空气阀、再打开喷枪的水阀开关，待喷枪的喷嘴处形成雾化时，再打开上料口进行输送拌合料;停止施工时，先关闭上料口开关，待喷管内的拌合料全部喷完后，再关水阀和气阀，从而使有效降低喷嘴处的粉尘。2）上料。干法喷射混凝土施工时采用人工上料，在喷射机上料口至少配备2名工作人员，一名作业人员根据现场指挥人员的指挥，连续均匀的向喷射机供料，另一名工作人员专门观察喷射机出料情况，严禁超量堵塞筛子。3）喷射。喷射混凝土作业获得成功与否的关键在于喷射手对喷枪的操作技艺。喷射施工时要注意喷枪与受喷面的距离和夹角，并且喷枪应随风压的波动不断调整位置。干法喷射施工时，拌合水的水量是由喷射手通过调节水阀来控制的。
2.3 混凝土喷射面处理
一道梁喷射施工完成后，为了框架美观，应将混凝土表面的毛面做提浆、整平、收面处理。
2.4 养护
干法喷射混凝土应在浇筑好后4h以内进行养护，防止其因干燥而龟裂，炎热或有风天气3h后就开始。养护日期一般为7～14天，在特别炎热干燥地区，还应加长浇水养护日期。养护方法可直接浇水或在混凝土基础上覆盖草袋稻草等，然后再浇水。
3 结语
干法喷射混凝土施工技术应用于高边坡框架梁施工中，解决了现浇混凝土在高边坡框架中难以实施的难题，为今后类似高边坡工程施工积累了宝贵经验，值得广泛推广应用。
参考文献
[1] 郑颖人，陈祖煜，王恭先，凌天清.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2] 徐显炼.浅淡预应力锚索框架在边坡防护中的应用[J].西部探矿工程，2006，18（3）：280-281.
[3] 李继业，刘福胜.新型混凝土实用技术手册[M].化学工业出版社，2005.
[4] 李中国，张玉芳.高陡预应力锚索框架在加固路堑边坡中的应用[J].铁道建筑，2005（5）：53-55.
[5] 原国家冶金工业局.锚杆喷射混凝土支护技术规范：GB50086- 2001[M].中国计划出版社，2001.
[6] 鲁鸿福，王丽梅.干法喷射混凝土技术在高边坡预应力锚索（杆）框架工程中的应用[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2016，43（5）：76-80.