叠袋砼护脚技术在河道堤防中的应用3

叠袋砼护脚技术在河道堤防中的应用所在部门：核工业井巷建设公司作者：尹恒摘要：叠袋砼护脚技术由于具有施工简单、效率高且可直接在水上或水下进行施工等特点，在国内外已得到了广泛的应用，其主要作用为防风浪、抗冲刷。叠袋砼护脚在国内堤防防护中应用已有较大发展，作为一种新技术、新工艺在本工程河道堤防中得到应用，采用叠袋砼护脚代替传统的浆砌石结构，不仅可以加快施工进度，减少施工期干扰，而且可以降低工程成本。关键词：叠袋砼方形聚丙烯吨包袋基槽1、工程情况概述浦江县浦阳江河道治理工程新宅桥至白麟溪段二标段工程位于金华市浦江县以南黄宅镇浦阳江新宅桥至白麟溪段，建设内容包括：加固浦阳江堤防干流堤防3.99km（其中左岸1.85km，右岸2.14km）；加固支流堤防2.43km（其中梅溪河道回水段加固堤防0.87km，厚大溪河道回水段加固堤防1.20km，白麟溪河道回水段加固堤防0.36km）；2、叠袋砼基本简介土工合成材料应用于工程是近二十年发展起来的一门新技术，七十年代末引进我国并研制使用。叠袋砼技术是在模袋砼技术的基础上改进的一种新的技术。叠袋砼采用90cm×90cm×90cm的方形聚丙烯吨包袋，袋内填装C15砼，每个袋内填充砼重量1.5～1.8t，砼装入袋中后吊装至护脚位置，将钢筋插在混凝土袋中，以此逐层错缝叠加。叠袋混凝土是通过人工装填把混凝土或水泥砂浆装入袋中，混凝土或水泥砂浆的厚度通过袋内吊筋袋、吊筋绳（聚合物如尼龙等）的长度来控制，混凝土或水泥砂浆固结后形成具有一定强度的立方体结构，能满足工程的需要。叠袋砼作为一种新工艺，可广泛用于江、河、湖、海的堤坝护脚、护岸、港湾、码头等防护工程。具有如下优点：（1）叠袋砼施工采用一次装填成型，施工简便、速度快；（2）叠袋砼能适应各种复杂地形，特别在深水护岸、护底等不需填筑围堰，可直接水下施工，所护坡面面积大、整体性强、稳定性好，使用寿命长；（3）叠袋砼具有一定的透水性，在混凝土或水泥砂浆灌入以后，多余的水分通过织物空隙渗出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土的凝固速度，增加混凝土的抗压强度。3、工程设计本工程施工河道全长2.14km，根据地址勘探揭示，河堤两岸是由呈松散形砂砾料及粘性土组成；一般高潮水位6m，低潮水位2m，最大潮差约4m。3.1方案比较根据施工河道区域的设计标准、地质、水文、施工条件等要求，对堤防护脚选用以下三种方案比较。第一种方案：灌砌石挡墙该方案采用灌砌石挡墙，设计迎水面坡比1：0.1，背水面坡比1：0.45，挡墙高度根据开挖底高程调整，顶宽0.5m，水下部分填筑砂包围堰施工。第二种方案：抛石护脚该方案采用抛石护脚，不需做围堰施工，施工工艺简单。由于现场地形条件限制，采取人工和机械相结合的抛石方案，每抛完一段人工进行护面整理。第三种方案：叠袋砼护脚该方案采用叠袋砼护脚，叠袋砼采用90cm×90cm×90cm的方形聚丙烯吨包袋，袋内填装C15砼，每个袋内填充砼重量1.5～1.8t，砼装入袋中后吊装至护脚位置，将钢筋插在混凝土袋中，以此逐层错缝叠加。根据开挖底高程调整叠加袋数，不需要做围堰施工。叠袋砼护脚大样图如下：①经济比较根据浙江省水利厅2010年编制的《浙江省水利水电建筑工程预算定额》和浙价费[2014]的材料价格编制两个方案的概算造价。如下表方案造价表方案项目灌砌石挡墙（护脚方案1）抛石护脚（护脚方案2）叠袋砼护脚（护脚方案3）工程概算造价（万元）435375360②施工工期、效率方面比较叠袋砼护脚可以水下施工，不需要修筑围堰和导流，采用人工机械相结合作业的施工模式，施工速度快、效率高、工期短，一个台班（10人1挖机）可埋放叠袋砼护脚180m³，人均每天约18m³；灌砌石挡墙施工速度慢，效率低，工期长，人均每天约6m³；抛石护脚采用人工和机械结合的作业模式，施工效率较快，但由于进场道路不顺，多个作业点需人工搬运石块，一方面降低了施工效率，另一方面存在较大的安全隐患。③运行管理方面比较叠袋砼护脚整体性好，抗风浪冲击力强，不需经常维修，节省维修费用；灌砌石挡墙造价高且缺少透水性，设计时要加设渗滤管；抛石护脚整体性差，抗风浪冲击力较差，易发生大量根石走失，基础下垫出险，需经常维修，维修费用高。3.2设计计算叠袋混凝土护脚设计包括叠袋选型和厚度确定两个方面①叠袋选型根据模袋的材料和加工工艺不同，可分为机制模袋和简易模袋两大类。根据本工程实际情况采用的为机制模袋中的方形聚丙烯吨包袋。特点：是一种柔性运输包装容器。具有防潮、防尘、耐辐射、牢固安全的优点，而且在结构上具有足够的强度。具有一定的透水性，便于吊装和装填。②厚度确定护脚地质为粘性土壤，设计叠袋层数为2层；护脚地质为砂砾料，设计叠袋层数为3～4层，具体根据实际地形及水力冲刷强度确定；吨包袋尺寸采用90cm×90cm×90cm。4、施工工艺、质量管理4.1施工工艺配合比是叠袋装填的关键，混凝土配合比设计要改变过去以强度要求设计的观念，应建立以混凝土耐久性要求设计的新观念，同时还要考虑骨料品种、粒性，以及施工队伍人员素质等要求。本次叠袋混凝土采用的是混凝土强度为C15.碎石粒径20～40mm，混凝土坍落度30～50mm，混凝土配合比1：2.76：4.52，水灰比0.62，为了降低水泥用量，提高混凝土的后期强度以及混凝土的耐久性，掺用了粉煤灰。叠袋混凝土设计间距80cm插设钢筋，构造叠袋的整体性，提高抗冲刷能力。叠袋混凝土护脚施工流程图如下测量放样↓基槽开挖↓混凝土装袋↓吊装叠袋↓插入钢筋↓土工布铺设↓压顶模板制作及浇筑4.2施工质量控制与监测①基槽底部标高:基槽开挖采取分段开挖，开挖长度100m左右，基槽底部标高允许偏差范围控制在（+20cm，-10cm）。②混凝土叠袋的装填厚度:在装填完后用卷尺测量其厚度，每袋厚度要求为855mm～972mm之间（设计值的-5%～+8%）。③相邻两叠袋的缝宽要求小于等于20mm④抽样检测混凝土抗压强度：按100m³一组（不足100m³也抽一组），在叠袋装填口随机抽取混凝土试料一次，装入提前准备好的小模袋中（与施工叠袋材质相同），吊装15～20min后成型一组抗压强度试件，标准养护，28d龄期抗压强度混凝土强度设计标号（C15）4.3施工中易出现的问题①叠袋在吊装过程中出现的拉线断裂其原因主要是两个方面：一是混凝土装填控制不及时，致使混凝土失去流动性；二是没有控制好混凝土的装填量，致使吨包袋内压力增大，拉线断裂。②厚度不足混凝土入袋时水分过多，经过2～3h后，水分排除造成厚度不足。③叠袋的收缩叠袋装填混凝土后，纵横方向均发生收缩，纵方向收缩约5%，横向收缩约8%。5、结语叠袋混凝土具有浇筑时柔性大，能适合水下不同的护脚，凝固后块体又能紧贴地面，整体性较好，同时又能在水下进行装填和吊装施工，可替代无法在水下施工的传统护脚技术，并且投资节省，施工效率高，施工技术简便，质量易于控制，是一项值得推广应用的新技术。