基坑支護(hù)中噴射混凝土的技術(shù)要點(diǎn)

基坑支護(hù)中噴射混凝土的技術(shù)要點(diǎn)【摘要】噴射混凝土是一種由水泥、骨料（砂和小石）、水和其他摻和料組成，采用噴射方法施工的混凝土。本文根據(jù)筆者多年的工程實(shí)踐，對(duì)噴射混凝土的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討。【關(guān)鍵詞】混凝土噴射水泥施工噴射混凝土是使用混凝土噴射機(jī)，利用空氣壓縮，將由水泥、骨料、水和其他摻合料組成的混凝土噴射到受噴面上，從而迅速凝結(jié)硬化形成具有一定強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土相比，具有及時(shí)、早強(qiáng)、靈活和緊貼圍巖的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在施工中，要正確認(rèn)識(shí)噴射混凝土的支護(hù)作用，同時(shí)正確選擇噴射材料、噴射配合比以及噴射方式，才能保證噴射結(jié)構(gòu)的安全。本文根據(jù)作者多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)噴射混凝土的施工進(jìn)行了探討。一、對(duì)原材料的要求1、拌和用水噴射混凝土所用的水源與普通混凝土相同，多用飲用水作為拌合水，水質(zhì)應(yīng)該符合國(guó)家《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，不得使用PH值小于4的酸性水，同時(shí)保證水中不應(yīng)有影響水泥正常凝結(jié)核硬化的雜質(zhì)。2、水泥為了保證加入速凝劑后與水泥的相容性，應(yīng)該優(yōu)先選用不低于R32.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，也可采用礦渣水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，保證水泥具有良好的抗?jié)B性和耐久性。為了保證水泥在使用過(guò)程中滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，必須在使用前進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)。同時(shí)材料管理員應(yīng)該做好水泥的保護(hù)措施，防止水泥在儲(chǔ)存過(guò)程中出現(xiàn)受潮和結(jié)塊現(xiàn)象，在進(jìn)行材料發(fā)放時(shí)也要保證每次發(fā)放同一批次、同一規(guī)格的水泥。3、骨料粗骨料應(yīng)該選擇堅(jiān)硬耐久性比較好的碎石或卵石，其粒徑不得大于16mm，且級(jí)配合理，保證水泥與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度；噴射混凝土中需要摻入速凝劑時(shí)，不得使用含有二氧化硅的石材作為粗骨料，以免堿骨料反應(yīng)使噴射混凝土開裂破壞；細(xì)骨料應(yīng)選用堅(jiān)硬的中砂或粗砂，并控制細(xì)度模量和含水率，保證合理的骨料選擇提高混凝土的強(qiáng)度。4、活性摻和料水泥發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)凝結(jié)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，在混凝土硬化過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)水泥中的Ca0與空隙中的水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈣，造成體積膨脹，產(chǎn)生裂縫，對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，可以在混合料中添加活性摻合料，混凝土中的活性摻合料可以與水泥水化物產(chǎn)生二次反應(yīng)，生產(chǎn)水硅酸鈣和含水鋁酸鈣，這兩種產(chǎn)物可以提高噴射混凝土的強(qiáng)度和致密度，并且提高了其抗凍性、抗?jié)B性等性能。5、外加劑外加添加劑可以降低施工用水量、降低回彈率，保證噴射混凝土能夠早強(qiáng)、早凝，提高施工速度，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。用于噴射混凝土的外加劑有速凝劑、引氣劑、減水劑和增粘劑等，一般常用的有速凝劑，保證所選用的速凝劑不會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度及圍巖的粘結(jié)力不會(huì)有很大的影響；對(duì)混凝土、鋼材無(wú)腐蝕作用；吸濕性差、易于保存、不污染環(huán)境，對(duì)人體無(wú)害。在添加速凝劑之前，必須做速凝效果試驗(yàn)，要求初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min，終凝時(shí)間不大于10min。添加速凝劑的噴射混凝土后期強(qiáng)度往往偏低，與不添加相比，后期損失可達(dá)30%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，一般普通硅酸鹽水泥的最佳摻量為2.5%-4%，若摻量超過(guò)了4%，凝結(jié)時(shí)間往往會(huì)增長(zhǎng)，強(qiáng)度會(huì)降低，這是因?yàn)樗倌齽╇m然加速了噴射混凝土的凝結(jié)速度，也阻止了在水泥中的均勻擴(kuò)散，使部分水包裹在凝結(jié)的水泥中，硬化后形成氣孔，另一部分水泥因而得不到充足的水分而干縮，產(chǎn)生裂縫。二、質(zhì)量控制要點(diǎn)1、干料的拌制噴層的質(zhì)量與攪拌的是否均勻有很大關(guān)系，采用自落式攪拌機(jī)攪拌的時(shí)間不得少于150s，如果沒(méi)有攪拌設(shè)備，人工攪拌至少要攪拌三次以上。為了減少粉塵，骨料的平均含水率可以控制在5%左右。為了保證攪拌后的效果，應(yīng)該隨伴隨用，摻有速凝劑的拌合料靜置時(shí)間不得超過(guò)15min。2、送風(fēng)送料噴射工作應(yīng)先開風(fēng)，再開機(jī)，保證噴射出來(lái)的水和高壓風(fēng)呈霧狀，噴射機(jī)工作正常后進(jìn)行投料噴射，噴射過(guò)程中應(yīng)該供料連續(xù)，存料充足，及時(shí)清理積料，保證噴射效果，結(jié)束時(shí)先停機(jī)，再關(guān)風(fēng)。3、混凝土的噴射在混凝土的噴射過(guò)程中要做到分段、分片進(jìn)行，在噴射初期要盡早進(jìn)行噴錨，并在量測(cè)指導(dǎo)下進(jìn)行復(fù)噴，按照“勤量測(cè)”的基本原則進(jìn)行，以保證噴射混凝土的復(fù)噴適時(shí)有效。按照先墻后拱、自下而上的順序進(jìn)行噴射，噴射料束環(huán)形順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一圈壓半圈的進(jìn)行移動(dòng)，行間搭接2-3cm。每次噴射的厚度保證在5cm左右，并用探針?lè)ㄟM(jìn)行控制，保證噴射的厚度不會(huì)太厚或太薄，噴射厚度主要與噴射混凝土層與受噴面之間的粘結(jié)力和受噴部位有關(guān)。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行分層噴射時(shí)，噴射厚度一般分為2-3層，且保證噴射的時(shí)間間隔，一般保證在混凝土終凝完成后，再進(jìn)行第二次噴射；當(dāng)兩次噴射的時(shí)間間隔較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該將混凝土表面清洗干凈，然后進(jìn)行噴射，復(fù)噴做墻面或拱面的找平工作，不得出現(xiàn)凹陷處。4、噴射風(fēng)壓噴射風(fēng)壓直接影響到混凝土噴射的質(zhì)量，同時(shí)影響到回彈率、噴射強(qiáng)度等指標(biāo)。因此，在進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)時(shí)，要保證風(fēng)壓穩(wěn)定，如果壓力合適，會(huì)使物料在管內(nèi)暢通無(wú)阻，這樣，不但噴射混凝土的質(zhì)量好、回彈量小、風(fēng)塵少，并且能夠增加一次噴射的厚度；如果風(fēng)壓過(guò)大，會(huì)造成噴射速度過(guò)快，加大骨料的反彈，從而增大回彈量；如果風(fēng)壓過(guò)小，會(huì)使噴射力減弱，造成混凝土密實(shí)性較差，甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。根據(jù)試驗(yàn)應(yīng)將工作風(fēng)壓控制在：工作風(fēng)壓=0.1100013×輸料管長(zhǎng)度（m）MPa。5、噴射水壓協(xié)調(diào)好噴射水壓和輸料風(fēng)壓之間的關(guān)系，如果噴射水壓低于輸料風(fēng)壓，則會(huì)發(fā)生水環(huán)、眼孔堵塞，造成部分水流不經(jīng)由水眼而直接進(jìn)入噴嘴同拌合料進(jìn)行混合，影響噴射混凝土的質(zhì)量，所以一般噴射水壓要高于輸料風(fēng)壓?？紤]到設(shè)備的原因，一般噴射水壓為0.30MPa，與分壓之比為1.50-1.67。6、水灰比水灰比會(huì)影響到噴射混凝土的強(qiáng)度、耐久性、水密性、抵抗開裂性、保護(hù)鋼材性能等，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，單位水量越小，相對(duì)水泥、速凝劑用量越小，從而成本最低，同時(shí)混凝土的開裂也相對(duì)減少。一般水灰比宜為0.4-0.5，如果水灰比過(guò)小，會(huì)產(chǎn)生粉塵，回彈量大，粘結(jié)力低，噴層會(huì)產(chǎn)生干斑等現(xiàn)象；如果水灰比過(guò)大，強(qiáng)度低、速凝效果差、噴層流淌、滑移、坍落等質(zhì)量問(wèn)題。7、噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)是噴射混凝土施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是保證水泥能夠充分水化，強(qiáng)度均勻增長(zhǎng)，減少或防止混凝土的收縮開裂，最終保證噴射混凝土的質(zhì)量。在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度隨齡期的延長(zhǎng)而增大，主要原因是由于膠凝材料不斷發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，由于噴射混凝土周圍的空氣比較干燥，加上混凝土的水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較高，將使混凝土表面上的水分很快的就蒸發(fā)掉，進(jìn)而引起混凝土中的水分由于毛細(xì)作用而逐漸減少，影響混凝土的凝結(jié)效果，在終凝后容易產(chǎn)生裂縫。因此，要做好