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自密实片石砼挡土墙施工工法

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2020年4月19日
文档仅供参考
自密实片石砼挡土墙施工工法
中交第一公路工程局有限公司
于凤伍 田世宽 刘得利 顾荣华 张强

1、前言
公路挡土墙作为一种支撑路基填土或山坡土体，防止填土或山体变形失稳的构造物，越来越多地应用于山区高速公路建设中。当前，公路片石混凝土挡土墙一般采用传统片石混凝土施工工艺，施工过程中需采取必要的温控措施，不但施工速度慢、工艺复杂，且工程造价高、质量难以保证。用自密实混凝土进行片石砼挡土墙施工，工艺简单、施工快捷、造价相对较低且质量易于保证。
2、工法特点
2.1、将高性能自密实混凝土应用于片石混凝土结构挡土墙，施工工艺简单、施工时间短，可快速成型。
2.2、水化热低，水化升温慢，不易产生温度裂缝，整体性好，利于保证施工质量。
2.3、无需振捣，有效避免了漏振、过振等人为因素造成的质量事故。
2.4、增加片石掺量，减少混凝土用量，大大降低工程造价，具有显著经济效益。
2.5、不需要振捣，可减少用电，有利于低碳和节能环保，社会效益显著。
2.6、减少人员、机械设备使用数量，提高劳动生产效率，从而降低施工成本。
3、适用范围
本工法适用于公路、水利水电、房建等建设工程片石砼挡土墙施工。
4、工艺原理
将满足一定粒径要求的片石、块石直接放入模板内，形成具有一定自然空隙的堆石体，然后在堆石体表面浇筑超流态自密实混凝土，依靠其自重流动，完全、均匀地填充堆石体空隙，自密实混凝土凝固后与片石形成完整、密实、低水化热的片石混凝土结构。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1、施工工艺流程 （图5.1）

墙身片石码放
安装泄水孔
墙身砼浇筑
模板拆除
砼养护
墙身立模加固
砼运输
测量放样
基槽开挖
地基承载力检测
基础立模加固
基础片石码放
基础砼浇筑
自密实砼拌制
下一层

图5.1 施工工艺流程图
5.2、自密实片石砼挡土墙施工操作要点
5.2.1、施工准备
1 认真审核施工设计图纸及相关地勘资料、结合现场实际地质情况确定防护方案是否可行，如有疑问及时与相关方取得联系，获取最终正式答复。
2 编制施工技术方案，明确施工技术要求，做好施工技术方案讲解及技术交底工作。
3 完成自密实混凝土配合比试配工作，并经过驻地试验室和中心试验室验证。
4 现场做好“三通一平”，确保设备就位平稳，人员上下安全。
5 做好片石、模板、PVC管等材料储备工作。
6 施工所需机械设备及时到位，确保设备完好、运行正常。
5.2.2、主要施工工序
1 施工放样
施工前需根据设计图纸，结合现场实际地形，准确放样出挡土墙基础平面位置，并做好标志，经监理工程师复核无误后，方可进行基坑开挖。
2 基坑开挖
采用人工配合机械形式进行基坑开挖，挖掘机开挖至距基底30cm左右位置后采用人工清理至设计标高，基底严格按要求设置相应反坡。
3 承载力检测
基坑开挖至设计标高后，邀请监理工程师一同对基底承载力进行检测，若不满足设计要求，采取相应措施进行处理。
4 模板安装
若基底为基岩层，则可直接进行基础模板安装，若为土层，则需先浇筑厚度不小于5cm的混凝土垫层，再进行基础模板安装。模板采用大块钢模，使用前模板与混凝土接触面均匀涂刷脱模剂，按照设计图纸拼装，确保安装牢靠，避免新浇筑混凝土的侧压力及施工中可能产生的各项荷载对模板造成损伤。
5 片石码放
片石抗压强度不小于40Mpa，最小粒径不小于15cm，片石材质要新鲜完整，质地坚硬无剥落层和裂纹，无裹泥现象。采用人工配合机械进行片石码放，模板附近的外圈片石，人工进行摆放，选用粒径较小的片石，且与模板净距不小于15cm，中部片石可随机堆放，不得刻意用小粒径片石填塞中部缝隙，确保片石间有一定的自然空隙。
6、自密实混凝土拌制
自密实混凝土必须由拌合站集中拌合，集料最大粒径不得超过20mm，严格按照试验确定的配合比进行拌制，确保混凝土具有良好的和易性、流动性，扩展度宜为660--755mm。
7、混凝土浇筑
采用泵送、溜槽等方式进行自密实混凝土浇筑，混凝土倾落高度不大于2m。
8、拆模
混凝土凝固且强度达到2.5Mpa以上，方可进行挡土墙模板拆除，拆模过程中不得损伤混凝土结构棱角。
9、养护
混凝土凝固后及时进行养护，养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，及时对混凝土暴露面进行覆盖洒水养护，并保持外露面持续湿润，养护时间不小于7天。
5.2.3、操作要点
1 自密实混凝土运至现场后需对其和易性和扩展度进行检查，符合要求方可进行使用，若不符合要求，立即上报试验相关人员进行处理，严禁现场私自加水。
2 自密实混凝土浇筑前，模板内的片石先洒水湿润，避免干燥的片石表面吸收混凝土水分，影响混凝土流动性，导致挡墙内混凝土不密实。
3 混凝土浇筑需连续进行，当因故间歇时，其间歇时间应小于混凝土的初凝时间或能重塑的时间；若间歇时间超过混凝土能重塑的时间，必须立即采取相应措施设置施工缝。
4 浇筑混凝土期间，设专人检查模板稳定情况，发现有松动、变形、移位时及时进行加固处理。
6、材料及设备
6.1、本工法采用的材料和设备机具见表5-1。
表5-1 设备机具表
名称
单位
型号
数量
备注
拌和机
套
JS1000
1

挖掘机
台
320型
1

吊车
台
25T
1

砼运输车
台
7m³
5

发电机
台
50KWA
1

钢模板
㎡
1.5×1.2m
250

片石
m³
粒径15～30cm
视挡墙数量而定

自密实混凝土
m³
C20
视挡墙数量而定

6.2、劳动力组织：
6.2.1、机械操作：8人；
6.2.2、模板安装：6人；
6.2.3、片石码放：5人；
6.2.4、 砼浇筑：3人；
6.2.5、 其它：3人；
7、质量控制
7.1、质量控制标准
本工法参考《公路工程质量检验评定标准 JFG F80/1- 》和《公路桥涵施工技术规范 JTJ 041- 》等质量标准。
表7-1 自密实片石砼挡土墙施工质量标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
混凝土强度（Mpa）
不小于设计
每一工作台班2组试件
2
平面位置（mm）
20
经纬仪：每20m检查5点
3
顶面高程（mm）
±20
水准仪：每20m检查2点
4
竖直度或坡度（%）
0.3
吊垂线：每20m检查4点
5
断面尺寸（mm）
不小于设计
尺量：每20m检查4个断面
6
底面高程（mm）
±30
水准仪：每20m检查2点
7
表面平整度（mm）
5
2m直尺：每20m检查3处，每处检查竖直和墙长两个方向

7.2、质量保证措施
7.2.1自密实混凝土拌制时严格按照理论配合比拌制，根据砂石材料含水率调整施工配合比。
7.2.2、水泥、外加剂、砂等原材料必须按相关规定进行检测，不合格的原材料严禁使用。
7.2.3、混泥土浇筑时应注意控制水平分层厚度，每次浇筑厚度不易大于1.2m。
7.2.4、地基承载力试验结果不小于设计值，坑底表面无松软岩土。
7.2.5、沉降缝整齐垂直，上下贯通，缝内填塞符合设计规定。
7.2.6、 泄水孔位置、孔距符合设计要求，泄水孔坡度向外，孔内通畅无堵塞现象。
7.2.7、 抓好立模支护关，控制好中线、水平、结构尺寸。
7.2.8、 机械操作手、电焊工等特种技术工人要持证上岗。
8、安全措施
8.1、施工安全规则要遵循《公路工程施工安全技术规程》、《机械电力设备安全技术操作规程》；参与施工的工作人员工作前严禁喝酒，并应有足够的睡眠。
8.2、施工作业人员必须正确佩戴安全帽、安全带等安全防护用品。
8.3、施工前对现场地下管道、电缆线等设施进行周密调查，防止施工时损坏，造成安全事故。
　　8.4、基坑应分段放坡开挖，施工过程中经常观察基坑壁或边坡稳定情况，若有异常，及时采取措施进行处理，避免塌方伤人。
　　8.5、用挖掘机、吊车等进行片石上料时，相关人员应撤离至模板外侧，以免被飞石砸伤。
　　8.6、搬运、码放片石时必须佩戴安全防护手套，以免被片石棱角划伤。
8.7、施工现场安全标识、标牌必须设置齐全，无关人员禁止进入施工现场。
9、环保措施
本工法执行《交通建设项目环境保护管理办法》等国家法规和管理办法。在施工过程中，尤应注意以下几点：
9.1、采用定量装车，避免土方装载过多造成遗撒。施工渣土及时清运到指定弃土场集中处理。
9.2、合理组织材料进场，减少现场材料的堆放量，已进场材料，应分类整齐堆放，施工过程中做到活完、料净、脚下清。
9.3、合理布置现场，最大限度地减少占用耕地，临时用地范围内的耕地采取措施进行复耕，其它裸露地表植草或种树进行绿化。
9.4、废机油、多余PVC管等废弃物不得随意丢弃，应集中堆放，统一处理，减少废物污染。

9.5、砂、碎石等运输车辆要覆盖，便道要经常洒水，控制飞尘，减少空气污染。
9.6、多维护机械设备以减少噪音，在靠近居民密集处还要限制夜间作业，减少施工噪音污染。
9.7、施工过程中，避免破坏农田排灌系统，发生矛盾时，应埋设临时水管、挖临时水渠，保证排灌、排水系统不间断，完工后及时清理恢复。
10、效益分析
10.1、用自密实混凝土进行片石混凝土施工，节省了人工振捣时间，减少了混凝土运输车、吊车等机械设备现场等待时间，大幅提高了劳动生产效率，与传统浇筑工艺相比每方节约施工成本约37.6元，具体如下表：
表10-1 每方片石砼人工、机械费用对比表
项 目
人工费
机械费
费用合计（元）
数量（h/m³）
费用（元）
用量（h/m³）
费用（元）
普通C20片石砼
3.6
54.0
0.35
93.5
147.5
自密实C20片石砼
2.7
40.5
0.26
69.4
109.9

10.2、将传统片石混凝土中片石掺入量从20%提高至40%，相应减少了混凝土用量，掺量40%时每方片石混凝土可节约材料费15.9元，具体如下表：

表10-2 每方片石砼材料费用对比表

10.3、简化了传统片石混凝土浇筑工艺，混凝土浇筑过程连续、流畅，加快了施工进度。
10.4、混凝土用量相对较少，水化热低，水化升温慢，不易产生温度裂缝，整体性好。
10.5、无需振捣，有效避免了漏振、过振等人为因素造成的质量事故，进一步保证了片混结构的施工质量。
10.6、无需振捣，减少施工噪声和用电，有利于低碳和节能环保，社会效益明显。
11、工程应用实例
贵州省余庆至凯里高速公路YT3合同段，位于贵州省东南部山区，地势险要、地形复杂，工程规模大、线路长，主线纵向便道较长，材料运输困难。全线施工点多、面广，工作场地狭窄，机械设备配合难度较大，施工组织极为困难。设计片石混凝土挡土墙共4.7万方，该挡土墙采用本工法进行施工，施工过程安全顺利，未发生安全事故。经中间交工验收，挡土墙质量全部满足设计要求，整体控制优良，同时为项目创造了显著经济效益。
施工过程：

图11.1 自密实混凝土试配

图11.2 坍落度检测

图11.3 扩展度量测

图11.4 片石码放后效果

图11.5 片石码放后效果

图11.6 自密实混凝土浇筑

图11.7 自密实片石砼挡土墙拆模后外观效果

图11.8 自密实片石砼挡土墙钻芯芯样完整