2.8 质量控制
2.8.1 原材料检查
材料质量是影响喷射混凝土质量的因素之一。喷射混凝土的原材料包括水泥、砂、石、外加剂、掺合料等。要求水泥必须符合国家标准的规定,并有出厂合格证,且必须在规定时限内使用,防止水泥受潮损坏;砂、石的质量必须符合设计和规范要求,质地坚硬、级配优良、含泥量合格;外加剂、掺合料应符合行业标准,并有产品合格证。
所有原材料均应经过抽样检测(查)合格后才能使用。取样原则为同品种、同强度等级的水泥每200~400t为一取样单位,如不足200t也作为一取样单位;同品种的速凝剂每5~10t为一取样单位,如不足5t也作为一取样单位;砂和小石均按每300~500m3为一取样单位。每组抽取3个样品。
2.8.2 拌制过程检查
拌制混凝土的质量也是影响喷射混凝土质量的因素之一。拌制质量主要受计量、拌制时间和搅拌机本身质量控制。首先,应定期校验衡量器,每班拌制前应校验,拌制过程中出现问题也应校验衡量器;其次,投料计量准确,控制在允许误差范围内,投料顺序合理;第三,拌制时间不得小于规定值,否则出现生料或水料分离等,混凝土拌制完成后每班应在喷射作业面抽样不少于2次。
2.8.3 喷射过程检查
喷射过程质量是影响喷射混凝土质量的主要因素。
(1)对受喷面质量进行检查。主要内容包括:受喷面上的岩粉、石渣是否吹(洗)干净,是否有黏土、锈斑,是否有地下水渗流。如出现上述现象应采取吹(洗)、清除、引流等措施处理,符合质量标准后才能进行下一道工序施工。
(2)对厚度标志杆检查。厚度标志杆是控制喷射混凝土厚度的主要参照物,其间排距应满足要求,安装必须牢固,防止喷射时被射飞或压弯。
(3)对喷射机进行检查。主要内容包括喷射机机型及性能状态、空压机型号及性能状态、各种管道是否完好无漏气、接头连接是否牢固、摆放是否顺畅,防止堵管现象发生。
(4)对喷射作业检查。喷射顺序是否合理,应分段自下而上分序进行,不得自上而下进行,防止回弹料污染未喷坡面。喷射距离、角度、运行轨迹等是否合理,操作手应控制喷头与受喷面距离为80~100cm、角度与受喷面基本垂直,防止大角度斜喷,采取螺旋运行轨迹均匀喷射。控制喷射压力,保证喷层均匀,防止包砂、夹渣、流淌。喷射过程中回弹料必须及时清理干净,发现回弹料堆积在喷射混凝土坡面或被挂网“架住”,必须先清理再喷护,既不能将这些回弹料包裹在喷层之中,也不能回收再用于喷射或复喷,分层喷射时应在上一层终凝后进行。
(5)喷射混凝土终凝2h后,即开始按要求洒水养护。保持喷射混凝土表面湿润不小于14d,养护不小于28d。
(6)喷射作业紧跟开挖工作面时,从混凝土终凝到下一循环放炮的间隔时间不宜小于4h。
2.8.4 喷射混凝土厚度控制
(1)埋标志杆。喷射混凝土厚度采取设立标志杆控制,呈梅花形布置在受喷面内,标志杆的间排距适当,一般情况下为3m×3m,喷射混凝土厚度不小于标识厚度。喷射混凝土实际厚度的平均值不小于设计厚度。不合格测点的厚度应不小于设计厚度的1/2,且不得小于5cm,低于这个标准时必须补喷到设计厚度。
(2)分层喷射。如果边坡设计的喷射混凝土厚度大于10cm,应分层喷射,首层喷射厚度为5~7cm,在首层喷射混凝土终凝后再进行表层喷射,表层喷射前应将原喷层表面的乳膜、浮尘等杂物冲洗干净。喷层应相对平整,如边坡出现超挖需喷射回填时表面应平顺过渡。
(3)喷层厚度检测。喷射混凝土厚度通常采用电钻、风钻、钢钎等工具钻孔至岩土层进行检测。一般情况下按间距50~100m布置一个检测断面,但每一个独立工程检测断面不得少于1个,每个断面的测点不宜少于5个。测点合格率不得低于80%,否则应补喷到设计厚度。
2.8.5 喷射混凝土强度检测
喷射混凝土抗压(抗拉)强度指标是喷射混凝土原材料、配合比、拌制、喷射及养护等过程质量的综合体现。
通过现场取样试件进行强度检测,能准确判断喷射混凝土的施工质量。
取样数量要求:边坡大规模连续喷射时,每喷射50~100m3混凝土,取样数量不得少于1组(3个)试样;一次连续喷射小于50m3混凝土时,也应取1组(3个)试样。如遇材料或配合比变更时,应另取1组试样。
喷射混凝土强度检测方法与常态混凝土不同,目前检验喷射混凝土强度的方法较多,根据试样制取的方法不同可分为以下几种。
(1)大板切割法。在喷射现场放置几块标准的取样模板(尺寸为45cm×35cm×12cm),在边坡喷射过程中同时向模板内以相同方法喷射混凝土至其口沿平齐、表面平整,现场养护或标准养护28d后,取模板中间部位的混凝土切割成10cm×10cm×10cm的试件不少于3个,在压力机上进行抗压强度检测,记录检测结果数据。只有当不具备切割制取试件的条件时,才可向边长为100mm或150mm的无底试模内喷射混凝土制取试块,其抗压强度换算系数可通过试验确定。
(2)钻取芯样法。钻取芯样法是采用金刚石或人造金刚石钻头直接在边坡喷射混凝土上取样,要求取芯设备自带冷却装置,防止干法取样,喷射混凝土应达到设计龄期且强度宜大于10MPa后进行。所取芯样部位应反映喷射混凝土质量的真实性,取芯试样不少于1组(3个),芯样直径一般不小于100mm,高度为100mm。采用标准切割工具加工,湿法打磨,要求端面不平整度为每100mm长度内不得超过0.05mm,其两个端面与轴线间垂直度总偏差应不超过2°。
芯样切割后,其端面平整度不能满足要求时,应采用平磨机打磨平整,也可用高强度水泥配制水灰比小于0.3的水泥净浆找平芯样端面,或用硫磺胶泥及其专用工具处理端头。用水泥浆或硫磺胶泥处理端面的芯样,需随即放入标准养护室养护2~3d。
抗压试验前,芯样应在20℃±5℃的清水中浸泡40~48h。
(3)拉拔法。拉拔法是将预先埋设在喷射混凝土内的销钉拔出来,根据荷载及破坏面的面积计算出喷射混凝土抗剪强度,并按照事前用试件求出的抗压强度与抗剪强度的关系,推求混凝土的抗压强度。
(4)回弹法。回弹法是间接检测喷射混凝土强度的方法,利用回弹仪检测混凝土表面的硬度,推算混凝土的强度。这种方法随水泥品种、养护条件、龄期、试件尺寸、形状及结构物刚度等的不同,所测之回弹值均有所不同,应予以修正。经修正后,再查相应的混凝土表面硬度与强度关系图表,求得所测之混凝土强度。
常用喷射混凝土强度检测机具见表2-35。
表2-35 常用喷射混凝土强度检测机具表