碾壓混凝土壩施工質(zhì)量現(xiàn)場控制措施探討

曲興偉

摘 要：碾壓混凝土壩施工質(zhì)量現(xiàn)場控制一直是較為重要技術(shù)問題，為了滿足碾壓混凝土壩施工質(zhì)量管理要求，本文結(jié)合莊里水庫工程案例，提出碾壓混凝土壩施工質(zhì)量現(xiàn)場控制措施，從而實(shí)現(xiàn)對工程施工質(zhì)量控制，達(dá)到提升工程質(zhì)量、更好滿足工程高效率施工要求的目的。

關(guān)鍵詞：碾壓混凝土壩 施工質(zhì)量 控制措施

1.引言

結(jié)合碾壓混凝土壩體層面及縫面強(qiáng)度要求，加強(qiáng)壩體碾壓混凝土施工質(zhì)量控制和管理，可以有效提升混凝土壩施工水平。現(xiàn)階段部分工程項目，由于缺少專業(yè)的施工質(zhì)量現(xiàn)場檢測方式及技術(shù)，無法對工程實(shí)際情況進(jìn)行處理，引發(fā)諸多施工質(zhì)量問題。因此，結(jié)合碾壓混凝土壩施工要求，探究分析層面和封面滲透性及抗力能力關(guān)系，制定對應(yīng)施工質(zhì)量現(xiàn)場控制措施，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量科學(xué)把控，減少施工問題出現(xiàn)，保證碾壓混凝土壩施工質(zhì)量安全。

2.工程概況

莊里水庫位于山東省南四湖湖東地區(qū)十字河流域，地處棗莊市的滕州市和山亭區(qū)境內(nèi)，水庫總庫容1.33億m3；水庫大壩為壤土均質(zhì)壩和碾壓混凝土壩的混合壩型，壩軸線長3124m，壩頂高程119.90m；溢洪道長249m，為碾壓混凝土壩，布置在河床中間，其中溢流壩段長49.0m，左岸非溢流壩段長100.0m，右岸非溢流壩段長100.0m。

3.碾壓混凝土壩現(xiàn)場質(zhì)量控制

3.1優(yōu)化碾壓混凝土配合比

碾壓混凝土是由水泥、摻合料、砂、碎石、水及外加劑等六種材料組成，是一種干硬性混凝土，具有零塌落度、粗細(xì)骨料用量大、水泥用量少、摻合料摻量高等特點(diǎn)。為保證施工質(zhì)量，必須先進(jìn)行碾壓混凝土室內(nèi)配合比試驗(yàn)，室內(nèi)碾壓混凝土配合比試驗(yàn)的內(nèi)容是確定粗骨料、細(xì)骨料、摻合料、膠凝材料相互配合的最佳組成比例，使之滿足相應(yīng)的設(shè)計和施工要求。最終通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計出的混凝土拌合物對現(xiàn)場施工設(shè)備的適應(yīng)性，必要時可以根據(jù)碾壓試驗(yàn)情況作適當(dāng)調(diào)整。為了增強(qiáng)碾壓混凝土的可碾性和改善施工層面的黏結(jié)質(zhì)量，莊里水庫通過現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)適當(dāng)增加了膠凝材料用量（增加了15kg），提高了粉煤灰的摻入比例（從60%提高到65%），施工實(shí)踐證明，基本達(dá)到了預(yù)期效果。進(jìn)入工地的水泥、摻合料、外加劑等原材料，均須有出廠質(zhì)量檢驗(yàn)單及出廠合格證，試驗(yàn)室還應(yīng)對每批水泥、摻合料、外加劑及砂石骨料按規(guī)范進(jìn)行抽樣檢測，合格后才能使用。

3.2溫度控制措施

碾壓混凝土溫度控制主要包括三個方面：混凝土的入倉溫度、混凝土內(nèi)部最高溫度和內(nèi)外溫差。碾壓混凝土壩裂縫主要是因?yàn)闇囟茸兓鶎?dǎo)致，所以防裂核心方式就是通過溫度控制措施來減少溫度應(yīng)力的影響。

常用的溫控措施主要有：合理確定摻合料的摻入比例，使用高效減水劑等措施，以降低水泥用量，減少水化熱；采用降低骨料溫度、在運(yùn)輸過程中遮陽防曬、倉面噴霧降溫等方式保證碾壓混凝土入倉溫度；合理分塊分縫，薄層澆筑，盡量利用低溫季節(jié)的有利時段進(jìn)行澆筑；冬季施工時，倉面快鋪快壓，碾壓完成后盡快蓋上保溫被，以便保溫防寒，模板外側(cè)要有保溫措施，適當(dāng)延長拆模時間，拆模后應(yīng)立即貼掛保溫被保護(hù)；

0～0.4L（約束區(qū)）溫控要求嚴(yán)格的部位，盡量安排低溫季節(jié)施工，避開高溫季節(jié)，無法避開時盡可能利用晚間低溫時段澆筑，避開白天高溫時段。

3.3碾壓混凝土施工階段的質(zhì)量控制措施

3.3.1VC值的控制

VC值是碾壓混凝土現(xiàn)場質(zhì)量控制的重點(diǎn)，是保證碾壓混凝土可碾性和層面結(jié)合的關(guān)鍵。施工過程中的氣溫、風(fēng)速等對碾壓混凝土的VC值影響比較大，所以施工中VC值應(yīng)根據(jù)施工澆筑現(xiàn)場的氣溫和天氣變化情況，對出機(jī)口碾壓混凝土的VC值做出適時調(diào)整，以滿足現(xiàn)場碾壓混凝土可碾性的要求。莊里水庫工程通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定VC值為2～7s，施工中以不陷碾為原則，盡量取小值，提高層間結(jié)合，通過后期取芯情況看，層面結(jié)合良好，達(dá)到設(shè)計要求。

3.3.2層面結(jié)合及縫面處理

碾壓混凝土壩由于分倉分塊進(jìn)行澆筑，施工中存在許多碾壓層面，而各個層面必須結(jié)合良好形成一個整體，才能確保壩體的施工質(zhì)量。層面處理的目的是要解決層間強(qiáng)度和層面抗?jié)B問題，不同的層間間隔時間，需采用不同的層面處理方式：第一種情況為正常層面狀況的處理方式，只要下層碾壓混凝土在允許的層間間隔時間之內(nèi)，可以直接進(jìn)行上層碾壓混凝土的施工；第二種情況為層面超過初凝時間還未終凝的，可按正常層面處理，需在澆筑上層碾壓混凝土前，鋪設(shè)一層5～15mm厚的水泥或粉煤灰砂漿；第三種情況為層面超過終凝時間的處理方式，超過終凝時間，若間隔時間在24h以內(nèi)，仍可采用鋪設(shè)砂漿墊層的方式來處理，若間隔時間超過24h，按施工縫進(jìn)行處理。

縫面處理是指對碾壓混凝土水平施工縫和施工中出現(xiàn)的冷縫面進(jìn)行處理，水平施工縫是指完成一個倉面高程（一般為3m高，莊里水庫為2.4m）后，需進(jìn)行一定間歇（一般約3d）產(chǎn)生的縫面?？p面是碾壓混凝土壩的薄弱面，容易成為滲水通道，必須嚴(yán)格處理，確保層間結(jié)合強(qiáng)度，提高壩體的抗?jié)B能力。縫面處理可用刷毛、沖毛、鑿毛（一般在上下游變態(tài)混凝土范圍內(nèi)及同常態(tài)混凝土的接觸面）等方法清除混凝土表面的浮漿及松動骨料，達(dá)到微露粗砂即可。沖毛時間可根據(jù)現(xiàn)場不同實(shí)際情況而變化，須經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定，不得過早沖毛。在已處理好的施工面上，均勻攤鋪一層15～20mm厚的水泥或粉煤灰砂漿墊層，為防止已鋪砂漿失水干燥或初凝（攤鋪面積大的墊層可以添加適量緩凝劑），并應(yīng)在砂漿初凝前碾壓完成。

莊里水庫工程為改善碾壓混凝土層面結(jié)合的狀況，采取的措施包括：加強(qiáng)施工管理，提高碾壓混凝土的鋪筑強(qiáng)度，充分發(fā)揮碾壓混凝土的施工優(yōu)勢；優(yōu)化配合比，優(yōu)化粉煤灰摻量及膠凝材料用量，采用優(yōu)質(zhì)高效緩凝減水劑延長初凝時間；在氣溫較高時，采用斜層攤鋪法，縮短層間間隔時間，使上層骨料能夠壓入下一層，形成較強(qiáng)的結(jié)合面；加強(qiáng)碾壓混凝土倉面的溫控措施，冬季注意防凍，夏秋季注意防曬。

3.3.3變態(tài)混凝土施工技術(shù)

變態(tài)混凝土是指在碾壓混凝土加入水泥或粉煤灰凈漿并用振搗器振搗密實(shí)的混凝土。變態(tài)混凝土施工技術(shù)是由我國首創(chuàng)，這種施工技術(shù)不僅能有效解決靠近模板、止水、孔口及同常態(tài)混凝土接觸面等部位碾壓操作不便的問題，提高壩體的防滲效果，同時也避免了原來碾壓混凝土與常態(tài)混凝土因先后施工所產(chǎn)生的時間間隔問題，較好解決了異種混凝土在結(jié)合處產(chǎn)生薄弱面的問題。

變態(tài)混凝土的加漿量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，一般為施工部位碾壓混凝土體積的5%～7%，現(xiàn)場加漿方式通常采用分層加漿，也可采用切槽和造孔加漿。莊里水庫工程通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定變態(tài)混凝土加漿量為6%，同時把現(xiàn)場加漿改為機(jī)拌混凝土（把同標(biāo)號碾壓混凝土和現(xiàn)場所加漿量通過強(qiáng)制拌和機(jī)拌合生成變態(tài)混凝土），通過試驗(yàn)，變態(tài)混凝土的塌落度一般控制在1～3cm，改進(jìn)后施工工藝，不僅解決了現(xiàn)場加漿不均勻的問題，而且節(jié)約現(xiàn)場開槽人工費(fèi)用，還提高了混凝土外觀質(zhì)量。該工藝已寫成“碾壓砼壩變態(tài)混凝土施工工藝的創(chuàng)新”QC成果，在2018年8月份被中國水利工程協(xié)會評選為I類成果獎。

3.3.4壓實(shí)度的檢測與控制

碾壓混凝土的壓實(shí)度主要是通過核子密度儀進(jìn)行檢測，達(dá)到控制碾壓質(zhì)量的目的。施工中鋪筑100～200m2至少檢測一個測點(diǎn)，每層要求檢測3個測點(diǎn)以上，剛碾壓完成的混凝土層面由于壓實(shí)能量需要一個釋放過程，壓實(shí)度的檢測宜在壓完10min后進(jìn)行，測試結(jié)果作為應(yīng)不小于理論密度的97%，以保證碾壓密實(shí)，若發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度不達(dá)要求，應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)碾。

4.結(jié)束語

總而言之，基于碾壓混凝土壩的層面及縫面滲流特點(diǎn)，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，做好壩體施工質(zhì)量現(xiàn)場控制工作，關(guān)注層面和縫面施工質(zhì)量，采取合理的碾壓混凝土壩施工質(zhì)量現(xiàn)場檢測方法，加強(qiáng)施工細(xì)節(jié)管理，保證碾壓混凝土施工質(zhì)量安全。

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