碾压混凝土坝施工质量现场控制措施探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：碾压混凝土坝施工质量现场控制一直是较为重要技术问题，为了满足碾压混凝土坝施工质量管理要求，本文结合庄里水库工程案例，提出碾压混凝土坝施工质量现场控制措施，从而实现对工程施工质量控制，达到提升工程质量、更好满足工程高效率施工要求的目的。
關键词：碾压混凝土坝 施工质量 控制措施
1.引言
结合碾压混凝土坝体层面及缝面强度要求，加强坝体碾压混凝土施工质量控制和管理，可以有效提升混凝土坝施工水平。现阶段部分工程项目，由于缺少专业的施工质量现场检测方式及技术，无法对工程实际情况进行处理，引发诸多施工质量问题。因此，结合碾压混凝土坝施工要求，探究分析层面和封面渗透性及抗力能力关系，制定对应施工质量现场控制措施，实现施工质量科学把控，减少施工问题出现，保证碾压混凝土坝施工质量安全。
2.工程概况
庄里水库位于山东省南四湖湖东地区十字河流域，地处枣庄市的滕州市和山亭区境内，水库总库容1.33亿m3；水库大坝为壤土均质坝和碾压混凝土坝的混合坝型，坝轴线长3124m，坝顶高程119.90m；溢洪道长249m，为碾压混凝土坝，布置在河床中间，其中溢流坝段长49.0m，左岸非溢流坝段长100.0m，右岸非溢流坝段长100.0m。
3.碾压混凝土坝现场质量控制
3.1优化碾压混凝土配合比
碾压混凝土是由水泥、掺合料、砂、碎石、水及外加剂等六种材料组成，是一种干硬性混凝土，具有零塌落度、粗细骨料用量大、水泥用量少、掺合料掺量高等特点。为保证施工质量，必须先进行碾压混凝土室内配合比试验，室内碾压混凝土配合比试验的内容是确定粗骨料、细骨料、掺合料、胶凝材料相互配合的最佳组成比例，使之满足相应的设计和施工要求。最终通过现场碾压试验，检验设计出的混凝土拌合物对现场施工设备的适应性，必要时可以根据碾压试验情况作适当调整。为了增强碾压混凝土的可碾性和改善施工层面的黏结质量，庄里水库通过现场碾压试验适当增加了胶凝材料用量（增加了15kg），提高了粉煤灰的掺入比例（从60%提高到65%），施工实践证明，基本达到了预期效果。进入工地的水泥、掺合料、外加剂等原材料，均须有出厂质量检验单及出厂合格证，试验室还应对每批水泥、掺合料、外加剂及砂石骨料按规范进行抽样检测，合格后才能使用。
3.2温度控制措施
碾压混凝土温度控制主要包括三个方面：混凝土的入仓温度、混凝土内部最高温度和内外温差。碾压混凝土坝裂缝主要是因为温度变化所导致，所以防裂核心方式就是通过温度控制措施来减少温度应力的影响。
常用的温控措施主要有：合理确定掺合料的掺入比例，使用高效减水剂等措施，以降低水泥用量，减少水化热；采用降低骨料温度、在运输过程中遮阳防晒、仓面喷雾降温等方式保证碾压混凝土入仓温度；合理分块分缝，薄层浇筑，尽量利用低温季节的有利时段进行浇筑；冬季施工时，仓面快铺快压，碾压完成后尽快盖上保温被，以便保温防寒，模板外侧要有保温措施，适当延长拆模时间，拆模后应立即贴挂保温被保护；
0～0.4L（约束区）温控要求严格的部位，尽量安排低温季节施工，避开高温季节，无法避开时尽可能利用晚间低温时段浇筑，避开白天高温时段。
3.3碾压混凝土施工阶段的质量控制措施
3.3.1VC值的控制
VC值是碾压混凝土现场质量控制的重点，是保证碾压混凝土可碾性和层面结合的关键。施工过程中的气温、风速等对碾压混凝土的VC值影响比较大，所以施工中VC值应根据施工浇筑现场的气温和天气变化情况，对出机口碾压混凝土的VC值做出适时调整，以满足现场碾压混凝土可碾性的要求。庄里水库工程通过现场试验确定VC值为2～7s，施工中以不陷碾为原则，尽量取小值，提高层间结合，通过后期取芯情况看，层面结合良好，达到设计要求。
3.3.2层面结合及缝面处理
碾压混凝土坝由于分仓分块进行浇筑，施工中存在许多碾压层面，而各个层面必须结合良好形成一个整体，才能确保坝体的施工质量。层面处理的目的是要解决层间强度和层面抗渗问题，不同的层间间隔时间，需采用不同的层面处理方式：第一种情况为正常层面状况的处理方式，只要下层碾压混凝土在允许的层间间隔时间之内，可以直接进行上层碾压混凝土的施工；第二种情况为层面超过初凝时间还未终凝的，可按正常层面处理，需在浇筑上层碾压混凝土前，铺设一层5～15mm厚的水泥或粉煤灰砂浆；第三种情况为层面超过终凝时间的处理方式，超过终凝时间，若间隔时间在24h以内，仍可采用铺设砂浆垫层的方式来处理，若间隔时间超过24h，按施工缝进行处理。
缝面处理是指对碾压混凝土水平施工缝和施工中出现的冷缝面进行处理，水平施工缝是指完成一个仓面高程（一般为3m高，庄里水库为2.4m）后，需进行一定间歇（一般约3d）产生的缝面。缝面是碾压混凝土坝的薄弱面，容易成为渗水通道，必须严格处理，确保层间结合强度，提高坝体的抗渗能力。缝面处理可用刷毛、冲毛、凿毛（一般在上下游变态混凝土范围内及同常态混凝土的接触面）等方法清除混凝土表面的浮浆及松动骨料，达到微露粗砂即可。冲毛时间可根据现场不同实际情况而变化，须经现场试验确定，不得过早冲毛。在已处理好的施工面上，均匀摊铺一层15～20mm厚的水泥或粉煤灰砂浆垫层，为防止已铺砂浆失水干燥或初凝（摊铺面积大的垫层可以添加适量缓凝剂），并应在砂浆初凝前碾压完成。
庄里水库工程为改善碾压混凝土层面结合的状况，采取的措施包括：加强施工管理，提高碾压混凝土的铺筑强度，充分发挥碾压混凝土的施工优势；优化配合比，优化粉煤灰掺量及胶凝材料用量，采用优质高效缓凝减水剂延长初凝时间；在气温较高时，采用斜层摊铺法，缩短层间间隔时间，使上层骨料能够压入下一层，形成较强的结合面；加强碾压混凝土仓面的温控措施，冬季注意防冻，夏秋季注意防晒。 3.3.3变态混凝土施工技术
变态混凝土是指在碾压混凝土加入水泥或粉煤灰净浆并用振搗器振捣密实的混凝土。变态混凝土施工技术是由我国首创，这种施工技术不仅能有效解决靠近模板、止水、孔口及同常态混凝土接触面等部位碾压操作不便的问题，提高坝体的防渗效果，同时也避免了原来碾压混凝土与常态混凝土因先后施工所产生的时间间隔问题，较好解决了异种混凝土在结合处产生薄弱面的问题。
变态混凝土的加浆量应根据试验确定，一般为施工部位碾压混凝土体积的5%～7%，现场加浆方式通常采用分层加浆，也可采用切槽和造孔加浆。庄里水库工程通过现场试验确定变态混凝土加浆量为6%，同时把现场加浆改为机拌混凝土（把同标号碾压混凝土和现场所加浆量通过强制拌和机拌合生成变态混凝土），通过试验，变态混凝土的塌落度一般控制在1～3cm，改进后施工工艺，不仅解决了现场加浆不均匀的问题，而且节约现场开槽人工费用，还提高了混凝土外观质量。该工艺已写成“碾压砼坝变态混凝土施工工艺的创新”QC成果，在2018年8月份被中国水利工程协会评选为I类成果奖。
3.3.4压实度的检测与控制
碾压混凝土的压实度主要是通过核子密度仪进行检测，达到控制碾压质量的目的。施工中铺筑100～200m2至少检测一个测点，每层要求检测3个测点以上，刚碾压完成的混凝土层面由于压实能量需要一个释放过程，压实度的检测宜在压完10min后进行，测试结果作为应不小于理论密度的97%，以保证碾压密实，若发现压实度不达要求，应及时进行补碾。
4.结束语
总而言之，基于碾压混凝土坝的层面及缝面渗流特点，需要结合工程实际情况，做好坝体施工质量现场控制工作，关注层面和缝面施工质量，采取合理的碾压混凝土坝施工质量现场检测方法，加强施工细节管理，保证碾压混凝土施工质量安全。
参考文献：
[1]顾志刚，张东成，罗红卫.碾压混凝土坝施工技术[J].中国电力出版社，2006：124-125.
[2]庄军国，郭友军，樊飞，高志强.异种混凝土结合部位处理方法在曼点水库碾压混凝土施工中的应用[J].施工技术，2018，47（S4）：549-551.
[3]黄巍.碾压混凝土施工[M].北京，中国水利水电出版社2015：121-125.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15027658.htm
