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堆石混凝土施工技術方法

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作為一種具有廣闊應用前景的大體積混凝土施工技術,堆石混凝土不僅僅侷限於大壩工程的應用,已有部分鐵路公路工程的擋土牆也開始應用。下面是小編為大家整理的堆石混凝土施工技術方法,歡迎大家閱讀瀏覽。

堆石混凝土施工技術方法

  1 引言

在施工過程中,經常存在著計劃安排不合理,技術水平不高,質量、成本控制不嚴格等現象,為了避免和減少這些不合理現象的發生,就要加強各環節的管理,合理安排計劃,嚴格控制質量和成本,提高施工技術水平。

堆石混凝土施工技術,是指用自密實混凝土(Self-compacting concrete,簡稱SCC)填充堆石體,將一定粒徑的堆石直接入倉,從堆石體上部倒入自密實混凝土,利用自密實混凝土的高流動性及抗離析性,使自密實混凝土依靠自重填充堆石體空隙,形成密實且具有較高強度的混凝土。而這樣形成的混凝土就叫堆石混凝土(Rock Filled Concrete,簡稱RFC)。

堆石混凝土施工技術,作為國家專利技術[1],具有以下幾個優點:施工技術簡單、 高密實高強度、 提高效率縮短工期、 降低綜合成本、低水泥量低水化熱、 體積穩定優良、減少或免除鑿毛等。通過各種實驗室試驗和工程試驗,已經驗證了自密實混凝土能很好填充堆石體的空隙,形成緻密的、具有較好力學效能和耐久性的結構[2-10]。

作為一種具有廣闊應用前景的大體積混凝土施工技術,堆石混凝土不僅僅侷限於大壩工程的應用,已有部分鐵路公路工程的擋土牆也開始應用[11]。相信不久,堆石混凝土將會在更多的鐵路工程中應用。於是,總結了堆石混凝土施工管理現狀(計劃管理、技術管理、質量管理和成本管理四個方面),並提出了堆石混凝土擋土牆施工工序,展望了堆石混凝土施工管理研究應用趨勢。

  2 計劃管理

計劃管理是綱領和根據。在施工之前,應制定詳細的施工組織計劃,合理安排施工流程。而計劃制定和流程安排,源於對堆石混凝土施工工序的掌握[12]。周虎作的專題報告[6],介紹了堆石混凝土施工6道主要工序,如圖1所示。

  3 技術管理

計劃管理是綱領,則技術管理是貫穿施工過程中的具體分項。技術作為生產力的要素之一,無技術,則無施工。在堆石混凝土施工過程中,包含著一些重要工程:堆石選取、模板工程、自密實混凝土澆築工程等,這些工程的施工技術至關重要,決定著整個工程的質量及安全。

3.1 基礎面及施工縫處理

當表面出現大面積自密實混凝土覆蓋時(即倉面無塊石稜角出露),應進行鑿毛處理;也可在澆築至倉面時,採用小塊石拋填,以露出塊石稜角[13]。

3.2 模板工程

一方面,由於SCC具有很強的流動性,對模板產生較大的側壓力,為避免跑模脹模,應採用穩定性好、剛性大的模板,或直接採用砌石牆作模板[14];另一方面,由於SCC的流動性,使得漿體極易從模板孔縫中漏出,為避免漏漿,應採用密閉性好的模板,並對孔縫處進行密封處理。

3.3 堆石入倉

主要控制堆石空隙大小,即保證堆石粒徑級配良好,不產生過大孔隙;防止過多碎石渣堵塞孔隙。

有效地控制塊石粒徑級配,小顆粒石料不得集中或大量分佈在底層,並進行人工調整,避免表層堆石空隙過大[13];對碎石過多的石料最好用挖機翻倒再入倉,這樣可減少大量摔碎的'石渣入倉,避免過多的碎石渣堵塞堆石孔隙,從而影響澆築效果[14]。

3.4 自密實混凝土澆築

SCC現場澆築是整個施工的重要環節之一,可分為灌車直接澆築法和拋石澆築法兩類。

混凝土灌車直接入倉,應保證行車平穩和避免擾動已澆築混凝土,故宜採用後退法澆築。應設計行車路線,以避免對已澆混凝土產生擾動;同時,需對堆石表面進行簡單平整以便車輛行走。具體行車澆築時,應採用Z型或N型澆築方式,各個澆築點不宜超過2m;在有外觀要求的模板處,可放慢澆築速度、加長澆築距離、減小混凝土入倉落差,並輕微敲打模板,這樣拆模後的混凝土會有較光滑美觀的表面[13]。

拋石型堆石混凝土施工,應在自密實混凝土緩衝層澆築完成後,將石塊拋入倉內,拋入一定體積的石料,使自密實混凝土上升後,繼續澆築自密實混凝土再使其上升1m,然後再拋石迴圈施工。塊石拋入前按照粒徑大小將其分為兩類:8-30cm為小塊石,30cm以上為大塊石,拋入時將大小塊石間隔拋入倉內,人為拋成具有良好級配的堆石。收倉時拋入粒徑相對較小的石塊,以減少拋石對倉內石塊的撞擊[15]。

3.5 裂縫預防

大體積混凝土的裂縫預防非常重要。主要有技術方案制定實施、高溫季節施工、環境監測等。

對混凝澆築、振搗、養護及坍落度控制做出技術方案,並嚴格執行,特別是對坍落度的控制更應得到攪拌站的同意。

高溫季節,在完成的堆石混凝土表面馬上要過車堆石,不能遮蓋養護。

在堆石表面堆積過多過厚的自密實混凝土經過暴晒,表面水分蒸發,容易產生細小裂縫。堆石混凝土澆築時,可在自密實混凝土覆蓋較多的密集地帶,人工扔一些小碎石,在初凝時灑水養護,以減少並阻斷這種裂紋[13]。

混凝土的裂縫與環境條件有很大關係,施工過程中應注意氣溫和溼度的變化,採取有效措施控制高溫、低溫衝擊和激烈乾燥衝擊。注意與氣象站的密切聯絡(降溫及降雨預報),不得在雨中澆築混凝土,否則會嚴重改變水灰比[16]。

  4 質量管理

目前,質量管理主要是採用“三全一多樣”的全面質量管理方法,即全員的質量管理、全過程質量管理、全企業的質量管理和多方法的質量管理。

而全面質量管理是依託在一系列的基礎工作之上的,其基礎工作包括標準化工作、計量工作、質量資訊工作、質量責任制和質量教育工作。對堆石混凝土施工的全面質量管理,應切實做到以下幾個方面的質量檢測控制。

4.1 自密實混凝土質量

混凝土拌和物質量,按照自密實混凝土質量標準控制,即坍落度24-28cm,坍落擴充套件度50-60cm,V-漏斗通過時間20-40s,滿足擴充套件度要求時,擴充套件度2h損失<5cm[15]。

4.2 試坑容重檢測

試坑容重檢測是堆石混凝土現場試驗的檢測內容之一,其檢測結果能夠直觀快速地判定堆石混凝土的質量,其檢測標準為堆石混凝土密度大於2350kg/m3,該密度即為設計引數。表1,為圍灘水電站堆石混凝土試坑容重檢測資料。

  5 成本管理

隨著市場經濟的不斷完善,每一箇中標工程都需要加強管理才能取得利潤,砼工程量的多少,質量的優劣,工時、機械臺時的利用,資源、能源的消耗,資金週轉的快慢等等,都會直接地或間接地在成本中反映,運用成本管理這個手段,就可以對上述這些方面起組織和促進作用。因此,必須在經濟活動的全過程中,實行科學的、全面的、綜合的成本管理。

而作為堆石混凝土施工技術,本身具備降低綜合成本的優勢。但如果成本控制不嚴,將會造成人力、物力的浪費,即使幹出很多堆石混凝土工程,沒能最大化實現其優勢,那就有悖於這個技術的應用,有悖於生產經營目的。

對於成本管理,寶泉上水庫沖溝工程[13]獲得了較滿意的結果:混凝土生產時間每天保證近20h,如果只採用素混凝土回填,可澆築約360m3/d,如澆築堆石混凝土,則可澆築近1000m3,堆石混凝土施工強度較高;根據施工工藝和現場的施工條件,考慮1號沖溝約一半採用自密實堆石混凝土回填,可節約近240萬元。

  6 堆石混凝土擋土牆施工工序

堆石混凝土擋土牆施工工序,主要包括基坑墊層、模板安裝、堆石入倉、自密實混凝土澆築、模板拆除、構造設施和混凝土養護等。分別如下:

(1)施工準備(2)基坑開挖 (3)地基處理 (4)墊層施工

(5)模板安裝(6)堆石入模 (7)SCC澆築 (8)迴圈施工

(9)模板拆除(10)RFC養護(11)構造設施 (12)填料夯實

其中,原材料準備,需注意:堆石石塊,應選擇粒徑大於15cm、強度不低於MU40、密度大於2200kg/m³的石塊;而自密實混凝土,應根據當地材料、減水劑和強度等級等,提前試配,並確定配合比。

迴圈施工,即由於堆石混凝土施工技術的優點,可以連續迴圈進行(5)、(6)、(7)三個步驟,從而縮短施工週期,加快施工速度。

  7 結論與展望

堆石混凝土,不僅在大壩中已初步應用,而且在鐵路公路擋土牆中,具有廣闊的發展前景。於是,總結了堆石混凝土施工管理,提出了堆石混凝土擋土牆施工工序。

要較好發揮堆石混凝土的優勢,創造最大的經濟效益,為和諧社會和綠色生產做貢獻,在施工管理方面仍需深入研究的問題:

① 針對新的堆石混凝土結構形式的施工技術和質量管理研究,如堆石混凝土擋土牆施工管理;

② 更合理地進行施工計劃,完善堆石混凝土施工工藝、工序;

③ 在混凝土施工管理中,計劃、技術、質量、成本管理之間是相互聯絡,密不可分的,無論加強那一方面的管理都會最終歸結到降低成本,提高經經濟效益上來。使計劃、技術、質量、成本管理,四者相互協調促進,形成完整的堆石混凝土施工管理制度,尤為重要。

  參考文獻

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