自密实堆石混凝土在水毁修复工程中的应用.pdf

2 0 1 4年第 7期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 7 2 01 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 4) 0 7 0 2 1 8 0 3 自密 实堆石 混凝土在 水毁修复工程 中的应 用 严 道华 ( 三明市堤防管理处， 福建 三明 3 6 5 0 0 0 ) 摘要： 自密实堆石混凝土是利用其高密实、 水化温升小、 工艺简单、 易于现场质量控制、 能较 大程度降低人工技术水平、 施工效率高、 工期短等特点， 从而得到综合性能优异的堆石混凝土。 文章根据 自密实堆石混凝土在三明台江电站防洪堤水毁修复工程 中的具体应用情况， 从混凝 土原材料、 配合比、 施工工艺等方面对 自密实堆石混凝土的施工进行了阐述。 关键词： 自密实； 堆石 ； 混凝土； 防洪堤； 施工 中图分类号 ： T V 4 3 1 文献标识码 ： B 1 工程概况 沙溪流域属我 国东部季风 区， 中亚热带湿润气 候， 流域内雨量充沛且年内分布不均， 3 - _ 9 月降水量 占全年的 8 0 ， 特别是 5 、 6月份常发生高强度、 历时 长的锋面雨 ， 进而引发大洪水 ， 甚至特大洪水 。 2 0 1 0年 6月暴雨洪水 中， 位 于沙溪 中下游河段 的三明市台江电站下游右岸约9 0 m岸坡 出现局部滑 坡 ， 直接威胁着 当地 居民的生命 财产安全。由于台 江段防洪堤位于库区 ， 上 、 下游及堤背处均有 已建成 的建筑物， 考虑到大面积的开挖施工 ， 会影 响库区和 已建成防洪堤的安全稳定 ， 且作为 防洪堤水毁修 复 工程 ， 要求施工工期短。为此 ， 选择 了自密实堆石混 凝土施工技术进行抢险。 台江段 防洪堤水 毁修 复工程建 设 防洪 标准 按 3 0 a 一遇洪水标准设 防， 堤型为堆石 自密实混凝土斜 坡型式 ， 堆石来源 为当地外 购堆石 ， 使用机械堆 石， 共浇 筑堆石 混凝 土约 3 3 0 0方 ， 防洪 堤长 8 9 2 2 m。 工程工期为 2 0 1 1年 3月_2 O 1 1年 5月， 历时6 0 d 。 2 自密实堆石混凝土简介 自密实混凝土是指在 自身重力作用下， 能够流 动 、 密实 ， 即使存 在致密钢筋也能完全填充模板 ， 同 时获得很好均质性 ， 不需振动 的混凝土 。相对于 普通混凝土有以下优点 ： 1 ) 免去振捣工序 ， 靠 自重成型 ， 减 少施工噪音 ， 改善工人和居民环境 。 2 ) 解决 了不易或无法进行振动捣实作业 ( 如钢 筋过于密集 、断面过深或过于复杂等) 的问题。 3 ) 提高浇筑速度 ， 加快施工工期。 4 ) 节约人工 。 5 ) 提高了混凝土结构的耐久性 J 。 自密实堆石混凝土是利用 自密实混凝土的高流 动 、 抗分离性能好以及 自流动的特点 ， 在块石 内随机 充填 自密实混凝土而形成的混凝土堆石体 J 。它具 有水泥用量少、 水化温升小、 施工速度快、 良好的体 积稳定性 、 层间抗剪能力强等优点。 3 专用 自密实混凝土配合比试验 根据三明市台江电站防洪堤水毁修复工程设计 要求 ， 需设计专 用 的 自密实混凝 土 配合 比， 应 满足 C 2 0的性能要求 。 根据 自密实混凝土依据设计标准进行 了原材料 备选和相关配合 比试验 。 3 1 原材料 1 ) 水泥 ： 永安 万年 牌早 强 型普 通硅 酸盐 4 2 5 水泥。 2 ) 粉煤灰： 符合 用于水泥和混凝土中的粉煤 灰 ( G B 1 5 9 6 -2 0 0 5 ) 中的相关规定 ， 不低于 级粉 煤灰。 收稿 日期 2 0 1 4 0 51 5 作者简介 严道华( 1 9 8 0 一) ， 女， 福建三明人， 工程师， 从事水利行业工作。 一 2l 8 一 严道华 ： 自密实堆石混凝土在水毁修复工程中的应用 第 7期 3 ) 砂： 级配显示为 中粗砂， 表现密度平均值 为2 6 7 g m 。 。 4 ) 石 子 ： 选 用 级 配 的碎 石 或 卵石 ， 最 大 粒 径 1 6 mm， 表观密度2 7 g I n j 。 5 ) 外加剂： 采用 H S T堆石混凝土专用外加剂， 性能指标满足 混凝土外加剂应用技术规范的 要求 。 6 ) 水 ： 自来水。 3 2 自 密实混凝土配合比试验 三明市台江电站防洪堤水毁修复工程设计专用 的 自密实混凝土配合 比， 试验流程及 目的： 1 ) 净浆试 验。选取不 同型号外加剂 同水 泥、 粉 煤灰进行适应 性试验 ， 以确定该工程胶凝 材料适应 的外加剂型号 。 2 ) 砂浆试验。选取不同水胶比、 砂率、 粉煤灰掺 量进行试验。 3 ) 混凝土试验 。调整单方石子用量及外加剂用 量， 得到 自 密石混凝土初步配合比。 混凝土配合 比采用 H J s 6 0型双卧轴试验混凝 土搅拌机 ， 首先用水把搅拌机润湿 ， 然后依次把称好 的石子 、 砂 、 水泥 、 粉煤灰放人搅拌机 ， 搅拌1 5 s 停机。 调动搅拌机把称好的水及 b J tl 剂混合后均匀倒 入搅拌机中， 搅拌2 m i n 后出机。立即测扩展度、 坍塌 度及 V漏斗时间。 经过了 2 5次试验 ， 得 到了专用 自密实混凝土配 合 比， 如表 l 所示 。 对该配合比的混凝土进行成型抗压强度试块， 标准养护至2 8 d 龄期后委托了国家建筑工程质量监 督中心进行 了相关检测 ， 结果 显示 了该配合 比的强 度为2 3 0 M P a ， 设计强度为 1 1 5 ， 满足 了 C 2 0的设 计要求 。 表 1 专用自密实混凝土配合比 k g m 编号 标号 水泥 粉煤灰 水 砂 石子 外加剂 1 2 0 2l1 2 78 22 4 91 3 Sg 4 5 9 4 自密实堆石混凝土的施工 主要包括 5个方面 ： 4 1 施工前准备工作 三明市 台江 防洪堤 段水毁 修复 工程在 施工 准 备、 施工测量放样、 表层植土清理、 堤槽开挖、 基槽验 收的基础上， 经现场业主代表和监理人员检测合格 并三方验收后 ， 进入 以下工序施工 。 4 2 模板安装 模板在使用前清洗干净， 涂刷脱模剂， 并避免污 染。底层模 板在 安装前 凿平地 基 ， 铺 设 垫板 ， 准确 放样。 模板的拼接平整严密 ， 不 留有可能漏装的缝隙 ， 模板下端不错面， 支架支承在坚实 的地基上 ， 并有足 够的支承面积 ， 斜撑 防止滑动 J 。人行道及施工荷 载不支承在模板及支架上。 在自密实混凝土浇筑过程中由专人负责检查、 调整模板的形状及位置， 如有变形走样， 立即采取措 施处理， 同时停止混凝土浇筑， 直至找到解决措施。 4 3 堆石入仓 自卸汽车将堆石料运到施 工现场 ， 直接抛 至防 洪堤坡脚 ， 然后挖掘机将坡脚的堆石料堆积起来 ， 用 水泵抽沙溪河的河水冲洗堆石料， 冲洗干净之后使 用挖掘机和人工辅助堆石入仓。 1 ) 入仓前先浇筑一层 3 8 c m 厚的自密实混凝 土 ， 然后在 自密实混凝土初凝前将堆石埋入混凝 土 中， 确保堆石混凝土与基础结合 良好 J 。 2 ) 入仓。在三明市 台江电站防洪堤水毁修复工 程中， 将堆石料 运到施 工现场 ， 直 接抛至 防洪 堤坡 脚 ， 然后挖掘机将坡脚的堆石料堆积起来 ， 用水泵抽 沙溪河的河水 冲洗堆石料 ， 冲洗干净之后使 用挖掘 机和人工辅助堆石人仓 。 此外 ， 还需对该批堆石的质量进行全 面检查 ， 把 粒径 6 0 S ( 如果气温 9 0 s ) 。混凝土拌 和好后 ， 再对拌 合 物和混凝土性能进行检验 ， 只有符合要求才能卸料 运输 。 图 1 自密实混凝土的浇筑 4 4 2自密实混凝土的运输 自密实混凝 土的水平运输一般采用装 载机 ， 由 于流动性对于浇筑时 的效果有影 响很 大， 所 以要求 混凝 土出机后尽快浇筑 ， 必须在6 0 m i n 内完成浇筑。 在运输中必须注意以下 3点 ： 1 ) 务必把车 内残 留物清洗干净 ， 且将车 内积水 排尽再接料 。 2 ) 禁止在运输过程中加水。 3 ) 配备足够的运输设备 以便将混凝土运输到达 施工现场 ， 还需选择最佳线路 ， 确保 自密实混凝土的 连续浇筑。 4 4 3自密实混凝土的浇筑 三明市台江电站防洪堤水毁修复工程在 自密实 混凝土浇筑时， 还现场进行混凝土性能检验 ， 检验其 坍落度和坍落扩展度 ， 经 过检验 ， 该工程 3 6仓 的塌 落度达到2 6 0 m m以上 、 扩展度6 5 0 m m以上 。 采用分层浇筑， 在浇筑第二层之前 ， 保证在下层 混凝土未达到初凝。浇筑时间应在 1 2 0 m i n 内完成 ， 浇筑速度也不宜过快 ， 因为过快会造 成卷入较 多的 空气影响混凝土外观 和内在质量。在 浇筑后 期 ， 为 减少骨 料沉 降 ， 可 采取 了适 当增 加 混凝 土 的浇筑 厚度 。 4 5 堆石混凝土的养护 堆石混凝 土浇筑后 ， 及时覆盖 ， 终凝后则立即洒 22 0 水养护 ， 养护 时间 2 8 d ， 若 有特殊要求 ， 则应该 适 当延长养护时间。 三明市 台江 电站防洪堤 水毁修 复工程 于 3 5 月施 工 ， 历时6 0 d ， 养 护得 当， 混 凝 土未 出现裂 缝。 若混凝 土不 便 浇水或 使 用 塑料 布时 ， 可 以涂 刷 养 护 液 。 5 结语 自密实堆石混凝土在三明市台江 电站防洪堤水 毁修复工程中 ， 实际埋石率达到 5 5 ， 是常规混凝土 埋石率 ( 2 0 一2 5 ) 的两倍 ， 同体积砌体的造 价相 比普通混凝土较低 ， 不仅有效保证 了工程质量 、 加快 了施工进度 ， 而且 降低 了施 工成 本， 还减少 水泥用 量 ， 减少了二氧化碳的排放 ， 取得 了良好 的社会效益 和经济效益 。 据统计 ， 在6 0 d 的工期内 ， 共浇筑堆石混凝土 3 6 仓 ， 平均每仓堆石混凝土从支立模板到浇筑完成所 需 时间为1 6 7 d 。经检测 ， 混凝土抗压强度均满足设 计要求。 在施工中积 累了一些 的施工经验 ， 并总结出一 套具有科学性 、 指导性 、 操 作性强 的施工工艺 ， 为该 技术今后的应用奠定了 良好 的基础。鉴于堆石混凝 土的施工质量好 、 施工进度快 、 投资成本节 约 、 工期 节省且工艺简单等特点 ， 预计在水库除险加 固工程 、 环保要求高的城区防洪工程的工程 乃至今后的中小 河流域治理都可能大力推广使用。 参考文献： 1 张文涛自密实混凝土施工工艺与质量控制 J 河北水 利 ， 2 0 1 3 ( 0 7 ) ： 3 9 2 吴永锦 ， 刘清 C 2 0自密实混凝土在堆石混凝土中的应用 J 混凝土， 2 0 1 0 ( 0 3 ) ： 1 2 41 2 7 3 唐欣薇， 石建军， 张志恒， 等 自密实堆石混凝土力学性 能的细观仿 真与试验研究 J 水利学报， 2 0 0 9( 0 7 ) ： 788 3 91 4 韩健 ， 张彩双， 卢玲 ， 包芬芬 堆石混凝土技术的研究与 应用 J 中国水运 ： 下半月， 2 0 1 3 ( 1 2 ) ： 3 6 03 6 1 ， 3 6 3 5 王志， 单智 堆石混凝土施工管理 J 混凝土， 2 0 1 2 (1 2) ： 1 4 71 4 9 6 刘国栋， 张强， 朱甲学 堆石混凝土在电站水毁修复工程 中的应用 J 水利技术监督， 2 0 1 2 ( 0 6 ) ： 4 5 4 7 7 潘自恒， 张春霞 我国堆石混凝土筑坝技术的新发展 J 水利水电技术， 2 0 1 2 ( 0 7 ) ： 1 51 7 ， 2 1