大坝碾压混凝土施工质量控制综述.pdf

2 2 施工准备阶段质量控制 2 2 1 混凝土 配合 比的质量控制 针对碾压混凝 土 干硬 性 、低 发热 量要 求 和碾 压施 工 混凝土工程 的特点 ，在确定混凝土的配合比时，主要考虑的是水泥、 粉煤灰 的选 用和用 量 以及水 、砂石 骨料 、外 加剂 掺用 比 例。表 1 为碾压混凝土配合比的建议指标。 表 1 碾压混凝 土配合 比的建议指标 项 目 建议指标 备注 水胶比 控制在 0 4 5 O 5 5 粉煤灰掺量 占胶凝材料的比例一般控制在 4 5 6 0 用水量 单位体积用水量一般控制在 7 5 9 5 k g m3 变态混凝土加浆量 一般在 5 8 ( 浆液质量 占混凝土质量的比例) 砂率 砂率一般控制在 3 O 3 6 骨料 大石 ： 中石 ： 小石 一3： 4： 3或 4： 3： 3 最大粒径一般为 8 0 ram 缓凝剂 占胶凝材料的比例 ：0 7 P MS 一3 引气剂 占胶凝材料的比例 ：8 1 0 4 1 2 1 0 P MS N E A3 Mg O 小于胶凝材料的 6 包括水泥中 Mg O含量 2 2 2 原材料质量控 制 ( 1 )水泥、粉煤灰 、外加剂的检测项目和检测频率，见表 2 。 表 2 水泥 、粉 煤灰 、外加剂的检测项 目和检测频率 名称 检测项目 取样地点 检测频率 检测目的 快速检定标号 拌和厂、水泥库 必要时进行 验证水泥活性 水泥 细度 、安定性、标准稠 水泥库 每 2 0 0 4 0 0 t 一次 检定出厂水泥质量 度需水 、凝结时间 、标号 密度、细度、需水量、烧失量 粉煤灰仓库 每 2 0 0 4 0 0 t 一次 评定质量稳定性 粉煤灰 强度比 必要时进行 检定出厂粉煤灰质量 缓凝剂、引 溶液浓度 拌和厂 每班 一 次 调整外加剂掺量 气剂 、M g O 每批 不足 2 0 0 t ，也应 检测一次 。 ( 2 )骨料 的检测项 目和检测 频率 ，见表 3 。 表 3 骨料 的检测项 目和检 测频率 名称 检测项 目 取样地点 检测频率 检测 目的 细度模数 拌和厂 、筛分厂 每天一次 筛分厂控制生产， 级配 筛分r 必要时进行 调整混凝土配合比 细骨料 含水率 拌和厂 2 h一次或必要时 调整混凝土用水量 含泥量、容重 拌和厂 、筛分厂 必要时进行 大、中、小石 超、逊径 拌和厂 、筛分厂 每班一次 筛分厂控制生产，调整混凝土配合比 粗骨料 含水率 拌和厂 每班一次或必要时 调整混凝土用水量 小 石 黏土 、淤泥、碎屑含量 拌和厂 、筛分厂 必要时进行 2 2 3 现 场碾压试验 ( 1 )现场碾压试验 的 目的 ： 1 )验证设计配合比的工作度、碾压机具的工作性能。 2 )确定现场碾压参数及拌和系统的投料顺序。 3 )确定混凝 土的拌和时间 。 4 )根据现场碾压试验成果，必要时对设计配合 比进 行调整 。 ( 2 )工作度：碾压混凝土的可碾性，主要取决于混凝 土的V C值和骨料的分离情况。V C值一般控制在 5 l O s 。 碾压混凝土摊铺 均匀 ，混凝 土容 易碾 压密 实 ，且泛 浆效 果较好 ，即工作度较好。如果碾压混凝土摊铺均匀，骨 料集中现象不明显，但混凝土不容易碾压密实，且泛浆 效果不好 ，即工作度较差，此时应调整混凝土的配合 比， 使 之达到较好的工作度 。 ( 3 )投料顺序 ：碾压混凝土 的投料顺序不 同于常态混 凝土，没有一个固定的顺序，要通过现场试验加以确定。 2 3 鬻 水 利 水 电 施 工 2 0 1 4 第2 期 总 第1 4 3 期 ( 4 )拌 和时间 ：取决 于拌 和机 械设 备 ，同样 需要现场 试验确定 。当使 用 自落 式拌 和 机拌 制碾 压混 凝土 时 ，拌 和时间一般为 1 5 O 1 8 O s ；使用强制式拌和机时，拌和时 间一般为 3 o 5 0 s 。为了加快施工进度和适当减少拌和机 数量 ，应优先选用强 制式 拌和机拌制碾压混凝土 。 ( 5 )碾压遍数 ：在较好工作度情况下 ，碾压遍数主要 取决 于碾压 机具 的振 幅 、振 动频率 和行 走速 度 。根 据工 程 经验 ，大多数工程大碾选用 B W 一 2 0 2 A D 自行式双筒振 动碾 ，碾压 遍 数为 静碾 2遍 ，振 动碾 压 8遍 ，再 静 碾 2 遍 ；小 碾选 用 B W 一7 5 S系列 的碾压机 具 ，碾压遍 数为静 碾 2 遍 ，振动碾压 2 6 遍 ，再 静碾 2遍 。针对 大坝碾压混 凝 土的碾压遍数也应通过 现场试验确定 。 2 3 施工 阶段 质量控 制 2 3 1 工序检查和验收 每个单 元工程 开 仓前 ，按 规程 、规 范 和施工 图纸 要 求进行建基 面 、施 工缝 处理 、模 板 、钢 筋 、预埋 件 等工 序检查和验收 。 2 3 2出机 口碾压混凝土 V C值 碾压混凝土出机 口取样检测项 目和检测频率见表 4 。 表 4 碾压混凝土 出机 口取样检测项 目和检 测频率 检测项 目 检测频率 检测 目的 控制标准 v c值 每 2 h 一次 检查可碾性，控制工作度变化 允许偏差为 3 含气量 每班 1 2 次 调整外加剂掺量 允许偏差为 l 温度 每 2 4 h一次 温控要求 不高于设计要求值 每 3 0 0 5 0 0 m3 一次， 抗压强度 检测碾压混凝土质量及施工质量 满足设汁要求 不足 3 0 0 m3 每班至少取样一次 注气候条件变化较大 ( 大风 、降水和高温)时，应适当增加 V C值检测次数。 2 3 3 铺筑质量控 制 施工中铺料厚度要严格控制 ，混凝土的摊铺厚度按 现场试验确定值进行摊 铺 ，一般 为 3 3 c m，偏差 控制在 3 c m 以内 ；摊铺 面要 平整 ，高低差 控制在 3 c m 以内。 2 3 4 施工现场 V C值和密实度 的质量控 制 在碾压过程 中，拌和物 的 V C值是 否合适 ，可根据下 述碾压现象进行判断 ：V C值 太大时 ，振动碾 压 3 4 遍 ， 表面没有 明显 的灰 浆泛 出 ，时 有骨 料被 碾碎 的现 象 ，或 碾压机过后 ，混 凝 土表 面 有 一 些 条状 裂 纹 ；V C值 太 小 时 ，振动碾 1 2遍后 ，混凝 土 表面 明显有 灰 浆泛 出 ， 或有较多灰浆粘在振动轮上 ；当振动 碾压 3 4 遍 后 ，碾 压面 明显有灰 浆泛 出 ，表 面平 整有 光泽 ，呈 现 一定 的弹 性，则表明拌和物的V C值适中。 2 3 5 碾压 现场的检测项 目和标准 碾压现场 的检测项 目和标 准见表 5 。 表 5 碾压现场 的检测 项 目和标 准 检测项 目 检测频率 控制标准 v c值 每 2 h 一次 现场 V C值允许偏差为 5 s l O 0 2 0 (h n 2 至少有 内部混凝 土相对 密实度不 压实容重 1 个测点，每一铺筑 得小于 9 7 ，外部混凝 土相 层应有 3 个以上测点 对密实度不得小于 9 8 相当于出机口取样 抗压强度 数量的5 1 O 骨料分离情况 全过程控制 不允许出现骨料集中现象 两个碾压 由试验确定不 同气候 条件 层间隔时间 全过程控制 下的层间允许间隔时间 ，并 按其判定 混凝 土加 水 拌和至碾压 全过程控制 小于 2 h 完毕时间 人仓温度 2 4 h一次 不高于设计标准 2 4 2 3 6 碾压 速度 、碾压遍数 碾压采用 B W 2 0 2 AD自行式双筒振动碾，B W- 7 5 S 小 碾用于靠近模 板 、基 岩等边 角部 位 的碾 ，振动 碾仓 面 行走速度为 1 O 1 5 k m h 。碾压遍数 通过牛产 性试 验确 定 ，B W 2 0 2 A D振 动碾碾压参数 初拟 为无 振 2 遍 +有振 8 遍 +无振 2 遍 ，碾 压方 向同 围堰 轴 线方 向 。在结 构 周边 或模板边采用 B W 7 5 S小型振动碾碾压，初拟碾压遍数为 无振 2 遍 +有振 2 6遍+无振 2遍 。 2 3 7 核子密度仪压实度检测 每铺筑 1 O 0 2 0 0 m 碾压混凝土至少有 1个检测点， 每一铺筑层仓面内有 3 个以上检测点。以碾 完毕 1 0 mi n 后的核子密度仪测试结果作为压实容重判定依据。采用 核子密度仪检测碾压混凝土 ( R C C)压文后的文际密度， 使相对压 实度达 到 9 8 为止 ，否则 补碾合 格 。不合 格 的 可以挖 除。 2 3 8异种混凝土质量控制 ( 1 )加浆量的控制：通常加浆量为 5 ，f 1 r 满足坍落 度 l 3 c m的要求。变态混凝土加浆量见表 6 。 表 6 变态混凝土加浆量 变态混凝土 单位 长度加浆量 ( L m) 序号 宽度 ( m) 二级 配混 凝土 级配混 凝 f 1 O 5 7 5 4 5 2 1 0 l 5 O 9 O 3 1 5 2 2 5 浆液浓度以试验室采用比重法控制，达不到要求时， 应掺加水泥。 ( 2 )挖槽和洒浆 ：摊铺平整好的碾乐混凝土层面用人 工挖 深 0 1 O 1 5 m、宽 0 1 0 m 的两道沟槽后将 浆液匀速 铺洒到沟槽内；局部 出现的富余浆体，人 转移至贫浆 部位 。如碾压 混凝 土的 V C值 有 变化 ，可适 当调整 加浆 量。摊铺后应在 1 5 mi n内完成灰浆铺洒。 ( 3 )振捣：采用 1 O 0强力振捣器振捣 ，插入到下部 常 态混凝 土中 5 O 1 0 0 mm。振 捣完成后 ，结合部 位再用 振 动碾碾 压 1 2遍 ，碾 压常 态混 凝 土 与 R C C结 合 处碾 压搭接宽度大于 2 0 c m，以保证异种混凝土的结合质量 。 2 4 结束阶段质量控制 2 4 1 外观质量检查 拆模后对混凝土表 面进 行外观质量检查 ，具体 见 表 7 。 表 7 混凝土表 面质量缺 陷检 查 序号 项目 检查内容 分项等级 总评 1 混 凝 土面损 坏 处数 、面 积 、深度 2 表面平整度 3 麻 面 数 量 、面积 4 蜂窝孔洞 数培、长度、深度 5 层面结合 数量 、长度、深度 6 异种混凝土结合 数量 、长度、深度 7 混凝土与基岩结合 数培 、长度、深度 8 渗水 点数 2 4 2 碾压混凝土缺 陷的处理 碾压混凝 土施 工质 量缺 陷包 括 表面 损坏 与不 平 、蜂 窝、麻面、狗洞、层间结合 良、异种混凝土结合不良、 混凝土与基岩结合不 良、渗水、裂缝等。从缺陷发生的 部位来分 ，可以分为外部缺陷和内部缺陷。 ( 1 )混凝土表面质量缺 陷的处理 ：混凝 土表面缺 陷有表面损坏和表面不平 、蜂窝、麻面 、狗洞 、表面 裂缝等 ，表面质量缺陷对混凝土的危害 比较轻微 ，处 理 起来 比较简 单 ，采 用一 般 的混 凝 土 缺 陷 处 理 方 法 处 理 即可 。 ( 2 )混凝土内部质量缺陷的处理：混凝土内部缺陷有 层 间结合不 良、异 种混 凝土 结合 不 良、混凝 土 与基 岩结 合不良、渗水、裂缝等，其处理方法分别如下 ： 1 )层间、异种混凝土 、混凝土与基岩结合不 良等 内部缺 陷 的处 理 。层 问 、异 种 混 凝 土 、混 凝 土 与 基 岩 结合不 良，是在钻孑 L 取芯、超声波探测及压水试验过 程中发现 的碾压 混凝土的 内部质 量缺陷。处理 方法 ： 对可疑部 位布置 钻孔 ，通 过压水 、抽水 、定 量 注水、 测量 混凝 土 芯样 获 得 率 、容 重 、钻 孔 记 录 和 混 凝 土 芯 样 外 观等 成果 进 行分 析 ，判断混凝 土 内部 缺陷 的严 重程 度和范围，以确定处理方法和措施 。通常采用水泥灌浆 的方法进行处理，有 时也根据危害程度进行化学灌浆 处 理 。 2 )碾压混凝土裂缝的处理。裂缝的分类，从形式上 可分为表面 、深层 、贯穿 3类 ；从 成 因上 可分 为 干缩 裂 缝 、温度裂缝 、应力裂缝 3类。 ( 3 )裂缝 的检测 ： 混凝土工程 1 )裂 缝 检测 的 目的。查 明 裂缝 的形 状 、分 布状 态 、 成因及危害，为拟定裂缝处理方案提供依据。 2 )裂缝 的检测方法 。有表 面测 绘 、压风 ( 水 )试 验 、 钻孔取样检查 、孔 内照相 、孑 L 内电 视、电视 录像 和 声波 法探深等方法 。 3 )裂缝检测 的成 果 。通过 检测 了解裂 缝 的位置、长 度、宽度、深度、倾向、错距、缝 口渗水含钙析出的情 况；搞清楚重要裂缝的开度变化及其与气温、荷载的关 系；了解裂缝 与混凝 土架 空事 故 ，以及与 邻近 结构 的预 留缝 、管路 串通 的情况 。 裂缝 的处 理 ：大 体积 碾压 混凝 土 的表 面裂缝 ，一般 只作表面凿除回填水泥砂浆或环氧砂浆处理即可；对深 层、贯穿性裂缝 ，必须进行处理。裂缝分布的不同，对 建筑物安全的危害程度也不同，处理要求标准也不尽相 同。对重要部位 出现的裂 缝 ，需 提请 设计 单位 进行 裂缝 补强处理 ，以保障大坝安全运行。 裂缝表面处理：表 面处理措施有沿裂缝铺设骑缝钢筋、缝 口凿槽嵌缝、粘 贴或涂刷防渗堵漏材料 ； 裂缝灌浆处理 ：常用措施有 水泥灌浆和环氧灌浆。 2 4 3 碾压混凝土的质量评定 碾压混凝 土的 质量评 定 内容包 括 原材 料、混凝 土拌 和物 、混 凝 土 试 块 、施 工 工 序 、混 凝 土 外 观 、芯 样 评 价等。 钻孔取样 的 内容包 括岩 样 获得率 、压水试 验 、芯样 外观描述等。钻孑 L 取样是评定碾压混凝土质量的综合方 法 。规范规 定 ，对 于 I、 级碾 压 混 凝 土水 工 建 筑 物， 必须进行钻孔取样的质量评定。钻孑 L 数量根据设计要求 或工程需要确定。 碾压混凝土芯样外观主要评定碾压混凝土的均质性 和密实性 ，其标准见表 8 。 表 8 碾压 混凝 土芯样 外观评 定标 准 评定标准 级别 表面光滑程度 表 面致密程度 骨料分布均匀性 优 良 光滑 致密 均匀 合格 基本光滑 稍有孔 基本均匀 不合格 不光滑 有部分孔洞 不 均匀 芯样 的物理 力学 指标 的测定包 括容 重、抗 压强 度、抗拉强 度 、抗 剪强 度、弹性模 量和拉 伸变形 等 性 能 。 3 结束语 碾压 混凝 土 坝 的施 工 质 量 控 制 ，首 先 以满 足 设 计 指标要求和工作度较好 的混凝土配合 比作保证，通过 施工 3个阶段控 制，最终形成 合格的产 品碾压混 凝 土 坝 。 2 5