甘河子水库工程大体积混凝土施工质量控制.pdf

甘河子水库工程大体积混凝土施工质量控制 张龙 ( 新疆生产建设兵团第六师五家渠市农业水利工程建设管理处 新疆 五家渠8 3 1 3 0 0 ) 摘要 甘河子水库位于新疆阜康市境内第六师土墩子农场上游的甘河子河河谷上， 属于山区控制性工 程， 大坝型式为混凝土面板砂砾石坝， 坝体面板及底板处均以大体积混凝土浇筑为主。通过对甘 河子水库工程大体积混凝土施工中常见的裂缝质量问题的阐述， 进而分析了大体积混凝土施工 中原材料、 配合比、 生产、 浇筑、 养护、 温度、 管理的质量控制措施， 保证 了大体积混凝土的强度 高、 抗震性好、 可塑性强等特点的充分体现。 关键词 水库工程； 大体积混凝土； 质量控制 中图分类号 ： T V 5 4 4 + 9 1 文献标识码 ： B 1工程概 况 甘河子水库位于新疆阜康市境内第六 师土墩子农场上游的甘河子河河谷上， 坝 址距下游甘河子镇 5 k m，距阜康市 3 8 k m， 距吐 一 乌 一大高等级公路 7 k m，距乌鲁木 齐市 9 5 k in，坝 址地理 位置 东经 8 8 。 1 9 1 2 ， 北纬 4 4。O 2 3 9 。甘河子水库为 甘河子河上的山区控制性工程，大坝型式 为混凝土面板砂砾石坝 ，最大坝高5 3 O v a ， 坝体面板及底板处均以大体积混凝土浇筑 为主。 水库总库容为 6 5 8 万 m 3 ， 主要承担下 游农业灌溉、 工业用水的调节任务 ， 改善调 节灌溉面积 8 2 5 万亩。 甘河子水库工程主 要建筑物包 括拦 河大坝 、左岸深孔 泄洪放 水洞、 右岸表孔泄洪洞、 分水闸四部分 ， 工 程等别为等， 工程规模属小( 一) 型， 主要 建筑 物级别为 4级 ，次要建 筑物级别 为 5 级。其 中大体积混凝土设计强度等级 C 4 0， 抗冻等级 F 3 0 0 ，抗渗等级 W8 ，水灰 比 ( w c ) 0 4 5 ， 坍落度 ： 4 c m 7 e m 。 2施工中质量问题 甘 河子 水库 工 程 位于 甘 河子 河渠 首 处 ， 山区温差、 风力变化幅度较大， 坝体面 板和底板处大体积混凝土浇筑难度较大， 施 工过 程 中常 见 的质量 问 题 主要 以裂 缝 为主， 集中表现为混凝土凝结硬化之前的 塑性裂缝和沉降裂缝， 以及混凝土内外温 差较大时的温度裂缝 和混凝土降温时的 收缩裂 缝。 2 1 塑性裂缝和沉降裂缝 由于工程项 目 地处山谷中， 温差、 风力变 化幅度较大 ，致使 坝体 面板和底板 处产生 塑性裂缝的概率较大， 究其原因主要是混 凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小， 或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高 温或较 大风力的影响 ，导致混 凝土表面失 水过快 ，造成毛细管中产生较大的负压而 使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的 强度又无法抵抗其本身收缩 ，因此产生龟 裂。塑性裂缝在表面积较大的混凝土结构 中表现明显。沉降裂缝易在底板大体积混 凝土预埋件处出现，由于混凝土在凝结硬 化前， 处于塑性状态中的大骨料容易下沉， 同时混凝土沉降离析、泌水上浮时受到固 体埋件约束作用， 进而产生沉降裂缝。 2 2温度裂缝 甘河子水库工程坝体护坡大体积混凝 土浇筑采用连续浇筑模 式 ，由于 山区白天 与夜晚温差较大 ， 加之寒潮困扰等因素 ， 会 导致混凝土表面温度急剧下降，进而使混 凝土表面产生收缩 ， 出现裂缝 。究其 原因主 抽查结果报送监理 工程师 。造孔质 量控 制 。 一是确保振冲器 中心对准桩位 ， 误 差不 小于 l O e m 。二是造孔时，控制好水压、 水 量、 电流、 上下速度 、 留振时间等技术参数 ， 要符合试桩确定的参数值。三是施工中要 及时测量 ，保证造孔深度 与设 计桩底标 高 允许偏差 2 0 ( 3 m 。卵石填充质量控制。 按照设计桩长控制好卵石 的填 充量不小 于 计算 量的 1 1 倍 ， 并利用仪表 自动控制加密 电流、 留振时间、 成桩速度符合要求。 4 4成桩地基质量检测 经过 1 3天的施工作业，共完成桩体 1 3 8 4根 ， 总长度 1 0 5 9 5 m。为 了检测地基加 固处理效果，给工程质量评定提供可靠依 据 ，由建设单位委托具有质量检测资质的 检测 单位对 已成的坝基振 冲桩 质量进行 了 检测。检测单位共布点 6 1 个 ， 其中载荷试 验布点 1 1个 ， 重型动力探 布孔 2 5个 ， 标 准 贯入试验布孔 2 5个， 采用载荷试验 、 重型 动力探及标准贯人试验等不 同方法进行 了 质量检测。根据检测单位出具的检测报告 总体评价 ： 按照 建筑地基处理技术规范 ( J G J 7 9 2 0 0 2 )规定， 1 # 橡胶坝坝基振冲桩 工程质 量合格 ，坝基经处理后 的相对密度 达 到 设 计要 求 ，坝基 承 载 力 最小 为 2 0 6 k P a ，平均承 载力 为 2 2 8 k P a ，大于设计 要 求， 桩间土液化性也已消除， 满足了度地 震设防抗液化要求， 达到了设计预期效果。 5结论 根 据 检测 结 果 ，采 用振 冲法加 固地 基 ，有效 地消 除 了 1 #橡 胶坝 基础地 层 中 粉细砂的液化性 ， 同时也大大地提高了原 地 基 的承 载力 ，工 程 造价 相 对 于整 体换 填 、 砼灌注桩 、 重锤强夯等处理方法也较 低 ， 且施工方法简便易控制。经过 2 0 0 8 年 5月 1 2日汶川 8 1级地 震 、 2 0 1 0年 4月 1 4日青 海玉树 7 1级地震 的考验 ， l 橡胶 坝安全无损， 运行正常。经过实践证明： 要 消除建筑物基础地层中的粉细砂液化性 ， 保证建筑物安全稳定 ， 选用振冲桩处理是 正确和合理的， 是值得在工程设计中推广 应用的。陕西水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) o 。 o 。 r ) o 要是混凝 土在浇筑后的硬化过程 中会 产生水 化热， 从而使混凝土内部温度升高， 同时由于 混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混 凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上 升 ， 内外 温差较大易产 生热 胀冷缩 ， 致使混凝 土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混 凝 土的抗拉强度极 限时 ，混凝 土表面就会 产 生裂缝 ，这种裂缝 多发 生在混凝土施 工中后 期， 而且裂缝会随着时间的推移而不断扩张。 2 _ 3收缩裂缝 收缩裂缝多出现在大体积混凝土养护结束 后的一段时间或是浇筑完毕后的一周左右。 由于混凝土受外 部条件的影响 ，表 面水分损 失过快 ， 变形 较大 ， 内部湿 度变化较小变形较 小，较大的表面收缩变形受到混凝土内部约 束， 导致产生较大拉应力进而产生裂缝。 相对 湿度越低 ， 水泥浆体积收缩越大， 收缩裂缝越 易产生。甘河子水库工程大体积混凝土施工 浇筑中养护比较充分、 到位， 整体面板出现收 缩裂缝甚少 。 3质量控制措施 甘河子水库工程坝体面板大体积混凝土 施工浇筑中严格按照 大体积混凝土施工规 范 ( G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 ) 要求操作， 重点从大体积 混凝土的原材料、 配合比、 生产工艺、 现场浇 筑、 成型养护、 温度控制 、 制度管理方面严把 质量控制， 确保施工中混凝土质量， 保证了坝 体面板大体积混凝土的强度高、 抗震性好、 可 塑性强等特点的充分体现。 3 1 原材料控制 根据工程项 目中大体积混凝土主要设计 技术指标要求 ，坝体面板和底板处水泥采用 优质硅酸盐水泥， 且强度为5 2 5 M p a 。大体积 混凝土所使用的骨料选择粒径均匀 、表面干 净的碎石 ， 同时骨料中的强度、 含泥量等级均 应符合设计指标要求，本工程中骨料选择采 用成品骨料。为了改善大体积混凝土拌和物 的和易性 ， 进而提高混凝土抗渗能力和强度 等级，工程中粉煤灰的选择严格依据设计等 级要求 控制掺入量 ，保证粉 煤灰在大体 积混 凝土中合适占有量，有助于混凝土性能的充 分体现。为了提高混凝土性能， 本工程中高效 减水剂掺量为胶凝材料用量的 0 5 一 1 ， 引 气剂的掺量为水泥用量的0 0 0 5 一 0 0 1 5 ， 有 助于提高大体积混凝土抗冻和抗渗性能。 3 2配合 比控制 甘河子水库工程大体积混凝土配合比设 计充分考虑工程地质、山区施工条件以及当 地气候 状况 ， 保证 昆凝土 的水化热 、 和 易性 、 稳定性 、 施工技术符合工程项 目要求。 由于坝 体面板与底板处大体积混凝土质量要求较 高，配合比设计应遵循在降低混凝土水化热 时必须保证 昆 凝土强度满足工程要求，在保 障 昆 凝土施工及和易性时尽量减少砂量， 进 而降低混凝土变形 ，同时保证混凝土缓凝时 间在合理控制范围内。甘河子水库工程大体 积混凝 土设 计强 度等级 C 4 0 ，抗 冻等级 F 3 0 0 ，根 据 大体 积混 凝 土施 工规 范 ( G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 ) 要求 ， 混凝土水灰 比( W C ) 应0 4 5 。同时粉煤灰的掺入量必须与水泥 用量等量替代， 并进行不同百分比的试配 、 试 拌及浇筑试验， 满足施工要求。 3 3生产控制 为了确保甘河子水库工程坝体大体积混 凝土的施工质量 ， 现场施工浇筑的混凝土均 采 用 有生 产 资质 的专 业 成 品混 凝土 厂 家提 供 ， 成品制备严格按照大体积混凝土配合比 设计要求执行 ， 同时指定专业检测机构随机 抽测混凝土制备原料和成品料 的坍落度与 含气量， 并对成品混凝土进行试块强度和抗 冻 、 抗渗检测 ， 保证混凝土性能符合配合 比 技术标准 ， 进而满足施工要求。混凝土运输 采用专用的运输车，并进行必要的防护 ， 避 免出现离析现象。 3 4浇筑控制 甘河子水库工程大体积混凝土浇筑采用 分段分层连续浇筑方案， 沿着坝体护坡方向铺 设无轨滑模， 浇筑时对滑升速度严格控制， 每 次滑升为 3 5 c m左 右 ， 滑升的速度 3 m h 一 4 m h 。 浇筑顺序采用先低后高，先长后短连续性浇 筑。 浇筑过程 中， 尽量缩短浇筑间隔时间 ， 确保 混凝土在初凝之前完成施工浇筑； 同时在大体 积混凝土分层浇筑完成后 马上进行振捣 ， 振捣 的时间和位置必须明确 ， 避免 在振捣过程 中出 现漏振 和过振问题而影 响混 凝土的性能 。振 捣后的混凝土应及时采用人工抹面收光。 3 5养护控制 工程中坝体护坡与底板处大体积混凝土 养护做到及时、 全面， 由于工程项 目所处山谷 中， 施工期为夏季， 工程区气候较为干燥 、 多 风，同时昼夜温差与风力变化幅度较大， 因 此， 混凝土浇筑完成后及时养护， 采用塑料薄 膜进行覆盖， 避免产生于缩裂缝现象。 大体积 混凝土养护中兼顾保温和保湿效果，养护时 间分为早期、 中期、 后期。工程中大体积混凝 土早期养护以塑料薄膜覆盖为主，覆盖保持 时间约为 1 2 h ；中期养护可进行麻袋覆盖及 洒水养护， 保持时间约为 1 4 d ； 结合工程项目 区气候特点， 后期养护采用人工洒水 ， 间隔时 间3 h ， 养护时间约为 1 4 d 。整体混凝土养护 过程制定全面、 细致的工作计划 ， 确保养护工 作 及时 、 全面 、 到位 。 3 6温度控制 甘河子水库工程大体积混凝土温度控制 中首 先根据对混凝 土温度 、 温度应 力、 收缩应 力进行科学验算分析， 进而得到大体积 昆 凝土 升温时的峰值、混凝土内层与外层温度差值、 温度降低速率的基本指标， 然后结合混凝土相 关性能和基本指标制定施工现场大体积混凝 土浇筑的合理温度控制措施。 工程项目中坝体 护坡与底板处大体积混凝土浇筑人模温度控 制在4 0 左右， 同时内外温差控制在 3 O 。 3 7 管理控制 混凝土质量控制中， 管理因素不可缺少， 由于大体积混凝 土施工 中具有体积量大 ， 干扰 因素多、 浇筑难度大等特点， 施工中需要具备 健全的管理制度， 制定相应的管理措施 ， 摆正 质量、 安全、 工期及费用的辩证关系， 推行以工 程质量为核心的管理模式， 建立技术 、 劳力、 设 备 、 材料高度统一的动态管理机制 ， 减少因管 理漏洞因素而导致坝体护坡与底板处大体积 混凝土质量缺陷， 从而提高混凝土性能等级。 4结语 甘河子水库做为我师山区性水利工程， 最 大坝高 5 3 0 m ， 坝顶长 2 6 9 n a ， 坝体护坡与底板 处均采用大体积混凝土浇筑， 且浇筑量较大； 同时大体积混凝土施工也是初次接触， 因此施 工难度较大。通过借鉴学习， 进而结合本工程 实际特点，在整体大体积混凝土施工过程中， 严 格执行混凝土设计 技术指标和施 工规范 标 准， 同时制定相应的操作程序和合理有效的控 制措施 ， 不仅减少了大体积混凝土裂缝出现频 率， 而且提高了 昆 凝土各项性能等级， 进而保 证 了坝体 护坡 与底板处大体 积混凝土质 量符 合设计要求， 满足工程需要。陕西水利 参考文献 【 1 】中华人 民共和 国住房和城 乡建设部 大体 积 混凝 土施工规 范I S 1 ， 2 0 0 9 2 】蒋晓光 水利工程 大体 积混凝 土施工质 量 控 制探 究U 1 _ 科技创新与应 用， 2 0 1 2 ( 责任编辑 ： 黄灵 芝 )