毛石混凝土施工关键技术研究.pdf

第 3 2卷第 3期 2 0 1 0年 3月 人民黄河 YE L L OW RI VER Vo 1 32 No 3 Ma r ， 2 01 0 【 水利水 电工程 】 毛石混凝土施工关键技术研究 刘信勇， 铁朝虎 ， 黄西轩 ( 华北水利水电学院， 河南 郑州 4 5 0 0 1 1 ) 摘要： 毛石混凝土具有混凝土高强的抗压性能， 同时也兼有一定的抗剪能力。施工中要控制毛石的尺寸， 以免引起裂 缝或增加石料加工费用； 毛石混凝土的振捣采用插入式， 振捣密实标准为混凝土表面不再有气泡产生、 不再显著下沉和 表面泛浆； 毛石混凝土在浇筑过程中应注意： 受拉区的混凝土不得埋块石， 温度低于0时停止浇筑混凝土， 在毛石摆放 时遵循“ 大石块 大间距 ， 小石块小 间距” 的原则。 关键词 ：毛石 ；埋石率 ；整体性 ；浇筑质量 中图分类号 ：T U 5 2 8 1 文献标识码 ： B d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 0 1 3 7 9 2 0 1 0 0 3 0 4 9 最常见的混凝土有钢筋混凝土、 素混凝土、 碾压混凝土、 毛 石混凝土以及变态混凝土。毛石混凝土主要适用于大体积承 重部位， 在水利工程和山区道路建设中， 可充分利用当地材料， 降低工程成本 ， 但毛石的加工和摆放需要人工完成， 且粒径和 间距不易控制 ， 可能出现设计埋石率与实际施工情况不一致等 现象 。 毛石混凝土施工关键技术 毛石混凝土施工的关键是有一定厚度的混凝土包裹住毛 石， 否则就不能满足整体受力的要求。毛石混凝土抗压强度一 般是所浇混凝土强度等级的 1 21 4倍， 而抗剪强度是所浇 筑混凝土抗剪强度的0 6 5 0 7 5倍。 1 1 毛石特性 毛石是由爆破开采直接获得的石块， 形状不规则的称为乱 毛石， 形状不规则但有两个平面大致平行的称为平毛石。乱毛 石的规格用质量表示 ， 质量为51 5 k g的小石块， 一般用于 砌筑厚度较小的砌体或填塞砌体大空隙； 质量为 1 5 7 O k g的 石块， 可用于砌筑建筑物基础、 挡土墙及堤坝护岸等。平毛石 又称方块石， 是由乱石加工而成， 表面粗糙 ， 中部厚度不小于 1 5 e m， 多用于砌筑质量要求较高的毛石砌体， 如墙身和墩体。 毛石应是质地坚硬、 无风化剥落层、 没有裂缝、 表面无污 垢、 水锈等， 且大致成方形的块状岩石。岩石的抗压强度与所 浇混凝土抗压强度 比值必须大于 1 ， 一般要求为不小于 1 5 ， 对 于 C 3 0及其以上的混凝土应不小于 2 。凡是有显著风化迹象、 裂缝加泥层、 片状体或强度低于岩石的抗压强度或压碎指标的 块石 ， 均不得使用， 岩石的抗压强度或压碎指标 ， 见表 1 。 1 2 毛石控制标准 随着机械化水平和振捣设备能力的提高， 浇筑混凝土的速 度和分层厚度都有一定程度的提高， 对毛石的尺寸提出了新的 要求。乱毛石主要适用于小体积毛石混凝土； 对于大体积毛石 混凝土， 石料必须经过二次加工 ， 其控制指标按平毛石考虑， 中 部厚度一般 为 2 03 0 e m， 且 不得 小 于 1 5 e m， 边 长 为 3 0 4 5 】 08 e m， 最长边与最短边之比不宜大于 2 。若毛石粒径过大， 则将影 响混凝土浇筑厚度和振捣效果， 易引起裂缝， 进而影响整体性； 若 毛石粒径过小， 则增加石料加工费用。 表 1 岩石的抗压强度和压碎指标值 注： 水成岩包括石灰岩、 页岩等； 变质岩包括片麻岩、 石英岩等； 深层 火成岩包括花 岗岩、 正长岩 、 闪长岩和橄 榄岩 等； 喷 出火成岩包 括玄武 岩和辉绿岩等。 2 毛石混凝土施工 2 1 准备工作 ( 1 ) 基础面处理。对于土基， 将预留的保护层挖除， 并清 除杂物 ， 然后铺碎石， 浇筑湿砂并压实； 对于砂砾石地基 ， 先 清除有机质杂物和泥土， 平整后浇筑一层厚 1 0 2 0 e m的低强 度混凝土， 以防漏浆； 对于基岩， 首先对岩面的松动、 软弱、 尖 角和反坡部位进行清除， 再用高压水冲洗岩面上的油垢、 泥土 和杂物 ， 但岩面要保持湿润且不得有积水 ， 如遇地下水， 应设排 水沟或集水井将水排走。浇筑前要铺一层厚 13 e m的水泥 砂浆( 水灰比相对较小) 。 一 ( 2 ) 施工缝处理。施工缝即新老混凝土之间的结合面。对 需要接缝处理的纵缝面， 只需冲洗干净， 可不凿毛， 但要刷一层 水泥浆。若垂直缝是沉降缝或温度缝 ， 须按设计要求进行相应 收稿 日期： 2 0 0 9 1 0 1 5 作者简介： 刘信勇( 1 9 8 6 ) ， 男， 山东菏泽人， 硕士研究生， 研究方向为混凝土 结构原理与应用。 E ma i l ： x i n yo n g O30 72 2 1 2 6 co rn 人 民 黄 河2 0 1 0年第 3期 处理。水平缝的处理： 毛石混凝土收仓面的时候， 除将老混凝 土面的软弱乳皮清除干净 ， 形成石子半露但不松动的表面外 ， 还应露出顶层毛石的一部分或按插些块石， 高度以 1 0 c m左右 为宜 ， 以增强层面间的摩阻力， 提高毛石混凝土的整体性。水 平施工缝处理的关键是把握好凿毛时间， 若过早， 则浪费混凝 土且易造成石子松动 ； 若过迟 ， 则难以达到清除混凝土表面乳 皮的目的。 ( 3 ) 仓面检查。毛石混凝土开仓前必须对重点工序进行验 收， 如预埋件的位置和个数 ， 钢筋的规格、 尺寸、 数量和接头等。 此外应注意对毛石进行验收， 如块石的干净程度和堆码方量。 毛石方量应根据仓面积和埋石率而定 ， 实际方量一般为堆码方 量的 6 5 一 7 5 ， 开仓前要对实际备石方量进行估算 ， 做到准 备充分。 2 。 2 毛石混凝土浇筑和养护 ( 1 ) 入仓铺料和平仓。混凝土入仓多采用平层浇筑法， 该 法是沿仓面某一边逐条、 逐层连续铺填， 上层铺填振捣后， 紧接 着铺填振捣下一层 ， 直至浇筑到预定高程为止， 仓面高度一般 控制在 3 m以内。铺层厚度需根据振捣器性能、 浇筑强度、 混 凝土初凝时间、 毛石粒径和仓面条件等综合确定 ， 一般为 3 0 5 0 c m。若层间间歇超过混凝土初凝时间， 则会出现冷缝 ， 使层 间抗渗、 抗剪和抗拉能力明显下降。当允许层间间隔时间确定 后， 为防止出现冷缝 ， 应满足公式 ： K Q ( TT 1 ) B L H ( 1 ) 式中： K为时间延误系数， 一般为0 8 00 8 5 ； q为浇筑仓面要 求混凝土的实际生产能力， m h ； T为混凝土初凝时间， h ； T 1 为 混凝土运输、 浇筑所需的时间， h ； 曰、 L分别为浇筑块的宽度和 长度， m； H为铺料层厚度 ， m。 出现冷缝的原因主要是浇筑能力不够或仓面过大。当采 用其他措施( 如使用缓凝剂、 减水剂 、 降低浇筑厚度等) 仍不能 满足要求时， 可采用斜层浇筑法或阶梯浇筑法， 但这两种方法 易使混凝土在平仓振捣中出现分离， 所以混凝土坍落度不宜过 大， 浇筑高度不宜超过 2 m。毛石混凝土浇筑一般采用阶梯法 或平铺法。 综合考虑毛石混凝土施工要点， 浇筑方案为先铺一层厚度 大于 1 0 e m的混凝土， 将毛石立放在新浇筑的混凝土层上， 然 后再浇筑混凝土， 直到浇筑厚度高于毛石顶部约 1 0 c m止， 待 平仓振捣之后再浇筑下一层毛石混凝土。毛石间距不应小于 1 0 c m， 间距大小需根据埋石率进行调整， 但应保证振捣棒能比 较宽松地振捣， 以便混凝土能够密实地包裹毛石。为防止出现 层间冷缝， 必须把摆石时间 也考虑进去： K Q( T一7 。 一 )B L H ( 2 ) ( 2 ) 振捣。振捣是混凝土浇筑的关键工序 ， 对毛石混凝土 而言 ， 它是决定毛石和混凝土密实结合程度的重要环节 ， 应在 平仓后立即进行。按振捣方式的不同， 振捣器分为插入式 、 外 部式和表面式 3种， 毛石混凝土的振捣采用插入式。 使用插入式振捣器时， 要垂直插入混凝土内部 ， 快插慢拔， 上下略微抽动， 振捣时间为 2 O3 0 s ， 插点应均匀有序， 移动半 径不大于振动棒作用半径的 1 5倍 ( 一般为 3 05 0 c m) ， 距模 板距离应不小于 2 0 c m， 以减少混凝土对模板的侧压力 ， 同时要 求振捣棒应插入下层混凝土 51 0 c m， 以消除上下层 间的接 缝。振捣密实标准为混凝土表面不再有气泡产生、 不再显著下 沉和表面泛浆等。 ( 3 ) 养护。养护是保证混凝土质量的必要措施。混凝土浇 筑完毕后 ， 应在 1 2 h内加以覆盖 ， 并洒水养护， 应保证混凝土表 面处于湿润状态， 养护时间不小于 1 4 d ， 前7 d的养护工作是提 高混凝土强度和防止裂缝出现的关键阶段， 尤为重要。 2 3 埋 石率 从毛石混凝土施工方法上分析( 毛石为不规则体) ， 设毛石 为边长 3 5 c m的正方体， 毛石间距设为 2 0 c m， 混凝土铺层厚度 为 1 5 c m， 从而得出 1 0 0 0 m 毛石混凝土中含有 6 4 8 0块毛石 ， 其体积之和为 2 7 7 8 3 m ， 即埋石率为 2 7 8 ； 若毛石边长为 3 0 c m的正方体 ， 间距为 2 0 c m， 则埋石率为 2 1 6 ( 实际施工 中很难达到) ， 说明在理想条件下， 毛石混凝土的埋石率均超过 2 0 。 毛石一般可就地取材， 且形状不大规则， 在浇筑过程中若 注意上下层毛石的搭接 ， 就可在一定程度上避免裂缝的发展， 有利于建筑物的整体稳定。毛石混凝土在浇筑过程中还有两 方面的控制要点 J ： 受拉区的混凝土不得埋块石； 当温度低 于 0时应停止浇筑混凝土。有抗冻要求的建筑物所埋毛石 距结构表面的距离不小于 3 0 e m； 无抗冻要求的应不小于 1 0 c m。毛石与模板、 预埋件和侧墙之间的距离要大于 1 5 c m， 在浇筑过程中不应向毛石规定的最小间距间添加薄片状块石， 这会降低毛石混凝土的整体性， 在摆放毛石的时候， 应该遵循 “ 大石块大间距 ， 小石块小间距” 的原则。 参考文献 ： 1 崔长江 建筑材料 M 郑州： 黄河水利出版社 ， 2 0 0 1 2 中华人民共和国交通部 J T J 2 6 8 - - 9 6水运工程混凝土施工规范 S 北京： 人 民交通 出版社 ， 1 9 9 6 3 梁建林， 胡育 水电工程施工技术 M 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 5 4 中华人民共和国发展和改革委员会 D L T 5 1 4 4 -2 0 0 1水工混凝土施工规 范 S 北京： 中国电力出版社， 2 0 0 1 【 责任编辑吕艳梅】 1 0 9