堆石混凝土施工技術(shù)方法

　　作為一種具有廣闊應用前景的大體積混凝土施工技術(shù)，堆石混凝土不僅僅局限于大壩工程的應用，已有部分鐵路公路工程的擋土墻也開(kāi)始應用。下面是小編為大家整理的堆石混凝土施工技術(shù)方法，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　1 引言

　　在施工過(guò)程中,經(jīng)常存在著(zhù)計劃安排不合理,技術(shù)水平不高,質(zhì)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(fā)生,就要加強各環(huán)節的管理,合理安排計劃,嚴格控制質(zhì)量和成本,提高施工技術(shù)水平。

　　堆石混凝土施工技術(shù)，是指用自密實(shí)混凝土(Self-compacting concrete，簡(jiǎn)稱(chēng)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(shí)混凝土，利用自密實(shí)混凝土的高流動(dòng)性及抗離析性，使自密實(shí)混凝土依靠自重填充堆石體空隙，形成密實(shí)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(jiǎn)稱(chēng)RFC)。

　　堆石混凝土施工技術(shù)，作為國家專(zhuān)利技術(shù)[1]，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：施工技術(shù)簡(jiǎn)單、 高密實(shí)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(yōu)良、減少或免除鑿毛等。通過(guò)各種實(shí)驗室試驗和工程試驗，已經(jīng)驗證了自密實(shí)混凝土能很好填充堆石體的空隙，形成致密的、具有較好力學(xué)性能和耐久性的結構[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(shù)，堆石混凝土不僅僅局限于大壩工程的應用，已有部分鐵路公路工程的擋土墻也開(kāi)始應用[11]。相信不久，堆石混凝土將會(huì )在更多的鐵路工程中應用。于是，總結了堆石混凝土施工管理現狀(計劃管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理和成本管理四個(gè)方面)，并提出了堆石混凝土擋土墻施工工序，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(lǐng)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，源于對堆石混凝土施工工序的掌握[12]。周虎作的專(zhuān)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(shù)管理

　　計劃管理是綱領(lǐng)，則技術(shù)管理是貫穿施工過(guò)程中的具體分項。技術(shù)作為生產(chǎn)力的要素之一，無(wú)技術(shù)，則無(wú)施工。在堆石混凝土施工過(guò)程中，包含著(zhù)一些重要工程：堆石選取、模板工程、自密實(shí)混凝土澆筑工程等，這些工程的施工技術(shù)至關(guān)重要，決定著(zhù)整個(gè)工程的質(zhì)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(shí)混凝土覆蓋時(shí)(即倉面無(wú)塊石棱角出露)，應進(jìn)行鑿毛處理;也可在澆筑至倉面時(shí)，采用小塊石拋填，以露出塊石棱角[13]。

　　3.2 模板工程

　　一方面，由于SCC具有很強的流動(dòng)性，對模板產(chǎn)生較大的側壓力，為避免跑模脹模，應采用穩定性好、剛性大的模板，或直接采用砌石墻作模板[14];另一方面，由于SCC的流動(dòng)性，使得漿體極易從模板孔縫中漏出，為避免漏漿，應采用密閉性好的模板，并對孔縫處進(jìn)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(chǎn)生過(guò)大孔隙;防止過(guò)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布在底層，并進(jìn)行人工調整，避免表層堆石空隙過(guò)大[13];對碎石過(guò)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(guò)多的碎石渣堵塞堆石孔隙，從而影響澆筑效果[14]。

　　3.4 自密實(shí)混凝土澆筑

　　SCC現場(chǎng)澆筑是整個(gè)施工的重要環(huán)節之一，可分為灌車(chē)直接澆筑法和拋石澆筑法兩類(lèi)。

　　混凝土灌車(chē)直接入倉，應保證行車(chē)平穩和避免擾動(dòng)已澆筑混凝土，故宜采用后退法澆筑。應設計行車(chē)路線(xiàn)，以避免對已澆混凝土產(chǎn)生擾動(dòng);同時(shí)，需對堆石表面進(jìn)行簡(jiǎn)單平整以便車(chē)輛行走。具體行車(chē)澆筑時(shí)，應采用Z型或N型澆筑方式，各個(gè)澆筑點(diǎn)不宜超過(guò)2m;在有外觀(guān)要求的模板處，可放慢澆筑速度、加長(cháng)澆筑距離、減小混凝土入倉落差，并輕微敲打模板，這樣拆模后的混凝土會(huì )有較光滑美觀(guān)的表面[13]。

　　拋石型堆石混凝土施工，應在自密實(shí)混凝土緩沖層澆筑完成后，將石塊拋入倉內，拋入一定體積的石料，使自密實(shí)混凝土上升后，繼續澆筑自密實(shí)混凝土再使其上升1m，然后再拋石循環(huán)施工。塊石拋入前按照粒徑大小將其分為兩類(lèi)：8-30cm為小塊石，30cm以上為大塊石，拋入時(shí)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(shí)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(shù)方案制定實(shí)施、高溫季節施工、環(huán)境監測等。

　　對混凝澆筑、振搗、養護及坍落度控制做出技術(shù)方案，并嚴格執行，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(guò)車(chē)堆石，不能遮蓋養護。

　　在堆石表面堆積過(guò)多過(guò)厚的自密實(shí)混凝土經(jīng)過(guò)暴曬，表面水分蒸發(fā)，容易產(chǎn)生細小裂縫。堆石混凝土澆筑時(shí)，可在自密實(shí)混凝土覆蓋較多的密集地帶，人工扔一些小碎石，在初凝時(shí)灑水養護，以減少并阻斷這種裂紋[13]。

　　混凝土的裂縫與環(huán)境條件有很大關(guān)系，施工過(guò)程中應注意氣溫和濕度的變化，采取有效措施控制高溫、低溫沖擊和激烈干燥沖擊。注意與氣象站的密切聯(lián)系(降溫及降雨預報)，不得在雨中澆筑混凝土，否則會(huì )嚴重改變水灰比[16]。

　　4 質(zhì)量管理

　　目前，質(zhì)量管理主要是采用“三全一多樣”的全面質(zhì)量管理方法，即全員的質(zhì)量管理、全過(guò)程質(zhì)量管理、全企業(yè)的質(zhì)量管理和多方法的質(zhì)量管理。

　　而全面質(zhì)量管理是依托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(zhì)量信息工作、質(zhì)量責任制和質(zhì)量教育工作。對堆石混凝土施工的全面質(zhì)量管理，應切實(shí)做到以下幾個(gè)方面的質(zhì)量檢測控制。

　　4.1 自密實(shí)混凝土質(zhì)量

　　混凝土拌和物質(zhì)量，按照自密實(shí)混凝土質(zhì)量標準控制，即坍落度24-28cm，坍落擴展度50-60cm，V-漏斗通過(guò)時(shí)間20-40s，滿(mǎn)足擴展度要求時(shí)，擴展度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(chǎng)試驗的檢測內容之一，其檢測結果能夠直觀(guān)快速地判定堆石混凝土的質(zhì)量，其檢測標準為堆石混凝土密度大于2350kg/m3，該密度即為設計參數。表1，為圍灘水電站堆石混凝土試坑容重檢測數據。

　　5 成本管理

　　隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的不斷完善,每一個(gè)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(zhì)量的優(yōu)劣,工時(shí)、機械臺時(shí)的利用,資源、能源的消耗,資金周轉的快慢等等,都會(huì )直接地或間接地在成本中反映,運用成本管理這個(gè)手段,就可以對上述這些方面起組織和促進(jìn)作用。因此,必須在經(jīng)濟活動(dòng)的全過(guò)程中,實(shí)行科學(xué)的、全面的、綜合的成本管理。

　　而作為堆石混凝土施工技術(shù)，本身具備降低綜合成本的優(yōu)勢。但如果成本控制不嚴,將會(huì )造成人力、物力的浪費，即使干出很多堆石混凝土工程，沒(méi)能最大化實(shí)現其優(yōu)勢，那就有悖于這個(gè)技術(shù)的應用，有悖于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目的。

　　對于成本管理，寶泉上水庫沖溝工程[13]獲得了較滿(mǎn)意的結果：混凝土生產(chǎn)時(shí)間每天保證近20h，如果只采用素混凝土回填，可澆筑約360m3/d，如澆筑堆石混凝土，則可澆筑近1000m3，堆石混凝土施工強度較高;根據施工工藝和現場(chǎng)的施工條件，考慮1號沖溝約一半采用自密實(shí)堆石混凝土回填，可節約近240萬(wàn)元。

　　6 堆石混凝土擋土墻施工工序

　　堆石混凝土擋土墻施工工序，主要包括基坑墊層、模板安裝、堆石入倉、自密實(shí)混凝土澆筑、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(kāi)挖 (3)地基處理 (4)墊層施工

　　(5)模板安裝(6)堆石入模 (7)SCC澆筑 (8)循環(huán)施工

　　(9)模板拆除(10)RFC養護(11)構造設施 (12)填料夯實(shí)

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

　　循環(huán)施工，即由于堆石混凝土施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以連續循環(huán)進(jìn)行(5)、(6)、(7)三個(gè)步驟，從而縮短施工周期，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墻中，具有廣闊的發(fā)展前景。于是，總結了堆石混凝土施工管理，提出了堆石混凝土擋土墻施工工序。

　　要較好發(fā)揮堆石混凝土的優(yōu)勢，創(chuàng )造最大的經(jīng)濟效益，為和諧社會(huì )和綠色生產(chǎn)做貢獻，在施工管理方面仍需深入研究的問(wèn)題：

　�、� 針對新的堆石混凝土結構形式的施工技術(shù)和質(zhì)量管理研究，如堆石混凝土擋土墻施工管理;

　�、� 更合理地進(jìn)行施工計劃，完善堆石混凝土施工工藝、工序;

　�、� 在混凝土施工管理中,計劃、技術(shù)、質(zhì)量、成本管理之間是相互聯(lián)系,密不可分的,無(wú)論加強那一方面的管理都會(huì )最終歸結到降低成本,提高經(jīng)經(jīng)濟效益上來(lái)。使計劃、技術(shù)、質(zhì)量、成本管理，四者相互協(xié)調促進(jìn)，形成完整的堆石混凝土施工管理制度，尤為重要。

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