碾压混凝土成缝与处理

李丽波，高淑红，单晓丽

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江大庆163000)

碾压混凝土施工要求有足够大面积的仓面，因此，施工中通常设置施工缝。施工缝一般应垂直于结构的纵轴线，所以施工中通常取消纵缝，而横缝多在薄层浇筑后再进行人工造缝。

1 人工造缝的方法

根据前苏联《动力建设》1983年7期《修筑混凝土坝不设模板的造缝方法》一文介绍，对薄浇筑层进行切缝有两种方法:即连续成缝和间歇成缝。

连续成缝基本上适用于新浇流态混凝土(碾压混凝土可借鉴)，其方法如下:

1)将聚乙烯薄膜铺在新混凝土铺筑层的分缝线上，设法使其延着层高(或部份高度)复贴在缝面上，薄膜使已经铺设的混凝土块的一部分与另一部分隔开。

2)沿着缝线，借助于挂在拖拉机上的振动刀片，将铺好的混凝土料向两边挤开成缝。为了防止被振动挤开的缝在以后合拢，紧跟着刀片的挤入，一片橡胶护壁板按铺筑层的整个高度或部分高度挤入裂缝，就形成了所需的接缝。

3)没着接缝线用挂在拖拉机上的振动刀片，使混凝土浇筑层切开成缝，同时向缝内回填细颗粒的碎石或砾石，使缝壁固定不能合拢。

4)沿着所要形成的伸缩缝线，采取使所浇的一层混凝土强度削弱的方法，例如借助于对该部混凝土料注水的办法，改变新浇混凝土的水灰比，或是在该处用阻碍水泥发生水化热作用的流体物质(如机器油)，使两块混凝土分离的方法。

间歇成缝法如下:

1)借助于振动，刀片顺着接缝线，将新铺筑的混凝土切成两块，待混凝土具有一定的强度已能保持自己的形状时，把刀片抽掉而成缝。

2)借助于振动，刀片顺着接缝线将新铺筑的混凝土切开成缝，刀片底部开口同时作为向缝内填充碎石和砾石的扁平料斗，抽出这个料斗刀片时，从料斗里溜下的填充物就留在缝里，切开的缝壁就不会闭合。

3)顺着缝线，切缝板顺缝面底部向上拉，把新浇混凝土切开成缝。

4)顺着缝线，在混凝土达到1～2 d龄期时，将边缘呈锯齿形状的刀片靠振动和压力沉入混凝土中。然后再把它抽出的方法成缝。

根据日本岛地川、大川等坝和国内沙溪口工程开关站挡墙的碾压混凝土施工情况来看，“先切后碾”和“先碾后切”两种方式均是可行的，其优缺点是:①在平仓后即进行切缝，则切割方便，缝面经碾压后平整，无损伤迹象，但其缝位易偏离，不好控制且对施工干扰大;②在碾压后切缝，一般可在碾压后2～4 h以内进行，其缝位明显准确，施工干扰小，但容易造成缝边角的破损。

2 施工缝处理

大坝混凝土分层分块浇筑产生的水平施工缝，缝面一般有水泥浆所形成的乳皮，严重影响了层间结合，降低抗剪和抗拉强度，为保证混凝土大坝的整体性、抗渗性、耐久性，采取必要的措施处理好施工缝面是确保大坝混凝土施工质量的关键技术问题之一。

碾压混凝土施工的仓面一般较大，铺筑层厚度较薄，施工缝和处理工作较大，目前通常采用“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”的方法。为此，需在浇筑前清扫缝面上的污物和灰尘并排除积水。处理方法有“人工凿毛法、高压水冲毛法、低压水冲毛法、利用风砂枪冲毛法、钢丝刷机械刷毛法、喷洒缓凝剂法”，我国乌江渡工程曾对施工缝的各种处理方法做过对比试验，施工缝采用不同的处理方法后的抗剪强度见表1。从表1可以看出，高压水冲毛的接缝胶结强度最高。高压水冲毛主要有以下优点:①采用清水作为工作介质，冲毛时无多余废弃物产生。②对混凝土表层冲蚀深度很小，可按需要仅将混凝土表面1～3 mm厚的乳皮、钙膜和水锈等各种污染物迅速剥落。③冲毛时混凝土表面较清洁，易于操作人员辨认混凝土表面的污染程度。④可有效地提高混凝土接缝的抗剪强度。⑤冲毛效率高，大大降低工人的劳动强度。这6种方法以高压水冲毛法较为经济合理。近年来大体积混凝土一般都采用有成功经验的高压水冲毛技术，冲毛压力0～50 MPa，要求冲毛后处理的混凝土缝面无乳皮，无水锈青苔杂质，露出粗砂或小石，但不得损伤内部骨料。高压水冲毛关键是掌握冲毛时机，应根据混凝土配合比、施工时的气候和冲毛机械的性能来确定，一般情况下，可在混凝土初凝以后到终凝之前进行。已处理好的施工缝层面在新混凝土覆盖前应保持洁净、湿润状态，一方面是为了避免杂物、污物使两层混凝土“隔离”，另一方面是为了改善水泥砂浆的胶结条件。

表1 不同处理方法的施工缝抗剪强度

3 施工缝处理的试验和应用

1)美国ACI—207委员会有关碾压混凝土施工的报告认为:采用骨料最大粒径为38 mm或以下的混凝土铺筑水平施工缝，能达到令人满意的胶结效果。这种混凝土的灰浆量比产生最大密度的灰浆量至少＞20%，同时混凝土的稠度不宜过稀，以便作为整个铺筑层厚度的一部分同上层混凝土合在一起进行碾压，它的厚度以8 cm左右为宜。

2)美国《碾压混凝土施工规定》要求:当铺筑新的碾压混凝土之前，须在老的层面上铺筑一层厚度为25 mm的碾压混凝土垫层或常规贫混凝土垫层。最大的垫层厚度不超过75 mm，而平均垫层厚度为20～50 mm。

3)美国陆军工程师团在欧克溪(ELK Creek)坝的施工计划中要求，不论其间隔时间多久，在铺筑每一层碾压混凝土前，对前一层的层面应采用高压水进行全面冲冼，以形成一个清洁而粗糙的表面，犹如常规混凝土处理后的表面一样，同时应注意清除全部清洗水及杂物，不使其污染碾压混凝土表面。如果采用高压水冲洗不能达到清洁处理的标准，则应采用动力刷面机以钢丝刷刷去层面上的水泥浆皮或其它杂质，然后以低压水冲洗残留的杂物。经过处理的表面，应铺一层1.25 cm厚的砂浆。

4)日本几个工程的施工经验认为:在已初凝的混凝土面上继续铺筑碾压混凝土时，需铺上一层1.5～2.5 cm厚的砂浆或厚度为7.5 cm左右的细骨料(最大粒径为38 mm)塑性混凝土。

5)英国的《碾压混凝土》认为:水平施工缝必须铺砂浆，才能保证层间的结合良好。

6)国内沙溪口工程和铜街子工程等对碾压混凝土施工缝的处理，要求用高压水冲毛或刷毛机清除表面浮石、浮浆，在混凝土铺筑之前，在老的层面铺筑一层2.5 cm厚的砂浆。

另外，还有一些工程在层面处理的方法和工艺上进行了探索，例如:

美国北环工程对冷缝处理方法进行了4种处理措施的比较，其中有3种效果较好:①铺一层干水泥;②铺水泥浆;③铺水泥砂浆。

国内水利水电部葛洲坝工程局局长办在现场试验中，采用控制较高的VC值(即避免或减少碾压混凝土表面出现“泛浆”而产生“乳皮”现象)，从而在施工缝或冷缝处理时取消刷毛或冲毛工序，以求简化层面处理。

4 收仓处理

碾压混凝土和铺筑层面在收仓时要基本上到达同一高程或预定的层面形状，根据施工机械能力安排铺筑计划和设置的施工缝，以及由于降雨等原因停止铺筑所留的施工缝，其坡度应以振动碾能够行驶的标准(爬坡能力)确定，一般采用1∶4。日本《碾压混凝土施工》关于施工缝的说明如下:

4.1 停铺位置

为了保证碾压机及切缝机作业所必须的宽度，停铺位置离收缩缝的最小距离为300 cm宽。同时，为了使停铺部位不重迭，上下层停铺部位的最小距离亦应为300 cm。

4.2 停铺坡面的整形和压实

停铺坡面应不陡于振动碾能施工的最陡坡度1∶4.0(≈14°)，且平仓后要使用轮胎式装载机对坡面整形。此外，按施工缝处理要求，在混凝土铺筑计划区边缘，将坡面肩部形成隆起10 cm高的围埂，然后进行压实。坡面碾压密实后，削去坡脚的薄层部分(厚10 cm)，削角面用插入式捣固器捣实。任一铺筑层的任一边缘出现冷缝时，这一道缝与同一方向上出现的另一道冷缝之间的距离应。不允许在平行于建筑物纵轴方向上产生连续的垂直向的冷缝。为防止养护水流入正在铺筑的仓面。可在施工缝面上设路肩，集水坑等阻水设施。

［1］ 刘祥柱.水利水电工程施工［M］.郑州:黄河水利出版社，2009.

［2］ 中水东北勘测设计研究有限责任公司.SL303—2004水利水电工程施工组织设计规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2004.