大体积混凝土施工技术在某防洪闸道底板工程中的应用

朱清涛

(新疆水利电力建设总公司，乌鲁木齐830000)

1 工程概况

某新建防洪闸道工程，其底板设计为30 m ×30 m的矩形，厚度为1.8 m的钢筋混凝土结构形式，加强带采用抗渗等级为P8 的补偿收缩混凝土，宽度设定为2 m。该底板工程施工的显著特点是大体积混凝土一次性连续浇筑施工量大，整个底板工程需要钢筋用量约 320 t，混凝土用量约为1 800 m3。

大体积混凝土结构其自身截面尺寸较大，混凝土一次性浇筑量大而导致水泥水化热相对更高且不能及时释放，使得大体积混凝土施工技术相对复杂。如果浇筑施工过程中重视不够或温控措施不当，大体积混凝土结构容易在收缩应力的作用下产生大量收缩裂缝，直接影响到水利工程结构的结构耐久性和结构功能的充分发挥［1］。目前，大体积混凝土施工面临的关键技术问题是如何有效控制结构变形缝的产生，以满足混凝土结构在水利工程中的抗渗、抗裂、抗侵蚀等性能要求，从而有效提高水利工程中大体积混凝土结构的使用年限［2］。

2 基础面开挖及处理

该工程中新建闸道区段的桩号范围为:0 +057.7 ～0 +079.7，底板结构基础面露出得岩石主要为花岗片麻岩，实际施工中综合采用炸药爆破和机械破碎等方式进行土石方开挖施工。基础土石方开挖完成后，应及时对基岩表面的泥土、破碎岩块和松动石块清除处理，并将积水彻底排除，进行素混凝土垫层浇筑施工后进行固结灌浆处理。

3 大体积混凝土施工方法

3.1 混凝土配合比确定

混凝土采用商品混凝土，相应的配合比试验由混凝土供应商负责完成。该防洪闸道底板工程中采用的混凝土强度等级有C 30和C 35两种不同型号，C 30混凝土中各组分的配合比例分别为: 水泥285 kg/m3; 水165 kg/m3; 沙785 kg/m3;石1 053 kg/ m3; 粉煤灰75 kg/m3; UEA 膨胀剂9.3 kg/m3; 减水剂31 kg/m3;水灰比为0.57;C 35混凝土中各组分的配合比例分别为: 水泥336 kg/m3; 水180 kg/m3; 沙708 kg/m3; 石1 060 kg/m3;粉煤灰64 kg/m3; UEA 膨胀剂9.6 kg/m3; 减水剂44 kg/m3;水灰比为0.54。

施工过程中对混凝土进行了抽样检测，测得其坍落度为145 ～160 mm;根据投料配合比计算，混凝土的水灰比分别为0.54 和0.57，均适用于泵送混凝土施工。采用的碎卵石粗骨料，其最大粒径≤25 mm，含泥量≤1% 范围内，干密度约2 560 Kg/m3，经原筛孔检查其超径率＜5.0%。采用的河砂细骨料，通过0.316 mm级筛孔的比例约为13%，含泥量≤3.2%，干密度约为2 550 kg/m3。经试验比较分析，UEA 膨胀剂的掺入量为水泥用量的0.033 时，可较好地满足减少混凝土用水量、控制集料水灰比的要求。外添掺合料采用的是电厂生产的细度模数为7.8% ～8.2%的粉煤灰，其烧失量约为3.9% ～4.2%，SO2含量约为1.25%。

3.2 大体积混凝土浇筑施工流程

大体积混凝土浇筑施工流程主要包括有施工前期准备，混凝土集料搅拌、运输，混凝土浇筑、振捣施工，找平处理，合理养护。为确保该闸道底板大体积混凝土一次性连续浇筑完成，结合每段混凝土浇筑施工的集料用量，实际施工中选用了6 台HBT—80 型号的混凝土泵进行大体积混凝土浇筑施工。由于底板混凝土结构的抗渗性能要求较高，选用的混凝土外加剂为UEA 膨胀剂。

4 混凝土浇筑关键施工技术及质量控制

4.1 混凝土浇筑

该防洪闸道底板工程大体积混凝土的浇筑施工严格按照设计浇筑顺序进行，施工缝预留在后浇带位置( 后浇带宽度设置为1 000 mm) ，两侧墙根吊模部分在高出底板顶面约300 mm位置预留水平施工缝，局部区域的底板梁地模低于底板底面位置约200 ～250 mm，次特殊部位待底板整体浇筑振捣密实后再进行浇筑，可采用大直径钢筋或钢管进行人工振捣处理。施工过程中，确保每段混凝土的浇筑施工均连续进行，根据振捣棒的型号和有效震动深度，应分排分组进行混凝土施工浇筑，严禁出现施工冷缝现象。

浇筑膨胀加强带混凝土时，先按正常配合比浇筑施工至膨胀带位置，再采用内掺有比例约为28 kg/m3的PNF 的膨胀的混凝土进行浇筑。实际施工中，膨胀带采用自密闭钢丝网进行隔离，并采用直接为20，间距为500 的钢丝网进行竖向加固，在底板厚度超过800 mm时，在竖向筋中部还应增设一道直径为22 mm的腰筋。

4.2 混凝土振捣

该底板工程混凝土浇筑时采用机械振捣施工，采用的泵送混凝土坍落度较大，流动性较好，实际施工时按照预设坡度分层浇筑，并一次性联系浇筑到顶，没有采用出现冷缝方法浇筑，振捣施工过程直至混凝土表面产生浮浆、不再出现气泡、表面基本无下沉时才停止操作，防止了漏振或过振现象的产生［3］。为防止和减少钢筋及其他预埋件的移动现象，摊灰与振捣是进攻均在对称位置同时开始。对于局部基梁的交叉部位，由于其交点区域钢筋分布十分密集，机械振捣的难度相对较大，若交叉部位面积较小时，在四周进行插振捣棒后，在钢筋分布过于集中的部位应配合以人工振捣; 对于交叉部位面积较大的交点，应在钢筋绑扎时就注意控制钢筋间隔预留插棒孔( 最小间距约为100 mm左右，可插入直径30 mm的振捣棒) 。实际施工中，可在绑扎钢筋时先插入直径约100 mm的木棒，待钢筋绑扎施工完成后拔出。整个施工过程中，应严格按预定的分层浇筑、分层振捣的施工流程进行操作。混凝土浇筑至底板顶面时，应严重按标高定位线，采用木杠或木抹先进行初平，再进行人工精平，其平整度要求应满足设计和规范要求的相关标准。

4.3 二次收面养护

大体积混凝土养护是个非常重要的问题，养护不合理，结构则容易产生大量的温差裂缝。进行混凝土养护的目的是缩小混凝土内外温差，其主要途径和方法是对已经浇筑振捣的混凝土进行外部封闭保温，或者及时降低混凝土集料内部的温度。该工程采用了封闭保温养护措施。实际施工中，混凝土浇筑施工完成后进行了分区域、分块养护，并将养护的重点放在了二次收面养护上，即利用草袋或塑料薄膜覆盖在初凝后的混凝土表面上，以有效增强混凝土的保水、保温性能。

5 质量控制

对混凝土施工过程中采用的如水泥、粉煤灰、外加剂、砂、石骨料、钢筋、止水铜片等各项原材料的技术指标均应严格按照《水工混凝土施工规范》DLT5144—2001［4］的标准执行，进场时应及时抽样检查，其检验项目、取样频率均应满足设计及相关规范规定的要求。

混凝土浇筑施工过程中，为确保混凝土温度符合施工要求，应严格控制混凝土集料中采用的各种原材料的初始温度。其中，水泥温度≤45℃，若高于此温度则要求将水泥在使用前放置一段时间或采取其它有效的降温措施; 砂、石等骨料堆放时应采取有效的遮阳措施，防止太阳直晒，砂、石子温度均≤30 ℃，粉煤灰温度≤32 ℃;必要时应对石子采取用冷水冲洗降温等手段进行降温。

在混凝土浇筑过程中主要的温度控制措施有: 通过有效降温措施降低了混凝土集料的入仓温度;合理安排浇筑施工的时间和流程，加快混凝土集料的散热。本项目闸道底板大体积混凝土施工主要是在春末夏初，环境温度较适宜浇筑，混凝土集料的入仓温度和浇筑时间都比较容易控制在设计范围内。针对混凝土加快散热的要求，采用低块薄层分层分块浇筑，可有效增加散热面，使铺筑集料有相对足够的散热时间。

6 结 语

在该防洪闸道底板工程大体积混凝土施工过程中，项目组通过对集料配合比设计、材料质量方面进行严格的质量把关;在混凝土浇筑施工过程中完全按预定的施工组织方案进行，尤其是混凝土浇筑、振捣、养护等方面采取了针对大体积混凝土施工的有效措施，效果良好。经检查，整个闸道底板结构混凝土外观质量良好，未发现有明显的裂缝、蜂窝现象，达到了设计要求。通过该工程的实践总结，在大体积混凝土浇筑施工方面也积累了宝贵的经验。

［1］王铁梦. 工程结构裂缝控制［M］. 北京: 中国建筑工业出版社，1997.

［2］曹蔚卿. 浅述大体积混凝土裂缝控制［J］. 山西建筑，2007( 33) :172－173.

［3］张海龙. 某水库溢洪道大体积混凝土温控与防裂措施［J］. 河南水利与南水北调，2011(18) :74－76.

［4］水利部水利信息中心，DLT5144—2001 水工混凝土施工规范［S］.北京:中国经济出版社，2001.