碾压混凝土施工工艺

2019-01-08于娜

建材与装饰 2018年48期

于娜

（中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410007）

我国的水坝类型已经从传统转变为碾压混凝土类型，相比于传统方式而言，碾压混凝土具有低耗能、低胶凝材料用量、能够快速施工的优点，特别是在提倡环保节能的新型建筑工程理念的大趋势下，越来越多的工程选择这类混凝土筑坝形式。

1 工程简述

本工程施工对象为大型水坝，具体内容涵盖坝顶溢流表孔的打造、发电引水系统的建设及供水管道的铺设等。其中，大坝采用的是双曲拱坝结构，施工工艺选用的是碾压混凝土方式，运用C20碾压混凝土实现大坝主体的施工，以混凝土加水时开始计算，周期应满90d，见图1。

基于全面提升防渗层质量的目的，采用了两种施工工艺，即C20变态混凝土和C20碾压混凝土，以粗骨料粒径为基准，两类材料达到二级配标准，对应龄期均为90d；前者厚度为0.5m，后者介于2.0～4.5m范围内，以确保抗渗等级达到W8水平。对于下游坝面亦采用上述两种施工工艺，以粗骨料粒径为基准，二者达到三级配标准，对应龄期均为90d，且厚度均为0.5m，最终确保抗渗等级达到W6水平。大坝基础部分则采用C20常态混凝土工艺，此阶段达到二级配标准，对应龄期为90d，以确保其抗渗等级达到W8水平。

图1 大型水坝站概况图

2 碾压混凝土最佳遍数工艺试验

在碾压混凝土大规模施工前，为了达到提升施工质量的目的，根据试验方案要求组织进行试验段施工，试验段的选择具有较强灵活性，可选择在仓面内，也可在仓面外选择同条件场地进行试验。本次试验选择在仓面外同条件场地进行试验。碾压混凝土试验需按正常施工工艺组织实施，根据试验过程不断调整参数。如下给出了具体的施工工艺流程：

2.1 试验场地选择

试验场地布置在后方营地模板加工场，试验完成后，该场地作为模板加工场使用。试验场地规划为31m×10m（长×宽），场地基础坚实，下挖1.50m，边坡按照1：2放坡，基坑开挖结束后压实整平并浇筑一层厚约15cm的C20混凝土进行封底找平。

2.2 碾压组遍数确定

试验块的VC值控制应根据施工时的气候环境及仓面的施工情况进行动态控制。以混凝土厚度为参考，出机VC值介于4～7s范围内，入仓VC值介于5～8s范围内。基于现场天气状况的变化，也需针对性做出调整：当现场阳光照射强烈时，为避免仓面摊铺后的碾压混凝土VC值降低速度过快的现象，仓面应及时采取喷雾保湿的措施。整个试验过程可细化为三层，对应厚度均为35cm，对应VC值范围分别为：10～15s、5～10s和1～5s，分为 A、B、C 三个条带。A、B、C 条带第一层以 1.1km/h速度行走，以无振2遍，有振4遍、6遍、8遍，无振2遍进行碾压。具体顺序为：首先展开2+4+2遍的碾压，其次以2+6+2遍碾压，最后以2+8+2遍碾压，在每次碾压完成后用核子密度仪进行压实度检测。经检测2+6+2遍碾压满足压实度要求后，第二层以1.3km/h速度行走，对应的碾压遍数与第一层保持一致，结束碾压作业后需运用灌砂法获悉压实度状况，在试验过程中试坑下沉，试坑体积变小测其压实度不准确。第三层以1.3km/h速度行走，以无振2遍，有振6遍，无振2遍进行碾压。待碾压作业结束，采用核子密度仪展开压实度检测，以此判断施工结果是否达到工程标准。

当碾压混凝土对应的压实度符合工程标准后，一方面需要确保层间的结合质量，从而提升表面泛浆程度，另一方面还应满足现场施工进度的要求。当铺料厚度达到35cm时，应控制振动碾的运行速度保持在1.1km/h水平，具体的碾压方式为：首先展开2遍无振碾压施工，而后6遍有振碾压施工，最后再重复第一步，即展开2遍无振碾压施工。

3 碾压混凝土施工工艺

3.1 碾压混凝土施工强度

碾压混凝土因其具有施工速度快的优点得到了广泛应用。近年来，大型碾压混凝土大坝施工中，碾压混凝土日浇筑上万立方已较为普遍。即使是在小型碾压混凝土坝施工中，碾压混凝土的日浇筑方量通常也能达到一千立方以上。一般情况下，只有混凝土拌和系统的生产能力足够高的情况下，碾压混凝土的施工强度可以是同等条件下常态混凝土施工强度的3倍以上。

3.2 混凝土模板工程

考虑到减少模板间的缝隙面，保证模板整体结构的稳定性，并尽量减小渗透。大坝上游背水面对应的模板规格为3m（宽）×3.5m（高），其中每三块模板组成一套。大坝下游的背水面对应的模板规格则为边长2.5m的正方形结构，从而形成双层翻升模板。基于提升模板刚度的目的，可以在模板顶面边缘部分增设修饰角钢护面。

在各层混凝土的接触面及横缝面处设置悬臂模板，以方便安装并保证混凝土浇筑时分层错缝的稳定，在溢流堰的布局上采用异型宽尾敦结构。此外，对于排水廊道等结构而言，应根据其实际平面尺寸采用预制混凝土。

3.3 混凝土入仓浇筑

由于水库碾压混凝土浇筑量较大，因此以自卸汽车入仓方式为佳。在本项目中，所有的碾压混凝土均通过自卸汽车的方式完成入仓。在入仓前，为保持浇筑面清洁，避免杂质干扰，应对汽车表面进行充分的清洁，配备长达100m的脱水路段，此外还应建有路面排水沟，防止污水流入仓内。

3.4 混凝土平仓碾压

本项目使用的混凝土平仓推土机有两类，分别为D31p-18A和D65P-8，二者均产自日本；所使用的仓面碾压设备有三类，包括BW200、BW202AD和BW75S，三者均产自德国。检测设备有DN-40中子仪和TS-600VC值测量仪。

为保证压实度，混凝土碾压采用平推碾压，施工中自卸汽车倒退直接入仓，下料应从远端开始，在完成三层薄层均匀摊铺作业后，将81cm的厚度碾压为75cm。以条块摊铺方向为基准，使用型号为BW200的设备进行碾压，此过程应遵循先2遍无振、后8遍有振，最后再次2遍无振的顺序，碾压速度不大于1.1km/h，最后再用BW75型手扶震动碾找平，使表面平整。在高温天气下作业时，碾压过程中要根据气温与蒸发量适当进行补水处理。

每完成一层混凝土碾压作业后，需要随即展开质量检测工作。在检测点的选取上，应遵循横向间距30m、竖向间距取20m的原则。将检测结果与目标值进行对比，对达不到目标值的区域进行补碾。此外，若某层混凝土密实度合格率低于95%，应对该层混凝土进行重碾处理。

3.5 混凝土层间结合处理

在混凝土浇筑前，进行碾压混凝土现场工艺试验以及剪切试验，根据试验结果制定出如下混凝土层间结合处理措施：①将混凝土拌合完成作为起点，以碾压结束作为终点，整个过程不可超过2h。②混凝土各层之间的间隔时间应控制在8h以内，当此段时间介于6～8h范围内时，首先应进行水泥粉煤灰净浆喷洒作业，而后方可展开下层铺筑作业。通过此方法，可提升层间的分子结合力，确保结构的完整性。③受环境等因素的影响，当混凝土层间间隔时间大于8h时，应按照施工缝进行处理。

3.6 缝面处理

在混凝土终凝后，为保证混凝土表面的整洁性与光滑度，需对混凝土缝面做冲毛处理，该道工序采用的仪器为国内常用的HVW-MI型，该台机器能保证足够的平整光滑度与工作效率，此外机器购置费用较低，使用能耗较小，兼具效率与经济的特性，非常适合本工程的应用。

3.7 碾压混凝土的温控

碾压混凝土浇筑过程中的温度控制同样是防比温度裂缝的关键。温度控制措施有控制温升、采用低热水泥、增加活性掺合料用量、采取保温措施、在适宜的气候下浇筑、埋设冷却水管以及预冷却等方法。因碾压混凝土浇筑仓面大，受周围气候的影响大，预冷却法的效果不明显，所以预冷却法已经基本不用。一般来说，碾压混凝土施工气温在3～25℃较为合适。