水閘工程大體積混凝土施工及質(zhì)量控制

胡家良　李　梅

摘要:本文主要闡述了水閘工程大體積混凝土的攪拌、運(yùn)輸與澆筑以及大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:水閘工程;大體積混凝土;施工;質(zhì)量控制

1 工程概況

巢湖市和縣河閘改建工程位于和縣烏江河入江口,新閘位于老閘閘址中心線向北200m處。新閘共3孔,中孔凈寬12m,兩邊孔凈寬均為10m,閘孔總凈寬32m;閘室底板為三孔一聯(lián)整式底板,長(zhǎng)37.2m,寬18m,閘底板中部厚1.7m,四周均設(shè)1.00m(1.6)×0.80m齒坎。底板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20,混凝土總方量為1250m3。

2 工程地質(zhì)

閘底板地基位于低液限粉土夾淤泥質(zhì)低液限粘土,該地基埋藏淺,厚度較大,流動(dòng)、軟塑,強(qiáng)度低,中偏高壓縮性。利用水泥深攪樁、沉管灌注樁進(jìn)行地基處理。

3 質(zhì)量控制

3.1 基坑土方開(kāi)挖

在地基處理試驗(yàn)合格達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開(kāi)挖底板基槽,人工鑿除水泥深攪樁和沉管灌注樁樁頭,土方開(kāi)挖分層分段依次開(kāi)挖。嚴(yán)禁超挖、欠挖。樁頭進(jìn)行彈性處理,確保底板底部受力均勻。

3.2 施工降水

為保證底板施工過(guò)程中處于無(wú)水狀態(tài),在無(wú)砂混凝土管井降水的同時(shí)另在底板防滲墻內(nèi)增加3m輕型井點(diǎn)降水,加快深攪樁硬化,從而保證底板土層承載力一致,沉降均勻,輕型井點(diǎn)拆除后對(duì)井孔進(jìn)行封閉技術(shù)處理,然后進(jìn)行C20混凝土封底、鋼筋、預(yù)埋件、模板安裝。

3.3 泵送混凝土配制

3.3.1 混凝土配合比的設(shè)計(jì)

大體積混凝土配合比在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度和混凝土可泵性良好的前提下,采用低水化熱水泥;降低混凝土澆灌入模溫度;選擇級(jí)配良好的粗骨料;摻加一定量的外加劑、混合材料;施工時(shí)底板混凝土摻加20%以下的塊石吸熱;利用混凝土后期(90d、180d)強(qiáng)度來(lái)降低水泥用量。

3.3.1.1 原材料的質(zhì)量控制

水泥采用經(jīng)復(fù)試合格的華新水泥總廠生產(chǎn)的礦渣硅酸鹽水泥32.5級(jí) (袋裝),水泥提前一星期入庫(kù)貯存,貯存時(shí)采取措施防止水泥受潮結(jié)塊失效。

粗骨料采用宜興生產(chǎn)的5~31.5mm的碎石,碎石針片狀含量小于10%,含泥量小于1%,無(wú)泥團(tuán),密度大于2.55T/m3,超徑(原篩孔檢查)小于5%。

細(xì)骨料采用湖北產(chǎn)的中砂,通過(guò)0.315mm篩孔的砂大于15%,含泥量小于3%,無(wú)泥團(tuán),密度大于2.50T/m3。

外加劑經(jīng)試驗(yàn)比較選用南通金陵農(nóng)化有限公司生產(chǎn)的“金陵4號(hào)”高效減水劑,其摻入量為水泥用量的0.5%,經(jīng)試驗(yàn)達(dá)到減少混凝土的用水量 、降低水灰比、增加混凝土的和易性等要求。

混合料利用南通市開(kāi)發(fā)區(qū)熱電廠生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰,細(xì)度為7.8~8.0,燒失量3.9~4.2,SO3≤1.3,需水量比為89;考慮礦渣水泥保水性差,粉煤灰取代水泥用量為10%。

底板面層40cm混凝土內(nèi)摻加由南京派尼爾工程材料有限公司生產(chǎn)的格雷斯防滲纖維,每立方米混凝土內(nèi)摻入量為0.6kg來(lái)增加底板抗裂性能。底板混凝土內(nèi)選用洗凈的30~40cm湖州塊石,均勻拋投。

3.3.1.2 混凝土配合比確定

混凝土配合比試驗(yàn)委托具有壹級(jí)資質(zhì)的南通市建筑科學(xué)研究所試驗(yàn)室進(jìn)行試配,其通過(guò)理論計(jì)算、試配和調(diào)整,出具的試驗(yàn)配料單為水泥:水:砂:石:減水劑:摻合料=290:185:720:1175:1.5:29,坍落度為120~140mm,滿足 “泵送混凝土水灰比宜為0.4~0.6,砂率宜為38%~45%,最小水泥用量不宜小于300kg/m3”的規(guī)范要求。在施工過(guò)程中利用炒干法分別測(cè)出砂、石的含水率,隨時(shí)調(diào)整混凝土施工配合比。

3.4 混凝土的攪拌與運(yùn)輸

3.4.1 混凝土拌和設(shè)備

施工現(xiàn)場(chǎng)配備兩套混凝土生產(chǎn)系統(tǒng),每套拌和系統(tǒng)包括JS-500型強(qiáng)制式攪拌機(jī)1臺(tái),PL-800B型自動(dòng)計(jì)量配料機(jī)1臺(tái),20T粉煤灰罐1只,1.5m3輪胎式裝載機(jī)1臺(tái)。同時(shí)配1臺(tái)JS-350型拌料機(jī)備用。兩臺(tái)拌和系統(tǒng)同時(shí)下料,如遇到特殊情況時(shí)保證能有一套生產(chǎn)系統(tǒng)供料,確保混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行,避免形成冷縫。

混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)在使用前進(jìn)行保養(yǎng)、校核,確保計(jì)量準(zhǔn)確性,材料配合比允許偏差控制在:水泥、水、混合料為±2%,砂、石為±3%,外加劑為±1%。粉煤灰、水、砂、石用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)控制外,對(duì)減水劑預(yù)先采用天平稱(chēng)量每盤(pán)料的用量然后裝袋備用。

3.4.2 混凝土拌制

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工地試驗(yàn)室提供的混凝土施工配料單嚴(yán)格配料,機(jī)械攪拌時(shí)料斗投料順序?yàn)?先加碎石,后加水泥、減水劑、粉煤灰,最后加砂和水,混凝土攪拌時(shí)間從投料完畢后組成材料在攪拌機(jī)內(nèi)延續(xù)攪拌時(shí)間不得少于2.0min,摻入格雷斯抗裂防滲纖維混凝土攪拌時(shí)間不得少于2.5min。

混凝土出料時(shí)隨時(shí)測(cè)定坍落度和拌和物溫度,觀察混凝土拌和質(zhì)量,嚴(yán)禁生料輸送,確?；炷翝仓|(zhì)量。

3.4.3 混凝土輸送

由于底板混凝土倉(cāng)面較大,混凝土用量多,采用HBT-50型混凝土輸送泵泵送混凝土。泵管安裝時(shí)不得直接支撐在鋼筋、模板及預(yù)埋件上,每隔一段距離用鋼管支架固定,管道卡箍處不得漏氣、漏漿,泵管盡量少用彎管和軟管,預(yù)防堵管,確?；炷另樌隽?。

混凝土泵送前先用清水濕潤(rùn)管壁,然后拌制1:2水泥砂漿潤(rùn)滑混凝土泵和輸送管內(nèi)壁,潤(rùn)滑用的水泥砂漿分散布料。

混凝土澆筑過(guò)程中,前場(chǎng)和后場(chǎng)均布置管理人員隨時(shí)指揮協(xié)調(diào)?，F(xiàn)場(chǎng)利用對(duì)講機(jī)聯(lián)系控制混凝土澆筑速度及拆布管時(shí)間。確保混凝土整個(gè)澆筑過(guò)程中緊張、連續(xù)、有序地進(jìn)行。同時(shí)安排專(zhuān)人測(cè)定混凝土入倉(cāng)溫度、坍落度,并留置規(guī)定制取的試壓塊組數(shù)。

3.4.4 混凝土平倉(cāng)、振搗和成型

混凝土澆筑前,保證倉(cāng)內(nèi)無(wú)雜物,模板、鋼筋、預(yù)埋件符合規(guī)范要求,一切準(zhǔn)備工作就序,并做好質(zhì)量自檢記錄。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理驗(yàn)收認(rèn)可后方可進(jìn)行澆筑。

底板澆筑前倉(cāng)面平均劃分施工區(qū)域,混凝土澆筑自西向東、由遠(yuǎn)而近?；炷涟匆欢ê穸取㈨樞?、方向分層進(jìn)行,上下層之間的混凝土澆筑間歇時(shí)間不得超過(guò)混凝土初凝時(shí)間;開(kāi)始布料,兩管同時(shí)進(jìn)行,采取“斜面分層”法施工。振搗混凝土應(yīng)從澆筑層的下端開(kāi)始,逐漸上移,以保證混凝土施工質(zhì)量,在底層混凝土初凝前安排一臺(tái)泵進(jìn)行面層防滲抗裂混凝土施工。

混凝土灌筑后用插入式振動(dòng)器振搗,振搗時(shí)與混凝土表面垂直,操作時(shí)做到快插慢撥,上下略為抽動(dòng),插點(diǎn)均勻排列,逐點(diǎn)移動(dòng),順序進(jìn)行,不得遺漏,使混凝土達(dá)到均勻振實(shí)。插入式振動(dòng)器在每一插點(diǎn)上的振搗時(shí)間以混凝土表面呈水平并出現(xiàn)水泥漿和不再出現(xiàn)氣泡,一般在20s~30s。

混凝土表面混凝土用平板振動(dòng)器振搗,施工時(shí)依次成排平位慢移,順序前進(jìn),移動(dòng)間距應(yīng)使平板能覆蓋已振實(shí)混凝土的邊緣5cm左右,以防止漏漿。

平板振動(dòng)器振搗時(shí)間以保證混凝土停止下沉并往上泛漿即可。澆筑過(guò)程中,隨時(shí)檢查模板、鋼筋、止水片和預(yù)埋件等穩(wěn)固情況,如有漏漿、變形和沉陷立即進(jìn)行處理校正。對(duì)混凝土表面的泌水利用海綿及時(shí)排除。及時(shí)清理模板、止水、預(yù)埋件表面的灰漿,對(duì)表面混凝土進(jìn)行二次抹面,防止產(chǎn)生松頂和表面干縮裂縫。

對(duì)混凝土撐柱、止水、施工過(guò)程中拋置的塊石等周?chē)皖A(yù)埋件下面加強(qiáng)振搗,同時(shí)進(jìn)行二次復(fù)振,增加混凝土密實(shí)性,減少混凝土內(nèi)部微裂縫,提高混凝土強(qiáng)度。對(duì)留置拋石洞口的面層鋼筋重新綁扎到位,嚴(yán)禁遺漏。

混凝土施工中按圖紙?jiān)O(shè)置沉降觀察點(diǎn),每角設(shè)置一處,共設(shè)4個(gè)沉降觀察點(diǎn)。

3.5 混凝土的澆筑

閘底板施工時(shí)正好處于四月初,晝夜溫差變化不大,有利于混凝土的澆筑。為保持混凝土內(nèi)外溫度均衡一致,混凝土澆筑12h后對(duì)混凝土表面進(jìn)行彩條布覆蓋,防止混凝土內(nèi)外溫度相差太大產(chǎn)生由于溫差太大引起的裂縫。在整個(gè)面層終凝后立即進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為12天。同時(shí)延遲閘底板四周?chē)０宀鹉r(shí)間,延緩降溫時(shí)間和速度,充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)留置的測(cè)溫點(diǎn)(底板中間上、中、下各一點(diǎn))隨時(shí)觀測(cè)混凝土內(nèi)外溫度,溫差控制在30℃以內(nèi)。使混凝土溫度梯度和濕度不至過(guò)大,控制有害裂縫出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)沉陷觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。