碾壓混凝土成縫與處理

李麗波，高淑紅，單曉麗

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江大慶163000)

碾壓混凝土施工要求有足夠大面積的倉面，因此，施工中通常設(shè)置施工縫。施工縫一般應(yīng)垂直于結(jié)構(gòu)的縱軸線，所以施工中通常取消縱縫，而橫縫多在薄層澆筑后再進行人工造縫。

1 人工造縫的方法

根據(jù)前蘇聯(lián)《動力建設(shè)》1983年7期《修筑混凝土壩不設(shè)模板的造縫方法》一文介紹，對薄澆筑層進行切縫有兩種方法:即連續(xù)成縫和間歇成縫。

連續(xù)成縫基本上適用于新澆流態(tài)混凝土(碾壓混凝土可借鑒)，其方法如下:

1)將聚乙烯薄膜鋪在新混凝土鋪筑層的分縫線上，設(shè)法使其延著層高(或部份高度)復(fù)貼在縫面上，薄膜使已經(jīng)鋪設(shè)的混凝土塊的一部分與另一部分隔開。

2)沿著縫線，借助于掛在拖拉機上的振動刀片，將鋪好的混凝土料向兩邊擠開成縫。為了防止被振動擠開的縫在以后合攏，緊跟著刀片的擠入，一片橡膠護壁板按鋪筑層的整個高度或部分高度擠入裂縫，就形成了所需的接縫。

3)沒著接縫線用掛在拖拉機上的振動刀片，使混凝土澆筑層切開成縫，同時向縫內(nèi)回填細顆粒的碎石或礫石，使縫壁固定不能合攏。

4)沿著所要形成的伸縮縫線，采取使所澆的一層混凝土強度削弱的方法，例如借助于對該部混凝土料注水的辦法，改變新澆混凝土的水灰比，或是在該處用阻礙水泥發(fā)生水化熱作用的流體物質(zhì)(如機器油)，使兩塊混凝土分離的方法。

間歇成縫法如下:

1)借助于振動，刀片順著接縫線，將新鋪筑的混凝土切成兩塊，待混凝土具有一定的強度已能保持自己的形狀時，把刀片抽掉而成縫。

2)借助于振動，刀片順著接縫線將新鋪筑的混凝土切開成縫，刀片底部開口同時作為向縫內(nèi)填充碎石和礫石的扁平料斗，抽出這個料斗刀片時，從料斗里溜下的填充物就留在縫里，切開的縫壁就不會閉合。

3)順著縫線，切縫板順縫面底部向上拉，把新澆混凝土切開成縫。

4)順著縫線，在混凝土達到1～2 d齡期時，將邊緣呈鋸齒形狀的刀片靠振動和壓力沉入混凝土中。然后再把它抽出的方法成縫。

根據(jù)日本島地川、大川等壩和國內(nèi)沙溪口工程開關(guān)站擋墻的碾壓混凝土施工情況來看，“先切后碾”和“先碾后切”兩種方式均是可行的，其優(yōu)缺點是:①在平倉后即進行切縫，則切割方便，縫面經(jīng)碾壓后平整，無損傷跡象，但其縫位易偏離，不好控制且對施工干擾大;②在碾壓后切縫，一般可在碾壓后2～4 h以內(nèi)進行，其縫位明顯準確，施工干擾小，但容易造成縫邊角的破損。

2 施工縫處理

大壩混凝土分層分塊澆筑產(chǎn)生的水平施工縫，縫面一般有水泥漿所形成的乳皮，嚴重影響了層間結(jié)合，降低抗剪和抗拉強度，為保證混凝土大壩的整體性、抗?jié)B性、耐久性，采取必要的措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。

碾壓混凝土施工的倉面一般較大，鋪筑層厚度較薄，施工縫和處理工作較大，目前通常采用“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”的方法。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。處理方法有“人工鑿毛法、高壓水沖毛法、低壓水沖毛法、利用風(fēng)砂槍沖毛法、鋼絲刷機械刷毛法、噴灑緩凝劑法”，我國烏江渡工程曾對施工縫的各種處理方法做過對比試驗，施工縫采用不同的處理方法后的抗剪強度見表1。從表1可以看出，高壓水沖毛的接縫膠結(jié)強度最高。高壓水沖毛主要有以下優(yōu)點:①采用清水作為工作介質(zhì)，沖毛時無多余廢棄物產(chǎn)生。②對混凝土表層沖蝕深度很小，可按需要僅將混凝土表面1～3 mm厚的乳皮、鈣膜和水銹等各種污染物迅速剝落。③沖毛時混凝土表面較清潔，易于操作人員辨認混凝土表面的污染程度。④可有效地提高混凝土接縫的抗剪強度。⑤沖毛效率高，大大降低工人的勞動強度。這6種方法以高壓水沖毛法較為經(jīng)濟合理。近年來大體積混凝土一般都采用有成功經(jīng)驗的高壓水沖毛技術(shù)，沖毛壓力0～50 MPa，要求沖毛后處理的混凝土縫面無乳皮，無水銹青苔雜質(zhì)，露出粗砂或小石，但不得損傷內(nèi)部骨料。高壓水沖毛關(guān)鍵是掌握沖毛時機，應(yīng)根據(jù)混凝土配合比、施工時的氣候和沖毛機械的性能來確定，一般情況下，可在混凝土初凝以后到終凝之前進行。已處理好的施工縫層面在新混凝土覆蓋前應(yīng)保持潔凈、濕潤狀態(tài)，一方面是為了避免雜物、污物使兩層混凝土“隔離”，另一方面是為了改善水泥砂漿的膠結(jié)條件。

表1 不同處理方法的施工縫抗剪強度

3 施工縫處理的試驗和應(yīng)用

1)美國ACI—207委員會有關(guān)碾壓混凝土施工的報告認為:采用骨料最大粒徑為38 mm或以下的混凝土鋪筑水平施工縫，能達到令人滿意的膠結(jié)效果。這種混凝土的灰漿量比產(chǎn)生最大密度的灰漿量至少＞20%，同時混凝土的稠度不宜過稀，以便作為整個鋪筑層厚度的一部分同上層混凝土合在一起進行碾壓，它的厚度以8 cm左右為宜。

2)美國《碾壓混凝土施工規(guī)定》要求:當鋪筑新的碾壓混凝土之前，須在老的層面上鋪筑一層厚度為25 mm的碾壓混凝土墊層或常規(guī)貧混凝土墊層。最大的墊層厚度不超過75 mm，而平均墊層厚度為20～50 mm。

3)美國陸軍工程師團在歐克溪(ELK Creek)壩的施工計劃中要求，不論其間隔時間多久，在鋪筑每一層碾壓混凝土前，對前一層的層面應(yīng)采用高壓水進行全面沖冼，以形成一個清潔而粗糙的表面，猶如常規(guī)混凝土處理后的表面一樣，同時應(yīng)注意清除全部清洗水及雜物，不使其污染碾壓混凝土表面。如果采用高壓水沖洗不能達到清潔處理的標準，則應(yīng)采用動力刷面機以鋼絲刷刷去層面上的水泥漿皮或其它雜質(zhì)，然后以低壓水沖洗殘留的雜物。經(jīng)過處理的表面，應(yīng)鋪一層1.25 cm厚的砂漿。

4)日本幾個工程的施工經(jīng)驗認為:在已初凝的混凝土面上繼續(xù)鋪筑碾壓混凝土?xí)r，需鋪上一層1.5～2.5 cm厚的砂漿或厚度為7.5 cm左右的細骨料(最大粒徑為38 mm)塑性混凝土。

5)英國的《碾壓混凝土》認為:水平施工縫必須鋪砂漿，才能保證層間的結(jié)合良好。

6)國內(nèi)沙溪口工程和銅街子工程等對碾壓混凝土施工縫的處理，要求用高壓水沖毛或刷毛機清除表面浮石、浮漿，在混凝土鋪筑之前，在老的層面鋪筑一層2.5 cm厚的砂漿。

另外，還有一些工程在層面處理的方法和工藝上進行了探索，例如:

美國北環(huán)工程對冷縫處理方法進行了4種處理措施的比較，其中有3種效果較好:①鋪一層干水泥;②鋪水泥漿;③鋪水泥砂漿。

國內(nèi)水利水電部葛洲壩工程局局長辦在現(xiàn)場試驗中，采用控制較高的VC值(即避免或減少碾壓混凝土表面出現(xiàn)“泛漿”而產(chǎn)生“乳皮”現(xiàn)象)，從而在施工縫或冷縫處理時取消刷毛或沖毛工序，以求簡化層面處理。

4 收倉處理

碾壓混凝土和鋪筑層面在收倉時要基本上到達同一高程或預(yù)定的層面形狀，根據(jù)施工機械能力安排鋪筑計劃和設(shè)置的施工縫，以及由于降雨等原因停止鋪筑所留的施工縫，其坡度應(yīng)以振動碾能夠行駛的標準(爬坡能力)確定，一般采用1∶4。日本《碾壓混凝土施工》關(guān)于施工縫的說明如下:

4.1 停鋪位置

為了保證碾壓機及切縫機作業(yè)所必須的寬度，停鋪位置離收縮縫的最小距離為300 cm寬。同時，為了使停鋪部位不重迭，上下層停鋪部位的最小距離亦應(yīng)為300 cm。

4.2 停鋪坡面的整形和壓實

停鋪坡面應(yīng)不陡于振動碾能施工的最陡坡度1∶4.0(≈14°)，且平倉后要使用輪胎式裝載機對坡面整形。此外，按施工縫處理要求，在混凝土鋪筑計劃區(qū)邊緣，將坡面肩部形成隆起10 cm高的圍埂，然后進行壓實。坡面碾壓密實后，削去坡腳的薄層部分(厚10 cm)，削角面用插入式搗固器搗實。任一鋪筑層的任一邊緣出現(xiàn)冷縫時，這一道縫與同一方向上出現(xiàn)的另一道冷縫之間的距離應(yīng)。不允許在平行于建筑物縱軸方向上產(chǎn)生連續(xù)的垂直向的冷縫。為防止養(yǎng)護水流入正在鋪筑的倉面?？稍谑┕たp面上設(shè)路肩，集水坑等阻水設(shè)施。

［1］ 劉祥柱.水利水電工程施工［M］.鄭州:黃河水利出版社，2009.

［2］ 中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司.SL303—2004水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2004.