堆石混凝土技術(shù)在黃驊港圍堰工程胸墻中的應(yīng)用

羅苑平　詹義生　周瑞杰

摘 要：通過堆石混凝土施工技術(shù)在黃驊港圍堰工程胸墻中的應(yīng)用，介紹了堆石混凝土技術(shù)的施工方法、施工流程和施工過程中應(yīng)注意的事項及處理措施。經(jīng)過該工程實踐經(jīng)驗，與原設(shè)計的漿砌塊石胸墻對比，在保證原來的強度要求條件下，由于施工工藝簡單，人為干預(yù)小，滿足施工條件方面更容易保證；同時減少了大量人工，提高了機械化程度，施工效率明顯提高，真正實現(xiàn)了縮短工期，提高經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵字： 堆石混凝土 施工技術(shù) 胸墻 圍堰工程

工程概況

黃驊港位于河北省滄州市區(qū)東邊約90km的渤海之濱，由煤炭港區(qū)、綜合港區(qū)和河口港區(qū)組成，恰置環(huán)渤海經(jīng)濟圈的中部，是朔黃鐵路、邯黃鐵路的直通港口，也是我國主要能源輸出港口之一。

黃驊港圍堰工程位于黃驊港東面，施工范圍遠離陸域，其中的E標(biāo)段上部結(jié)構(gòu)中，下部設(shè)漿砌塊石胸墻，胸墻頂標(biāo)高+5.5m，胸墻上設(shè)0.5m厚壓頂混凝土，頂標(biāo)高+6.0m。其中，胸墻基座中部2.5m寬部位，由原設(shè)計的漿砌石變更為堆石混凝土結(jié)構(gòu)，標(biāo)號為C25F250，全長3000m，變更工程量為7500m3。具體結(jié)構(gòu)斷面如圖所示。

施工技術(shù)

1、堆石混凝土施工技術(shù)

堆石混凝土施工技術(shù)是由清華大學(xué)發(fā)明并進行推廣，該技術(shù)是指將滿足一定粒徑要求的塊石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆筑滿足特定要求的自密實混凝土，依靠自密實混凝土的自重和流動性填充堆石空隙，形成完整、密實、滿足強度要求的混凝土。堆石混凝土主要包括堆石入倉和專用自密實混凝土澆筑兩道工序。

黃驊港圍堰E標(biāo)段施工環(huán)境遠離陸域，塊石船舶運輸方便，施工操作范圍受限，澆筑線路較長，為了保證強度和避開冬季施工危害而加快施工進度，設(shè)計單位把原漿砌石擋墻基礎(chǔ)部位變更為堆石混凝土結(jié)構(gòu)，兩側(cè)采用漿砌塊石作為模板。

2、堆石混凝土的優(yōu)勢

堆石混凝土作為一種新的混凝土施工技術(shù)，利用大量的塊石作為建筑材料，充分發(fā)揮了低水化熱專用自密實混凝土的性能優(yōu)勢，除強度、彈模等基本力學(xué)性能接近普通混凝土外，還具有低水泥用量、低水化熱、高密度、高強度保證率、流動性大、操作相對簡單等特點；可顯著提高工效、縮短工期、降低施工成本，具有優(yōu)良的體積穩(wěn)定性、技術(shù)先進、適用面廣等優(yōu)勢。另外，由于堆石混凝土技術(shù)采用大量塊石和粉煤灰，減少了水泥用量和大功率的碾壓機械，可以減少溫室氣體的排放和能量的消耗，是一種環(huán)保的混凝土。

施工方法

1、堆石的選取

堆石混凝土所用的堆石材料應(yīng)是新鮮、完整、地址堅硬、不得有剝落和裂紋，堆石料粒徑范圍為300mm～500mm。堆石混凝土強度標(biāo)號應(yīng)不低于C25，堆石材料的飽和抗壓強度應(yīng)不低于60 M Pa，堆石料的含泥量不高于0.5%，不允許含有泥塊。

2、砌筑石墻（模板）

從圖1可知，該工程堆石混凝土兩側(cè)均為漿砌塊石墻，能有效解決模板的剛度、強度及密封的問題。但漿砌石墻應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑專用自密實混凝土的側(cè)壓力。澆筑過程中，應(yīng)安排專職人員檢查漿砌石墻的位置和形態(tài)，防止變形、漏漿。

3、堆石入倉

本工程采用挖掘機從運石船或圍堰下部直接取石入倉，此工序操作可不受潮水漲幅限制。運至現(xiàn)場的石料可通過簡易篩選，將300mm以上的石料用以堆石混凝土澆筑。堆石宜進行沖洗，以控制堆石含泥量，嚴(yán)禁混入泥塊、軟弱巖塊。

4、專用自密實混凝土的生產(chǎn)

專用自密實混凝土用量比例按設(shè)計要求不超過堆石混凝土方量的45%，使用強制式雙臥軸拌機進行拌合，采用混凝土攪拌船攪拌，專用自密實混凝土出機后可直接通過混凝土輸送泵澆筑至倉面。

生產(chǎn)過程中應(yīng)測定骨料含水率，每一個工作班應(yīng)不少于2次，當(dāng)含水率有顯著變化時，應(yīng)增加測定次數(shù)，并依據(jù)檢測結(jié)果及時調(diào)整用水量及骨料用量，不得隨意改變配合比。專用自密實混凝土配合比使用過程中，應(yīng)根據(jù)原材料的變化或?qū)Ｓ米悦軐嵒炷临|(zhì)量動態(tài)信息及時進行調(diào)整。

5、專用自密實混凝土澆筑

專用自密實混凝土從堆石體表面澆筑，利用其卓越的流動性能、抗離析性能和填注性能堆石空隙充填密實，澆筑過程中無需振搗。澆筑前必須檢查堆石倉尺寸、高程，確認正確無誤后，方可進行澆筑。表面外觀有較高要求的部位，為防止表面氣泡，澆筑后，可在表面進行抹平。澆筑點應(yīng)與均勻布置，澆筑點間距不宜超過2m。在澆筑過程中應(yīng)遵循單向逐點澆筑的原則，每個澆筑點澆滿后方可移動至下一澆筑點澆筑，澆筑點不應(yīng)重復(fù)使用。澆筑時的最大自由落下高度宜在5m以下。當(dāng)采用泵送入倉時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果及施工條件，合理確定混凝土泵的種類、輸送管徑、配管距離等，并應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果及施工條件確定專用自密實混凝土的澆筑速度。

施工注意事項及處理措施

1、模板

該工程堆石混凝土兩側(cè)均為漿砌塊石墻，能有效解決模板的剛度、強度及密封的問題。需注意事項如下：

漿砌石墻應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑專用自密實混凝土的側(cè)壓力（側(cè)壓力可按照2.5倍水壓力進行估算）和施工過程中產(chǎn)生的荷載。

澆筑過程中，應(yīng)安排專職人員檢查漿砌石墻的位置和形態(tài)，防止變形、漏漿。

2、石料入倉堆放

堆石入倉是堆石混凝土施工過程中的首要環(huán)節(jié)，堆石料的質(zhì)量直接影響堆石混凝土的澆筑效果，對入倉的堆石粒徑必須嚴(yán)格控制，風(fēng)化嚴(yán)重的石料禁止入倉，含泥量過高的石料入倉前必須清洗，否則會影響自密實混凝土與堆石的粘結(jié)效果。在進行堆石時，對碎石過多的石料宜用挖掘機翻倒后再入倉，可減少碎石與石渣入倉，避免過多的碎石與石渣堵塞堆石縫隙，從而影響澆筑效果。

3、專用自密實混凝土生產(chǎn)、澆筑及性能要求

進行堆石混凝土澆筑的自密實混凝土受氣溫、砂石料含水率、級配、攪拌時間等因素影響較大，混凝土自密實性能不易控制，所以必須要有經(jīng)驗的技術(shù)人員進行指導(dǎo)操作。

自密實混凝土具有很強的黏性，對攪拌設(shè)備的要求較高，在進行攪拌時盡量采用雙臥軸強制式攪拌機，并確定足夠的攪拌時間。在泵送時，因高壓會造成流動性變化，所以必須對入倉時的自密實混凝土性能按技術(shù)指標(biāo)進行嚴(yán)格控制，以保證入倉自密實混凝土的質(zhì)量。

自密實混凝土澆筑是堆石混凝土施工的重要環(huán)節(jié)，相鄰澆筑點距離不宜超過2m，以避免混凝土無法自流至相鄰澆筑點中部區(qū)域，產(chǎn)生堆石空隙不密實的現(xiàn)象。

專用自密實混凝土要求的性能指標(biāo)應(yīng)滿足以下要求：①專用自密實混凝土的工作性能采用坍落度試驗、坍落擴展度試驗、V型漏斗試驗和自密實性能穩(wěn)定性試驗檢測，其指標(biāo)應(yīng)符合表1要求。②專用自密實混凝土強度等級宜與堆石混凝土設(shè)計強度等級相同。③專用自密實混凝土的彈性模量、長期性能和耐久性等其他性能，應(yīng)符合設(shè)計或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

結(jié)論

堆石混凝土技術(shù)在黃驊港圍堰工程E標(biāo)段胸墻部位應(yīng)用中，與原設(shè)計的漿砌塊石胸墻對比，在保證原來的強度要求條件下，由于施工工藝簡單，人為干預(yù)小，滿足施工條件方面更容易保證；由于堆石體的骨架作用，體積穩(wěn)定性好，質(zhì)量影響因素小，容易保證質(zhì)量；同時減少了大量人工，提高了機械化程度，施工效率明顯提高，真正實現(xiàn)了縮短工期，提高經(jīng)濟效應(yīng)。

參考文獻：

[1] 朱春軍.基于港口工程大體積混凝土裂縫防治措施分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（27）.

[2] 金峰，安雪暉，石建軍等.堆石混凝土及堆石混凝土大壩[J].水利學(xué)報，2005，36（11）：1347-1352.

[3] 安雪暉，黃綿松，周虎等.堆石混凝土施工技術(shù)綜述[C].//中國土木工程學(xué)會全國混凝土新技術(shù)及其工程應(yīng)用技術(shù)交流會暨2007年年會論文匯編.2007：23-31.

[4]何世欽，朱忠峰，李賀，等.建筑廢棄混凝土再生利用新技術(shù)的實驗研究[J].混凝土，2013，2：121-126.

[5]黃綿松，周虎，安雪暉，等.堆石混凝土筑壩技術(shù)的環(huán)境影響評價[C].水電2006國際研討會，958-965.

（作者單位：中鐵港航局集團有限公司）