淺談變態(tài)混凝土在大體積碾壓混凝土中的應(yīng)用

梁躍先

摘要：碾壓混凝土施工過程中，在一些部位常會出現(xiàn)混凝土的密實(shí)度、外觀質(zhì)量較差、存在無法使用機(jī)械設(shè)備碾壓的問題。傳統(tǒng)的解決辦法是采用常態(tài)混凝土對這些部位進(jìn)行澆筑，但由于兩種混凝土同時上升施工的相互干擾，不能夠通倉連續(xù)上升施工，結(jié)合部位容易形成沿結(jié)合面的軟弱帶，產(chǎn)生面層裂縫的幾率大，且拌和樓頻繁變換配合比影響碾壓混凝土施工工效，因此采用常態(tài)混凝土澆筑效果不理想。

關(guān)鍵詞：變態(tài)混凝土；碾壓混凝土；水利水電施工；工藝特點(diǎn)；工藝流程；經(jīng)濟(jì)效益

1.變態(tài)混凝土簡介

變態(tài)混凝土是一種介于常態(tài)混凝土和碾壓混凝土之間的特殊混凝土，進(jìn)倉方式與碾壓混凝土相同；通過在碾壓混凝土中加入水泥灰漿使其具備常態(tài)混凝土的可振搗性，同時又具備碾壓混凝土施工快、強(qiáng)度高等優(yōu)勢。

變態(tài)混凝土的應(yīng)用解決了異種混凝土結(jié)合部位膠結(jié)和壓實(shí)的問題，使混凝土面層結(jié)合質(zhì)量得到提高；接觸模板部位的混凝土的密實(shí)度得到改善，使混凝土外觀質(zhì)量大大提高，保證了混凝土的澆筑質(zhì)量；同時解決了一些部位無法使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行碾壓的問題。變態(tài)混凝土的應(yīng)用顯示了其獨(dú)特的優(yōu)越性，社會效益顯著。

2.變態(tài)混凝土施工工藝特點(diǎn)

2.1 施工過程方面：施工操作簡單，在拌制混凝土料時與相鄰條帶的碾壓混凝土料同時拌制，同時攤鋪平倉，在成型和初凝之前需在其內(nèi)均勻加漿，并用插入式振搗器振動密實(shí)。

2.2材料的性質(zhì)方面：其所用的原材料與碾壓混凝土相同，其所需的初凝時間比常規(guī)混凝土的初凝時間稍長，但與相鄰條帶碾壓混凝土的初凝時間基本相同。

2.3施工成本方面：其成本比澆筑同等級大體積的常規(guī)混凝土的成本稍低，在澆筑變態(tài)混凝土的相應(yīng)部位改用常規(guī)混凝土澆筑時由于倉位狹窄，攤鋪平倉比較費(fèi)工費(fèi)時，而在該相應(yīng)部位澆筑變態(tài)混凝土?xí)r，只加漿需一些時間和人工成本，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化通倉連續(xù)上升施工。因此，變態(tài)混凝土用于澆筑混凝土倉面邊緣和一些無法使用機(jī)械設(shè)備碾壓的部位有成本的優(yōu)勢。

3.適用范圍

適用于在碾壓混凝土大壩、圍堰等結(jié)構(gòu)的施工中，一些無法直接使用碾壓混凝土施工的部位；如上、下游迎水面防滲部位，暴露面有外觀質(zhì)量要求的部位，模板邊緣、壩內(nèi)配筋處、止水埋設(shè)處、廊道周圍、孔洞周邊等不能直接使用機(jī)械碾壓的部位。

4.工藝原理

在碾壓混凝土施工過程中，工作倉面已攤鋪好的碾壓混凝土物料在經(jīng)過人工造孔或掏槽后灑布流動性良好的水泥灰漿，使原有干硬性的碾壓混凝土物料工作度變?yōu)榻咏B(tài)混凝土，通過機(jī)械振搗使碾壓混凝土物料具有飽滿性、可振性、粘結(jié)性和較好的強(qiáng)度、較好的抗?jié)B防裂性能的混凝土。

5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1施工工藝流程

變態(tài)混凝土施工工藝流程如圖6.1-1所示。

圖6.1-1 變態(tài)混凝土施工工藝流程圖

5.2操作要點(diǎn)

5.2.1變態(tài)混凝土分層厚度與施工寬度

變態(tài)混凝土的分層厚度一般為30cm左右，施工寬度一般采用0.3m～0.6m。寬度太小，無法保證加漿和振搗的施工質(zhì)量，寬度過大，增加了變態(tài)混凝土的施工量，影響碾壓混凝土的施工速度，從而增加了膠凝材料用量，且不利于壩體溫控。

5.2.2 變態(tài)混凝土攤鋪

碾壓混凝土當(dāng)中應(yīng)用變態(tài)混凝土施工工藝進(jìn)行鋪料時，通常以人工輔助作為變態(tài)混凝土攤鋪平整的方式。這是由于如果使用平倉機(jī)攤鋪?zhàn)儜B(tài)混凝土?xí)r，往往會導(dǎo)致骨料集中，給后續(xù)的振搗施工帶來不便。為防止變態(tài)混凝土的灰漿往碾壓混凝土倉面流失，造成變態(tài)混凝土灰漿不足而碾壓倉面因灰漿流入而臟亂甚至軟化的問題，則需要控制變態(tài)混凝土部分?jǐn)備伕叨?，高度?yīng)比相鄰碾壓混凝土低6～10cm左右。

5.2.3漿液配制

① 單位體積漿體各組分材料用量采用絕對體積法進(jìn)行計算。

漿體配合比按下式進(jìn)行計算：

W+C/rc+F/rf=1000

式中：W、C、F-單位漿體用水量、水泥用量、粉煤灰用量，Kg/m3；

rc、rf-水泥、粉煤灰密度，g/cm3。

② 變態(tài)混凝土所需漿液采用制漿機(jī)高速拌和統(tǒng)一制備，嚴(yán)格按照試驗(yàn)室開出的配合比進(jìn)行制漿。

5.2.4確定加漿量

變態(tài)混凝土加漿量是隨碾壓混凝土VC值變化的變量，加漿量控制范圍為碾壓混凝土體積的4%～6%（V/V），加漿后保證變態(tài)混凝土塌落度值在1cm～3cm之間。由于進(jìn)行變態(tài)混凝土施工時，采用振搗器振實(shí)，因此加漿時變態(tài)混凝土的坍落度須滿足振搗要求。準(zhǔn)確的加漿量控制也是降低變態(tài)混凝土施工成本的主要手段。

5.2.5漿液運(yùn)輸

① 依施工現(xiàn)場環(huán)境所定，如制漿機(jī)可設(shè)在相對混凝土施工作業(yè)面地勢較高處，水泥灰漿沿岸坡設(shè)置管道自流并均勻噴灑至倉面所需部位。

② 由制漿機(jī)統(tǒng)一制備的變態(tài)混凝土所用水泥灰漿，裝入膠輪車運(yùn)至倉面，人工撒漿。

5.2.6鋪漿方法

① 垂直注漿法，碾壓混凝土攤鋪后，均勻地在混凝土面上垂直造孔，造孔按梅花形進(jìn)行布置，孔徑100mm、孔距30cm、孔深20cm左右。然后將水泥灰漿注入孔中，待漿液浸透后，開始振搗混凝土至密實(shí)。

垂直注漿法示意圖

② 頂部掏槽注漿法，變態(tài)混凝土的分層攤鋪厚度一般為30cm左右，在攤鋪

完畢的碾壓混凝土面上挖一個深15cm、寬20cm左右的溝槽，將配制好的灰漿按一定量均勻地鋪灑在溝槽中，然后回填15cm厚的碾壓混凝土，接著在碾壓凝土面層均勻地鋪灑灰漿，待漿液浸透后，開始振搗混凝土至密實(shí)。

掏槽注漿法示意圖

5.2.7振搗

振搗是變態(tài)混凝土施工中的重要環(huán)節(jié)。在振搗施工過程中，應(yīng)做好以下幾方面的工作：

① 在周邊混凝土碾壓結(jié)束之后進(jìn)行振搗，在選用振搗器時通常選用直徑為?100或?80的高頻振搗器和直徑為?70mm的軟軸式振搗器。

② 在振搗工序時，應(yīng)在加漿10～15分鐘之后開始振搗，且在振搗過程中振搗至下層的深度應(yīng)在10cm以上，振搗時間應(yīng)控制在25s到30s之間。

③ 在變態(tài)混凝土與碾壓混凝土交叉部位選用高頻振搗器振搗時，其振搗范圍應(yīng)大于二者的交叉范圍，以確保二者緊密連接。

5.2.8結(jié)合部位碾壓

變態(tài)混凝土與碾壓混凝土結(jié)合部位，振搗器垂直插入到碾壓混凝土中，精心振搗，確保兩種混凝土融混密實(shí)；異種混凝土結(jié)合部位表面再用小型振動碾碾壓收平；相鄰區(qū)域碾壓混凝土與變態(tài)混凝土搭接寬度不小于200mm。

5.2.9養(yǎng)護(hù)

混凝土硬化后，應(yīng)及時覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，夏季施工需采用倉面噴霧保濕降溫措施。

6.材料與設(shè)備

6.1材料

變態(tài)混凝土所用材料為碾壓混凝土和水泥灰漿。水泥灰漿由水泥和粉煤灰并摻用外加劑拌制而成，其水膠比宜不大于同種碾壓混凝土的水膠比。

6.2設(shè)備

變態(tài)混凝土主要生產(chǎn)、施工設(shè)備見表7-1，主要檢測設(shè)備見表7-2。

7.質(zhì)量控制

7.1 標(biāo)準(zhǔn)

變態(tài)混凝土施工主要參照《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（DL/T5112—2000）及設(shè)計技術(shù)要求。

7.2 變態(tài)混凝土施工質(zhì)量控制

7.2.1在進(jìn)行變態(tài)混凝土施工時，其配比設(shè)計必須科學(xué)合理，通過實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格控制灰漿、碾壓混凝土、水灰各自所占份量。同時，應(yīng)該選用質(zhì)量合格的外加劑，對其用量多少也要嚴(yán)格控制，確保外加劑的性能符合施工要求。嚴(yán)格控制加漿量，加漿量過低混凝土振搗不密實(shí)，而且外觀容易出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象；加漿量過大混凝土密實(shí)性雖然好，但混凝土倉面及表面易行成多余灰漿層、淚痕，影響外觀質(zhì)量且會造成變態(tài)混凝土的成本增加。

7.2.2做好灰漿質(zhì)量的控制。要想確?；覞{的質(zhì)量，可以采用機(jī)械拌制的方式以保證其據(jù)有必要的均勻性。為了防止灰漿出現(xiàn)沉淀的問題，在使用灰漿之前，應(yīng)該對其實(shí)施慢速的攪拌。

7.2.3工序設(shè)計應(yīng)該科學(xué)合理，便于施工和質(zhì)量控制，特別是對于變態(tài)混凝土與碾壓混凝土的搭接寬度，應(yīng)該確保其寬度至少有20cm。并嚴(yán)格控制施工過程中每一個工序、每一個細(xì)節(jié)，確保施工質(zhì)量。

7.3變態(tài)混凝土質(zhì)量檢測

鉆孔取芯是評定變態(tài)混凝土質(zhì)量的綜合方法，該方法能夠真實(shí)地反映變態(tài)混凝土的基本性能、層間膠結(jié)及施工質(zhì)量。鉆孔取芯主要對碾壓混凝土、變態(tài)混凝土及異種混凝土結(jié)合處進(jìn)行取芯，測試混凝土在28天和90天齡期的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、極限拉伸、層間接觸面抗剪斷強(qiáng)度。

8.技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

變態(tài)混凝土的應(yīng)用解決了異種混凝土結(jié)合部位膠結(jié)與壓實(shí)的問題，提高了碾壓混凝土的層面結(jié)合質(zhì)量，改善了碾壓混凝土的密實(shí)度，解決了碾壓混凝土施工當(dāng)中特殊部位不能直接使用機(jī)械設(shè)備碾壓的技術(shù)問題，施工質(zhì)量更有保證，確保了碾壓混凝土快速施工的連續(xù)性。

傳統(tǒng)解決上述問題的辦法是采用常態(tài)混凝土對這些部位進(jìn)行澆筑，而澆筑效果并不理想；變態(tài)混凝土相較常態(tài)混凝土施工成本低，施工工效高；同比常態(tài)混凝土可降低造價約15.4%。

參考文獻(xiàn)：

[1]《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（DL/T5112—2000）

[2]變態(tài)混凝土--《水利科技與經(jīng)濟(jì)》2014年11期

[3]淺談變態(tài)混凝土施工工藝--《四川水力發(fā)電》2013年05期