大壩碾壓混凝土試驗(yàn)研究

□丁華麗（河南省水利第二工程局）

大壩碾壓混凝土試驗(yàn)研究

□丁華麗（河南省水利第二工程局）

打磨崗煙草水源工程大壩為碾壓混凝土重力壩，為了更好的完成施工，保證施工質(zhì)量，通過(guò)碾壓混凝土碾壓試驗(yàn)，獲得準(zhǔn)確的碾壓參數(shù)，同時(shí)檢驗(yàn)了施工過(guò)程中各系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和配套性，確定了特殊部位施工方法，最終確定了施工工藝和施工參數(shù)，為碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工提供了依據(jù)，取得了較好的效果。

打磨崗；碾壓混凝土壩；碾壓混凝土試驗(yàn)；施工參數(shù)

0　引言

打磨崗煙草水源工程位于內(nèi)鄉(xiāng)縣馬山口鎮(zhèn)外坡自然村上游約400m處，壩址控制流域面積112.30 km2，水庫(kù)總庫(kù)容983.30萬(wàn)m3，興利庫(kù)容536萬(wàn)m3。大壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高47.50m，壩頂長(zhǎng)度234m。是一座以灌溉供水為主要任務(wù)的?。╨）型水利工程。

1　試驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)

1.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>

碾壓混凝土碾壓試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱烁玫耐瓿墒┕?，保證施工質(zhì)量，通過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證配合比設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，檢驗(yàn)經(jīng)試驗(yàn)確定的碾壓混凝土施工配合比的性能，確定與配合比相適應(yīng)的拌和工藝參數(shù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，獲得準(zhǔn)確的碾壓參數(shù)。同時(shí)檢驗(yàn)施工過(guò)程中的原材料生產(chǎn)系統(tǒng)、混凝土制備系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)和澆筑系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和配套性，確定特殊部位施工方法，并最終確定施工工藝和施工參數(shù)，為碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工提供依據(jù)。

1.2試驗(yàn)依據(jù)及配合比設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)的依據(jù)主要為設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)設(shè)計(jì)文件要求、《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352-2006、《水工碾壓混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL48-94）、《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（SL/53-94）、《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》（DL-T5112-2009）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）、《混凝土外加劑》GB8076-2008等有關(guān)規(guī)定。

混凝土配合比試驗(yàn)，主要先檢查原材料的性能，滿足施工要求后，再進(jìn)行外加劑與水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)，用達(dá)到要求的原材料進(jìn)行下一步的試驗(yàn)，即不同砂率、不同水灰比、不同粉煤灰摻量、不同減水劑摻量等進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)各種狀況下的混凝土性能，最后選出最優(yōu)的配合比。本次試驗(yàn)采用經(jīng)第三方實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確定的C9015W2F50三級(jí)配及C9020W6F100二級(jí)配碾壓混凝土和變態(tài)混凝土配合比。

2　碾壓試驗(yàn)

2.1混凝土試拌

依據(jù)SL48-94，選取不同的級(jí)配、不同的砂率進(jìn)行試拌，選出骨料分離少，在固定水膠比及用水量條件下，拌和VC值小，混凝土容重大，強(qiáng)度高的砂率；用水量與VC值關(guān)系試驗(yàn)。用維勃稀度儀進(jìn)行測(cè)定，選擇不同的用水量試拌后測(cè)定VC值；選擇不同的水膠比進(jìn)行成型試驗(yàn)，計(jì)算出水膠比與抗壓強(qiáng)度關(guān)系式；選擇不同的水膠比進(jìn)行成型試驗(yàn)，測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度；各級(jí)配選擇不同的用水量進(jìn)行試驗(yàn)，用塌落度測(cè)定儀測(cè)其混凝土塌落度值，選出施工要求塌落度的用水量。

2.2混凝土性能試驗(yàn)

選擇不同水膠比、不同級(jí)配的成型試件進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定碾壓混凝土抗?jié)B等級(jí)；選擇不同水膠比、不同級(jí)配的成型試件進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定碾壓混凝土拌合物的凝結(jié)時(shí)間，測(cè)定碾壓混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度，測(cè)定碾壓混凝土在水和負(fù)溫共同反復(fù)作用下的抗凍能力來(lái)確定抗凍等級(jí)，測(cè)定碾壓混凝土棱柱體試件的動(dòng)彈性模量。2.3碾壓混凝土工藝及參數(shù)

2.3.1混凝土碾壓試驗(yàn)要獲取的主要參數(shù)

混凝土碾壓試驗(yàn)要獲取的主要參數(shù)：混凝土拌合的投料順序和拌合時(shí)間；不同混凝土VC值與碾壓遍數(shù)和碾壓行走速度的關(guān)系及VC值損失情況；混凝土鋪料銜接時(shí)間；混凝土層面處理試驗(yàn)；變態(tài)混凝土凈漿配合比及施工工藝；鉆孔取芯對(duì)碾壓混凝土綜合評(píng)定。

2.3.2碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地

碾壓混凝土試驗(yàn)場(chǎng)地?cái)M布置在壩基墊層上進(jìn)行，試驗(yàn)部位平面尺寸為26.35m×60m，分三個(gè)區(qū)，分別進(jìn)行C9015W2F50、C9020W6F100以及變態(tài)混凝土試驗(yàn)，各區(qū)對(duì)應(yīng)混凝土類型見(jiàn)表1：

表1　碾壓混凝土試驗(yàn)分區(qū)布置表

2.4碾壓混凝土試驗(yàn)方法

2.4.1現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)

碾壓試驗(yàn)共分2層進(jìn)行，通過(guò)測(cè)定不同碾壓遍數(shù)時(shí)的壓實(shí)度，確定最佳碾壓遍數(shù)。碾壓控制標(biāo)準(zhǔn)為：外部混凝土相對(duì)密實(shí)度≥98%，內(nèi)部混凝土相對(duì)密實(shí)度≥97%。碾壓混凝土采用自卸汽車進(jìn)站法卸料，卸料高度≥1.50m，用1.00m3挖掘機(jī)平倉(cāng)。堆料攤鋪前，人工將分離骨料鏟至未碾壓的混凝面上，以保證層間結(jié)合良好。挖掘機(jī)進(jìn)行大面平整，邊角輔以人工鋪料，平倉(cāng)厚度嚴(yán)格控制在30～35cm。

2.4.2混凝土性能檢測(cè)

①VC值：不同試驗(yàn)區(qū)出機(jī)口及倉(cāng)面每碾壓層各檢測(cè)1～2次，且保證每2h至少檢查一次，當(dāng)骨料含水量波動(dòng)時(shí)適時(shí)增加檢測(cè)次數(shù)。②溫度檢測(cè)：出機(jī)口及倉(cāng)面均進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)頻率與VC值檢測(cè)頻率相同。③現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)容重：每個(gè)條帶按各種壓實(shí)遍數(shù)碾壓完畢后各檢查三點(diǎn)。檢查達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的經(jīng)補(bǔ)碾后重新檢查。

2.4.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共分2層進(jìn)行，每層松鋪厚度為35 cm，各層施工參數(shù)見(jiàn)表2。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)不同碾壓遍數(shù)時(shí)的壓實(shí)度測(cè)定，確定該VC值時(shí)的最佳碾壓遍數(shù)。

表2　碾壓混凝土現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)各層試驗(yàn)參數(shù)表

碾壓設(shè)備采用22 t振動(dòng)碾，振動(dòng)碾行走速度控制在1.00～1.50km/h范圍內(nèi)?；炷翑備佭_(dá)到可以碾壓的適宜面積的條帶后，即開(kāi)始碾壓，混凝土自拌和到碾壓完畢，一般控制在2h內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度從碾壓至有振4遍起開(kāi)始檢測(cè)，最終碾壓遍數(shù)以檢測(cè)合格為準(zhǔn)。

壓實(shí)后采用表面核子密度儀進(jìn)行密度檢測(cè)：混凝土密度不得小于設(shè)計(jì)要求，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的，查找原因，采取補(bǔ)救措施，直到滿足要求。碾壓條帶搭接寬度10～20cm，端頭部位的搭接寬度為100cm左右。碾壓遍數(shù)暫按6～12遍，具體由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后確定。

2.4.4碾壓工藝要求

①倉(cāng)面及入倉(cāng)要求：試驗(yàn)區(qū)采用組合鋼模板立模，保證結(jié)構(gòu)尺寸滿足要求，結(jié)構(gòu)體型規(guī)整。試驗(yàn)開(kāi)始前在模板上準(zhǔn)確標(biāo)出分區(qū)線、分層線。砂漿、凈漿攤鋪必須嚴(yán)格按分區(qū)線進(jìn)行，攤鋪面積以30min能夠覆蓋為準(zhǔn)。入倉(cāng)口道路采用碎石鋪設(shè)并設(shè)置沖洗平臺(tái)，保證沖車水管≥2根，脫水距離≥20m，倉(cāng)口設(shè)專人控制入倉(cāng)，車輛沖洗干凈、脫水完畢后方允許進(jìn)倉(cāng)。②卸料與攤鋪：入倉(cāng)采用退鋪法卸料、鋪料。③碾壓：碾壓方向與攤鋪方向一致，振動(dòng)碾碾壓行走速度1.10～1.30km/h，根據(jù)不同層次分別采用無(wú)振2遍+有振6～8遍+無(wú)振2遍碾壓，并于碾壓至有振4遍后開(kāi)始?jí)簩?shí)度檢測(cè)，最終碾壓遍數(shù)以壓實(shí)度檢測(cè)合格為準(zhǔn)。碾壓作業(yè)采用條帶搭接法，碾壓條帶間的搭接寬度為20 cm，端頭部位的搭接寬度不小于振動(dòng)碾輪距+100cm。

2.4.5養(yǎng)護(hù)方法

碾壓混凝土終凝后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤(rùn)，以利水泥正常水化，防止混凝土開(kāi)裂，在低溫環(huán)境下的養(yǎng)護(hù)，主要是保濕，在混凝土面鋪設(shè)保溫材料，在高溫干燥天氣，采用噴水，噴霧以保持濕潤(rùn)。

2.5碾壓混凝土試驗(yàn)質(zhì)量控制

檢驗(yàn)?zāi)雺夯炷恋姆Q量衡器，其偏差值不得超過(guò)DL/T5112-2009中的有關(guān)規(guī)定。在攪拌機(jī)卸料的首尾各取一個(gè)試樣進(jìn)行碾壓混凝土的均勻性檢測(cè)，每個(gè)試樣≥30 kg。在分析法測(cè)定骨料含量時(shí)，兩個(gè)樣品的差值應(yīng)＜10%，用砂漿容重分析法測(cè)定砂漿容重時(shí)，兩個(gè)樣品的差值應(yīng)＜30kg/m3。

不同試驗(yàn)區(qū)出機(jī)口及倉(cāng)面每碾壓層各檢測(cè)VC值1～2次，且保證每2h至少檢查一次，當(dāng)骨料含水波動(dòng)時(shí)適時(shí)增加檢測(cè)次數(shù)；出機(jī)口及倉(cāng)面均進(jìn)行溫度檢測(cè)，檢測(cè)頻率與VC值檢測(cè)頻率相同。混凝土抗壓強(qiáng)度在機(jī)口取樣，按不同強(qiáng)度等級(jí)28d齡期各成型一組；每個(gè)條帶壓實(shí)完畢后各測(cè)三個(gè)點(diǎn)檢查現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)容重，檢查達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的經(jīng)補(bǔ)碾后重新檢查。

2.6碾壓試驗(yàn)報(bào)告的整理

混凝土碾壓試驗(yàn)過(guò)程以及試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了客觀的總結(jié)、數(shù)據(jù)的收集和整理，并形成試驗(yàn)成果報(bào)告，報(bào)告形成的試驗(yàn)成果參數(shù)主要是：拌和工藝參數(shù)、碾壓工藝參數(shù)（確定壓實(shí)后厚度為30cm的最佳碾壓遍數(shù)、碾子行走速度及VC控制值等參數(shù)）、富漿混凝土的單位加漿量、漿液的水灰比等。

3　試驗(yàn)成果分析

根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果看，碾壓4遍時(shí)，壓實(shí)度共檢測(cè)14次，合格9次，合格率64.30%；碾壓6遍時(shí)，壓實(shí)度檢測(cè)15次，合格14次，合格率93.30%；碾壓8遍時(shí)，壓實(shí)度檢測(cè)12次，檢驗(yàn)結(jié)果均合格。

4　結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)松鋪厚度35 cm，壓實(shí)厚度30 cm，碾壓機(jī)具的行駛速度1.01～1.50 km/h，碾壓混凝土的工作度控制在VC值為2-12 s之間，拌合時(shí)間75 s，碾壓后表面濕潤(rùn)光亮，微泛灰漿，可碾性好。松鋪35 cm，碾壓8遍時(shí)，壓實(shí)度合格率為100%，滿足施工要求。

（責(zé)任編輯：左英勇）

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