海工混凝土配合比設(shè)計及施工控制措施探討

摘要：文章主要選取某海工工程為實例，對海工混凝土配合比進行優(yōu)化設(shè)計，從配合比的制訂、混凝土的拌制、澆注以及表面處理幾個方面探討相關(guān)控制措施，以此來提升海工施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土;配合比設(shè)計;施工技術(shù);質(zhì)量控制

一、引言

海工工程下部結(jié)構(gòu)為柱式墩，上部結(jié)構(gòu)為變截面等截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁。該項目地處如意灣海域，受海洋風(fēng)、浪、流、潮、霧、雨等環(huán)境因素影響較大，且地質(zhì)條件復(fù)雜，各部位混凝土材料等級及耐久性要求較高。混凝土采用符合《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的海工耐久性混凝土，采用水泥、砂、石料和水均應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/TF50-2011）的有關(guān)規(guī)定，避免發(fā)生堿集料反應(yīng)。海上環(huán)境對結(jié)構(gòu)的防腐和耐久性要求高，海工混凝土配合比及施工過程控制要求比較嚴格，混凝土配制應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)水泥和級配良好的優(yōu)質(zhì)骨料，文章以承臺為例，介紹海工混凝土配合比設(shè)計及施工質(zhì)量控制。

二、海工混凝土配合比設(shè)計

水膠比確定，根據(jù)混凝土要求進行水膠比計算，結(jié)合工程所采用的集料以及水泥品種等，再經(jīng)由試驗完成混凝土強度與水膠比關(guān)系式的明確;在上述試驗資料均不具備的情況下，則可采用卵石混凝土a a 為0.48，a b 為0.33，而碎石混凝土a a 為0.46，a b 為0.07。膠凝材料用量在計算中，若結(jié)果顯示超過最低水泥用量，則表明其耐久性符合標(biāo)準(zhǔn)，反之則表示不合格?；炷辽奥试叫∑涮涠葎t越佳，在對其選取時，應(yīng)結(jié)合粗骨料粒徑、品種、細度模數(shù)以及水膠比來確定。若混凝土的坍落度超過60毫米，需通過試驗對其砂率進行確定，同時還可在細度模數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合坍落度每增加20毫米，即可增加1%的砂率的方式來確定。

三、海工混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計

海工混凝土主要用承臺，其配制的強度為49.8兆帕，坍落度則為180～220毫米，84天氯離子擴散系數(shù)不大于2.5×10 12 米 2 /秒。根據(jù)參數(shù)來進行配合比的設(shè)計，進行配合比設(shè)計并采取試驗。通過對比，基準(zhǔn)配合比的和易性、坍落度、擴展度、含氣量、抗壓強度、氯離子擴散系數(shù)等指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，故本次施工選取PHB-007-2配合比作為本項目承臺配合比。

四、海工混凝土施工質(zhì)量控制

（一）配合比的制訂

在進行現(xiàn)場施工的過程中，混凝土配合比質(zhì)量可直接對整個施工質(zhì)量造成影響，在制訂配合比時，應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)規(guī)定來實施有效控制，若一次性使用量較大的情況下，則需要對混凝土配合比試驗資質(zhì)與資料等進行審核。在施工過程中，也應(yīng)當(dāng)隨時進行抽檢，以免發(fā)生偷工減料的情況。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工與驗收規(guī)范》（GB50204）中規(guī)定進行混凝土配合比設(shè)計。針對海工混凝土環(huán)境的特殊性，在確定最低單方混凝土膠凝材料以及最大水膠比時，需滿足相關(guān)規(guī)定。除此之外，混凝土的膠凝材料總量必須控制在500千克/米 3 范圍內(nèi)，通常情況下不得超出550千克/米 3 。若通過計算，其結(jié)果超過550千克/米 3 ，則必須通過提高水泥強度等級的方式來進行有效處理。0.8%～1.2%為最佳外加劑摻量。

（二）混凝土的拌制

在對混凝土進行拌和時，必須對其加入的水量進行嚴格控制，準(zhǔn)確計算集料帶入的水分，以此來確定施工配合比并且要保證配料偏差能夠滿足以下幾點要求：水、外加劑、膠凝材料（±1%）;粗、細集料（±2%）。采用粉劑作為外加劑時，可適當(dāng)延長攪拌的處理時間，通常應(yīng)當(dāng)達到30秒以上;若采用液體外加劑時，則需要對加入水量進行控制，將溶液中的水量扣除。加料順序是海工混凝土攪拌過程中非常重要的部分，集料在進行拌和期間，會吸入部分外加劑與水泥漿。為此，在將外加劑加入其中的同時，必須嚴格按照集料要求，對其進行充分的拌濕處理，以此來實現(xiàn)對集料吸附的有效控制，從而實現(xiàn)減水的目的。

（三）澆注

在海工混凝土施工過程中，建議采取泵送施工，通過高頻率的振搗來促使其成型。自由傾落度必須控制在2米以內(nèi)，若沒有出現(xiàn)離析和分層情況，則可適當(dāng)增加傾落高度，但仍然建議控制在4米以內(nèi)。建議在進行攪拌處理之后90分鐘內(nèi)，必須完成泵送。建議通過分塊分層連續(xù)澆筑的方式進行處理，這更易避免施工縫的出現(xiàn)。在分層處理時，可通過階梯狀分層或者斜向分層兩種方式來實施，結(jié)合施工組織實際情況，確定分層厚度和分塊大小，通常根據(jù)混凝土澆筑層、各澆筑塊均不得出現(xiàn)施工冷縫的情況來處理，混凝土分塊和分層必須按照施工方案來確定。但最大分層厚度必須控制在振搗棒的作用范圍內(nèi)，即不得超過500毫米。

（四）表面處理

海工混凝土表面處理如下：其一，在海工混凝土進行澆筑時，必須及時排除泌水。坡度法、引流法以及真空吸水法均是較常用的泌水排除方法。坡度主要是在混凝土澆筑的過程中，將混凝土表面保留適度的坡度，實現(xiàn)泌水的自動排除;引流法則主要是指在進行澆筑期間，將產(chǎn)生的泌水集中在一起，再運用排水工具來幫助其將泌水排除;真空吸水法則主要是指在完成澆筑處理之后，在混凝土表面放置一個吸水膠墊，經(jīng)由真空吸水機來幫助混凝土將多余的水分完全去除。其二，在完成混凝土的澆筑處理之后，可運用混凝土抹光機或者刮杠對表面進行抹平、刮平處理，再以水抹子將其搓平，若有要求則可實施壓光處理。在處理過程中，需考慮混凝土收縮過程中產(chǎn)生的力學(xué)作用，以免出現(xiàn)裂縫，在終凝之前需反復(fù)多次進行抹光處理，確保收縮裂縫能夠及時恢復(fù)，以免形成永久性裂縫。其三，若混凝土的表面有較厚的浮漿，則必須在混凝土初凝之前加入石子漿或者將浮漿完全消除，確?；炷粮鼮榫鶆?。在對石子漿處理時，需將其充分振搗充實，并及時完成表面的處理。

五、結(jié)論

海工混凝土由于長期受到風(fēng)浪、潮汐的影響，為了保障其使用安全性，故加強其配合比設(shè)計和施工質(zhì)量的控制具有重要意義。在對配合比設(shè)計中，必須通過試驗確定最佳的配合比，而在施工質(zhì)量控制中，則從各環(huán)節(jié)來實現(xiàn)全過程控制，促使混凝土整體質(zhì)量得到顯著提升。

作者簡介： 萬曉東，中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司。