大型斜坡坡面混凝土澆筑工藝優(yōu)化研究

摘要：為提高斜坡坡面混凝土澆筑工程的質量和施工進度，必須依靠先進的科學技術和設備。本文以某礦井水蓄水池為例，通過本工藝與常規(guī)工藝的對比，詳細闡述了影響混凝土質量和進度的各種因素，并提出了采用先進的科學技術和設備來提升施工速度、確保質量和安全、預防混凝土裂縫及處理質量缺陷的具體措施，從而為工程的安全性和質量提供了有力的保障。同時，運用先進新型的施工設備大幅提高了施工效率，確保了工程進度及人員安全，并實現(xiàn)企業(yè)成本降低與效益增加。

關鍵詞：斜坡坡面；混凝土澆筑；防裂措施；缺陷處理

中圖分類號：TU755" "文獻標識碼：A" "文章編號：２０９６-2118（2024）04-0106-05

Research on Optimizing the Concrete Pouring Process for Large Slope Surface

YANG Peidong

（Gansu Zhongjian Engineering Construction Co.，Ltd.，Lanzhou Gansu〓730000，China）

Abstract：In order to improve the quality and construction progress of the slope concrete pouring project，we must rely on advanced science and technology and equipment.In this paper，taking a mine water reservoir as an example，through the comparison of this process and conventional process，elaborated the various factors affecting the quality and progress of concrete，and proposed the use of advanced science and technology and equipment to improve the construction speed，ensure the quality and safety，and prevent concrete crack and quality defects，so as to provide a powerful guarantee for the safety and quality of the project.At the same time，the use of advanced new construction equipment to greatly improve the construction efficiency，to ensure the progress of the project and personnel safety，and to achieve the enterprise cost reduction and benefit increase.

Keywords：slope surface；concrete pouring；crack prevention measures；defect handling

0 引言

隨著建筑工業(yè)化的推進，建筑四新技術涌現(xiàn)并運用于建筑領域[1]。這些技術的應用旨在提高建筑施工的效率、質量、環(huán)保性能和安全性。利用先進的機械設備是確?；炷翝仓年P鍵所在，而對大型蓄水池斜坡坡面、大型引水工程及護坡混凝土澆筑的工藝優(yōu)化研究尤為重要。根據(jù)斜坡的形狀，可以把它們劃分為直線型、凸型、凹型和階梯型，在施工過程中，直線型斜坡是最常見的一種。斜坡坡面混凝土澆筑施工質量和進度控制是綜合因素影響所致，任何一方面存在問題都會影響整體質量和進度，而科學技術的不斷發(fā)展推動了施工技術的更新。因此，研究斜坡坡面混凝土澆筑工藝優(yōu)化對施工質量和進度具有重要的現(xiàn)實意義。

1 斜坡坡面混凝土澆筑的影響因素及工藝

影響斜坡坡面混凝土澆筑施工質量和進度控制的因素很多，如果對諸多的因素進行分類，可分為人、材料、機械和設備、方案和工藝、資金和環(huán)境等。其中，人是指施工管理人員和操作工人的綜合素質。施工管理人員和操作工人的專業(yè)素養(yǎng)、意識、境界、經(jīng)驗和安全理念都對混凝土澆筑工程質量產生直接影響；材料是混凝土施工中使用的各種原材料，包括水、水泥、鋼筋、砂子、碎石、粉煤灰、外加劑等；機械是指混凝土澆筑施工過程中使用到的各種施工設備和各類工具器具，例如混凝土攪拌運輸車、混凝土攪拌機、刮料攤鋪機、坡面提漿機、坡面抹光機、人工平臺、坡面切縫機、挖掘機等。方案和工藝是指混凝土施工的各種施工組織、施工方案、施工技術措施和施工技術交底等。環(huán)境是指施工現(xiàn)場所處的自然環(huán)境中的水文地質環(huán)境、作業(yè)環(huán)境等，以上因素是影響斜坡坡面混凝土施工質量和進度控制的關鍵所在。

混凝土澆筑是混凝土施工中的重要一環(huán)，原料品質、溫度把控和操作方式等均會對混凝土澆筑質量造成很大的影響[2]。常規(guī)的施工方法工效低、進度慢、質量不易保證，在斜坡面施工中往往出現(xiàn)混凝土振搗困難、不易密實和坡度不易控制的問題，且由于坡度較陡，在振搗過程中容易造成混凝土坍落和骨料分離現(xiàn)象，使混凝土在斜坡面上呈無約束滑落狀態(tài)。這種情況在一定程度上給混凝土結構帶來滲漏的隱患。針對坡度陡、混凝土澆筑難度大的特點，需嚴格規(guī)范混凝土澆筑順序，同時合理控制混凝土坍落度，這樣才能確?；炷潦┕べ|量[3]，而選擇正確的施工機械設備及施工方法是加快工程進度、確保質量的關鍵所在。

采用先進的機械設備是確保斜坡坡面施工質量和安全及提高工效的關鍵，常規(guī)施工方法與本文采用的施工方法對比。

1.1 施工方法

1） 常規(guī)

人工將混凝土從拌合站運輸至澆筑地點，首先采用人工方法均勻攤鋪混凝土，控制混凝土的初步厚度。

混凝土振搗時，采用振動器對其進行壓實，通過人工修整來糾正厚度不均勻的地方，以提高混凝土結構的密實度[4]。在混凝土抹面時，因存在斜坡面不易站立，坡陡易滑失穩(wěn)等問題，因此需要搭建腳手架或移動梯子來解決，但效率極低?；炷辽炜s縫切縫是利用切縫機人工切縫，首先彈好墨線，再根據(jù)墨線進行豎縫及水平縫切割，容易造成切縫機翻機及工人觸電事故的發(fā)生。產量約9 m3/臺班。

2） 本工藝

混凝土經(jīng)過鏟斗轉運至澆筑面后利用攤鋪機及時攤平，通過攤鋪機設定的混凝土厚度，混凝土厚度和平整度由機械控制?；炷琳駬v采用坡面提漿機振搗，混凝土振搗和提漿一次完成，混凝土厚度一致，提漿機振搗力度一致，混凝土密實度及平整度幾乎一致。坡面抹光機，操作簡單，工人僅需在操作箱上進行操作，并且無需預先設定好切縫位置或彈墨線，因此更加安全可靠。產量約108 m3/臺班。

1.2 優(yōu)點

1） 常規(guī)

適用于面積較小，坡面拐角處或者施工環(huán)境復雜，對功效要求不高的場所。

2） 本工藝

混凝土的厚度、密實度、平整度容易保證，外觀質量優(yōu)良，施工效率高，施工人員勞動強度低，安全性易于確保。

1.3 缺點

1） 常規(guī)

混凝土的厚度、密實度、平整度不容易保證，外觀質量一般，效率低，施工人員勞動強度高，安全不容易保證。

2） 本工藝

不適用于面積較小，坡面拐角處或者施工環(huán)境復雜的場地。

從上述對比中可以看出，本工藝施工效率明顯提高，施工速度快，可控性強且混凝土的質量易于達到規(guī)定的標準。大型斜坡坡面混凝土澆筑施工工藝流程見圖1。

2 工程實例概況及設計要求

本文以甘肅省酒泉市窯街煤電集團酒泉天寶煤業(yè)有限公司紅沙梁礦井工業(yè)場地礦井水蓄水池及生活污水蓄水池為例，該項目的斜坡坡面為直線形斜坡坡面，面層為200 mm厚混凝土面板，混凝土為三級配比，設計標號C35F200，且水泥必須使用低堿水泥，結構安全等級為二級。本蓄水池有效容積41 000 m3，池頂面平均高程為1 931.570 m，池底面高程為1 925.500 m，最大坡高為6.600 m，面板最大斜長為8.960 m，坡頂總長為682.000 m，斜坡坡比為1∶1.25。

2.1 施工方法

該項目蓄水池采用挖掘機、人工配合修坡進行開挖，利用開挖線及標高控制坡度和深度，經(jīng)施工單位、勘察單位、設計單位、監(jiān)理單位及建設單位等共同驗槽合格后，進行復合防水土工膜及200 mm厚砂礫緩沖保護層施工，隨后進行鋼筋網(wǎng)安裝和混凝土澆筑。為了加快工程進度并確?；炷潦┕べ|量，本項目采用了目前國內先進的刮料攤鋪機、坡面提漿機、坡面抹光機、人工平臺、坡面切縫機、挖掘機等設備進行施工，從而優(yōu)化了施工流程，提高了效率，并保證了安全性。

2.2 混凝土澆筑施工要點分析

2.2.1 混凝土配合比試驗

工程質量高低與材料密切相關，而建筑材料的質量又受多種因素的影響[5]。原材料的質量和參數(shù)的控制是確?；炷潦┕べ|量的基本保證，通過相關的混凝土配合比試驗，能夠得到最優(yōu)的配合比施工參數(shù)，可有效提高施工效率，降低施工成本，保證施工質量。以斜坡坡面混凝土配合比試驗為例。

1） 原材料方面：①水泥必須使用低堿水泥。②砂石骨料中的砂子選用顆粒直徑在5 mm以下，含泥量≤3%的中粗砂；石子選用直徑5 mm～31.5 mm連續(xù)級配的碎石顆粒，含泥量＜1%，并為非堿活性。③摻合料：選用Ⅱ級粉煤灰，粉煤灰燒失量不應大于8%，且不得使用高鈣粉煤灰，同時需符合相關規(guī)范要求。④混凝土用水需嚴格控制水中氯離子含量，并符合相關規(guī)范要求。⑤選擇使用減水、引氣功能的外加劑，從而達到延緩混凝土水化熱釋放、混凝土熱峰時間及峰值錯峰的作用，進一步減少混凝土開裂。

2） 配合比方面：①混凝土配合比設計需要滿足多方面的要求。除了基本的強度等級、耐久性、抗?jié)B性和體積穩(wěn)定性要求外，還應考慮施工工藝操作要求。合理使用材料可以提高混凝土的性能，并降低混凝土在使用過程中的絕熱溫升數(shù)值。②在進行混凝土澆筑前，首先必須在混凝土攪拌站進行預試驗配制。應進行3次試驗配制，每次選擇不同的時間段，并根據(jù)天氣預報情況和歷史澆筑時間段的氣溫盡量選擇相近的時段進行試驗配制工作。③每次試制取樣測試都應包括拌合物出機溫度和拌合物坍落度。

2.2.2 混凝土拌制、運輸和澆筑

鋼筋材料全部安裝完成后，需進行驗收。經(jīng)施工單位自行組織檢查驗收合格后，報送監(jiān)理單位并經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，由其簽發(fā)混凝土澆筑令，混凝土在拌合站集中拌制，然后使用8 m3混凝土罐車從拌合站運輸至蓄水池頂部工作面，運輸距離2.5 km～3 km。水平運輸至蓄水池頂部時，請注意運輸車的裝載量不要過滿，控制在總承載量的80%以下。之后通過蓄水池頂部的挖掘機轉運至澆筑面，混凝土坍落度控制在7 cm～12 cm。卸料前，使用少量水濕潤鏟斗表面，并均勻潑灑澆筑面表面。

2.2.3 混凝土澆筑與振搗分析

混凝土經(jīng)過鏟斗轉運到澆筑面后利用攤鋪機及時進行平整。對于骨料集中區(qū)應采用刮料攤鋪機攤開，禁止直接振搗。每層鋪料厚度控制在20 cm～25 cm，布料防止大骨料集中，嚴禁離析，布料后應及時用坡面提漿機振搗密實，混凝土澆筑施工現(xiàn)場見圖2。

2.2.4 提漿與收面

使用坡面提漿機把混凝土表面的漿提出來，使表面利于收光，坡面抹光機先粗平，混凝土終凝前精平收面至少2遍，收面后及時用塑料薄膜覆蓋保濕，待混凝土終凝后灑水養(yǎng)護。完成上述工作后，將刮料攤鋪機、坡面提漿機、坡面抹光機等轉移至下一個工作面。混凝土收面施工現(xiàn)場見圖3，混凝土塑料薄膜覆蓋保濕現(xiàn)場見圖4。

2.2.5 切縫與灌封

為了減少混凝土因溫度、濕度等原因引起的收縮或膨脹，在混凝土澆筑后其強度為25%以上且不損壞混凝土為準的時間段切縫為佳，因為在這個時間段內進行切縫可以有效避免混凝土開裂，同時也可以保證切縫的整齊和美觀。使用坡面切縫機對斜坡坡面混凝土切縫，切縫的寬度應控制在3 mm～5 mm，深度為混凝土板面厚度的1/4～1/3，縱橫間距≤6 m?；炷燎锌p施工現(xiàn)場見圖5。

2.2.6 養(yǎng)護

混凝土結構澆筑完成后，需進行養(yǎng)護管理，使其能夠在適宜的環(huán)境條件下達到設計要求的硬度和強度[6]。本工程地處甘肅省酒泉市的戈壁地區(qū)，面板施工時段氣溫較高，為確保面板混凝土澆筑質量，采用了塑料薄膜覆蓋和保溫棉保濕面板混凝土養(yǎng)護措施。同時，在現(xiàn)場配置了一個臨時蓄水箱和兩臺灑水車，并通過灑水車將水灌入蓄水箱備用。當面板澆筑混凝土達到終凝狀態(tài)后，立即使用灑水車進行充分濕潤，確保養(yǎng)護水均勻分布于混凝土板面上，并按照自上而下的順序進行養(yǎng)護操作。注意灑水養(yǎng)護要安排專人負責，以確保24 h對混凝土面板進行濕潤處理，且不可中斷，養(yǎng)護時間不少于14 d?；炷了芰媳∧げ鸪蠊こ虒嶓w見圖6。

2.2.7 雨季施工措施

澆筑過程中如果遇到意外，如大雨、暴雨時，應當立即停止施工，并及時用塑料薄膜及防水布遮擋覆蓋。雨后必須及時排除混凝土內積水，如混凝土沒有達到初凝時間，則應清除混凝土內雨水和松散骨料后加鋪同標號水泥砂漿，然后繼續(xù)澆筑；否則，在停止施工處按照施工縫處理。在雨后繼續(xù)進行混凝土澆筑時，質檢人員對拌合站骨料含水量應重新進行檢測，對混凝土施工配合比進行調整。

2.2.8 混凝土檢測和試驗

由施工單位試驗員取樣和檢驗的步驟是確保混凝土質量的重要環(huán)節(jié)。通過取樣進行坍落度、入模溫度等檢驗和試驗，可以確?；炷恋目刹僮餍院妥罱K產品的質量。每個工作班取樣不少于4次，并確保混凝土的溫度和環(huán)境氣溫每4 h檢測1次，以確?；炷猎谑┕み^程中的溫度控制和性能的穩(wěn)定。在面板澆筑過程中，每個工作班至少留取一組標準強度檢驗試塊，并在每1 000 m3的產量下留取一組抗?jié)B檢驗試件。如果數(shù)量不足，也需要取一組試件。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時整理和查看異常情況，并與混凝土拌合站溝通，及時調整混凝土的拌合配合比，以確?；炷恋奶涠瓤刂圃? cm～12 cm，并使入模坍落度控制在5 cm～10 cm。這些步驟和控制措施可以保證混凝土的質量和施工效率。

3 溫縮裂縫和干縮裂縫的預防措施及缺陷處理

3.1 預防措施

為了防止或減少裂縫的產生，可以采取以下措施：①優(yōu)化配合比，確保合適的水泥和水比例，有利于減輕水化熱和收縮的影響。②降低水化熱，使用低熱水泥或添加輔助材料如粉煤灰、礦渣等，可以有效降低釋放的水化熱。

綜上所述，通過綜合的設計，材料選擇，施工及養(yǎng)護措施的優(yōu)化，可以有效減少混凝土溫縮裂縫的發(fā)生。

3.2 缺陷處理

當工程個別部位的混凝土施工質量未達到驗收規(guī)范、標準或設計圖紙要求，存在一定缺陷但可通過修整等措施達到要求且不影響使用功能或觀感時，可采取返修處理。在進行返修處理前，需進行分析和評估，確保返修處理能夠滿足工程質量要求，并且不會對結構的安全和使用功能產生負面影響。返修處理應盡可能與原始工程質量相匹配，以確保整個工程的質量。具體的返修處理方法需根據(jù)不同的質量缺陷或損傷情況而定。例如，在個別混凝土結構表面出現(xiàn)蜂窩和麻面不平整的情況下，或者混凝土結構部分區(qū)域出現(xiàn)損傷（如碰撞、振搗不密實等）時，若這些缺陷或損傷僅限于結構的表面或局部，且不影響使用功能和觀感，可通過修復受損部位以恢復結構的完整性。

另外，對于混凝土結構出現(xiàn)細小裂縫，經(jīng)過分析研究認為不影響結構安全和使用功能時，也可以采取返修處理。當裂縫寬度≤0.2 mm時，可以采用表面密封的方法；當裂縫寬度＞0.3 mm時，可以采用嵌縫密閉法；當裂縫較深時，需要采取灌漿修補的方法。

4 結語

斜坡坡面混凝土澆筑施工是比較復雜的施工過程，為了保證施工質量，施工單位要從原材料、施工方法、施工工藝等各方面保證施工質量和安全，特別是要注意混凝土面板的澆筑施工要點，采取相應的防裂措施和缺陷處理措施，從而有效防止了裂縫產生并妥善處理了存在的缺陷。施工單位取得了良好的經(jīng)濟效益，質量安全得到了保證，可為同類工程的施工提供參照和借鑒，但是不適用于面積較小、坡面拐角處或者施工環(huán)境復雜的場地，在施工應用中還需進一步研究、探索。

參 考 文 獻

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編輯：劉 巖