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碾压混凝土施工:要点与注意事项

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:大中型碾压混凝土坝施工时必须设置拌和楼。强制式搅拌机搅拌量大,搅拌时间少,卸料时材料分离少,生产强度较高,适用于拌制碾压混凝土。自卸汽车在坝面行驶,尽量不压已铺砂浆,而在已摊铺的混凝土面上行驶,因此在行驶频繁的地方,应最后摊铺砂浆。混凝土用自卸汽车进仓卸料后再用推土机按规定厚度推铺。碾压混凝土碾压后应洒水养护。碾压混凝土经平仓后,宜在压实前用切缝机切缝。

碾压混凝土施工:要点与注意事项

(一)施工程序

碾压混凝土坝的施工一般都不设与坝轴线平行的纵缝,而与坝轴线垂直的横缝是在混凝土浇筑碾压后尚未能充分凝固时用切割混凝土的方法设置,或者在混凝土摊铺后碾压用切缝机压入锌钢片形成横缝。因此,碾压式混凝土浇筑的原则是:在机械设备容量等施工能力的允许范围之内,坝体水平面上升一层的全部混凝土作为一次施工。

碾压式混凝土坝为了满足防渗性和耐久性的要求,规定上游面(采用土工合成材料及沥青材料防渗时例外),下游面和基岩接触部分的混凝土,用富配合的外部混凝土,采用与通常混凝土坝同样的厚度浇筑。在浇筑外部混凝土时,富混凝土的运输方式也尽量采用碾压式混凝土一样的运输方式。因此,外部混凝土要尽可能用容易运输、坍落度小的混凝土。

碾压混凝土的施工过程如下:

(二)施工工艺

1.搅拌

碾压混凝土的搅拌应用可倾式搅拌机或强制式搅拌机。大中型碾压混凝土坝施工时必须设置拌和楼。

可倾式搅拌机在普通大坝混凝土中使用较多,但对浆体量少的超干硬性混凝土,拌和时间应较常规混凝土延长1min左右,且必须注意搅拌机内鼓筒壁和叶片周围砂浆的粘着,和卸料时大粒径骨料分离。卸料斗的出口与运输工具间的卸料高度应濒于2m,必要时应设置缓降装置。可倾式搅拌机的投料顺序可采用:水→砂→水泥粉煤灰→20mm骨料→40mm骨料→80mm骨料。

强制式搅拌机搅拌量大,搅拌时间少,卸料时材料分离少,生产强度较高,适用于拌制碾压混凝土。投料顺序及搅拌时间根据不同型号通过试验取得。

碾压式混凝土的单位用水量很小,仅为100kg/m3左右,用水量误差应控制在0.5%以内。因此在混凝土搅拌中,配料的砂子的含水量控制特别重要。一般可采用静电容量水分计或放射性同位素水分计安装在砂计量斗上,连续测量料斗中砂子的含水量,并自动调整称量。

2.运输

碾压混凝土的运输方式通常有以下几种:

(1)用自卸汽车铲运机直接运料至坝面散料。用于坝体中下部易于布置上坝道路的部位。

(2)用缆机吊运立罐或卧罐入仓。

(3)用皮带机运至坝体内,用摊铺机推土机铺料。

(4)在坝肩斜坡上,设斜坡轨道,用轨道车将混凝土运至坝面,再由自卸汽车转载散料。

当混凝土用自卸汽车从浇筑面外运进仓前时,汽车轮胎要用水冲洗,不使泥土带及坝面,并防止将水带入坝面。

3.铺料

碾压混凝土的浇筑面,要除去浮石和清扫其他杂物,用电动刷毛机等除去水泥乳皮,用喷射水冲洗干净。在准备好的浇筑面上,铺上砂浆或小石子混凝土,然后推铺混凝土。铺筑工作宜在日平均气温5~25℃条件下进行。

砂浆或小石子混凝土的摊铺范围以1~2h内能浇筑完混凝土的区域为准。砂浆摊铺厚度在水平浇筑面为1.5cm,基岩面为2.0cm,小石子混凝土厚3cm~5cm。摊铺方法可采用人工或装载机。

自卸汽车在坝面行驶,尽量不压已铺砂浆,而在已摊铺的混凝土面上行驶,因此在行驶频繁的地方,应最后摊铺砂浆。

混凝土用自卸汽车进仓卸料后再用推土机按规定厚度推铺。为减少分离,要尽可能缩短卸料时的卸落距离;卸混凝土时不要分次少量卸料,而应一气卸完;自卸汽车卸料方向与推土机推铺方向垂直;卸成的料堆用装载机倒匀。有的工程施工中每次分三层推铺(15cm、20cm、20cm),对减少分离的影响起到良好作用。此外,也有在自卸汽车后厢板上加装卸料控制装置,一方面可减少分离;另一方面可保证摊铺厚度,不必用推土机推平。

4.碾压

混凝土的碾压使用振动碾。在碾压不到之处用平板振动器振实。

用振动碾碾压实混凝土时,从上层传力至下层,因此有压实不充分的特性。碾压厚度和碾压遍数综合考虑配合比、硬化速度、压实的程度、作业能力、温度控制等各种主要因素的影响,通过试验确定。

碾压遍数在现场可按碾子不下沉、混凝土表面水泥浆上浮等现象来判定。当用表面型核子密度仪测得的容重值达到规定指标时,即可停压。

碾压时,在坝体迎水面3m范围内,碾压方向应与水流方向垂直,其他范围不限。

5.养护

碾压混凝土的散热,一般采用表面散热。单位水泥用量很少,可采用连续浇筑法浇筑。单位水泥用量较多时,则要求采用间歇浇筑。上升一层后间歇时间应在24h以上。冬季混凝土由于强度增长慢,而夏季散热慢,间歇时间都要相应加长。

碾压混凝土碾压后应洒水养护。但对大仓面施工,应以喷水为宜,或在空中架设管道在空中喷雾,使整个坝区湿润,并可降低坝区温度。在冬季,可采用铺盖保温材料并加塑料薄膜养护,有条件时也可采用电热养护。此外,冬季施工也可采用注水养护,在浇筑区周边作30cm高的围埂,注入20~30cm深的河水,水不断流动,可保持坝面不冻结。

6.碾压混凝土和常态混凝土交界处的施工

碾压混凝土坝的碾压混凝土和常规混凝土的接合部位的捣固要特别注意,一般按图3-23的方法进行施工。

图3-23 碾压混凝土与常规混凝土接合部位的捣固

7.施工缝处理

施工缝有水平和横缝两类。

(1)水平施工缝处理。碾压混凝土水平施工缝一般使用电动刷毛机刷毛(包括外部常规混凝土),对模板、岩面附近刷不到的部位,可用磨光机进行刷毛。刷毛开始时间(从浇筑完毕计时)如表3-43。

表3-43 刷毛开始时间

对因降雨或其他原因不得不中断浇筑时形成的冷缝,新浇筑的一层与原先浇筑层用1/10的斜坡进行连接。这部分的压实除用振动碾碾压外,还应用振捣棒振捣。

(2)施工横缝处理。当仓面太大,全层浇筑难以进行时,须设置施工横缝分块施工。施工横缝的位置应距伸缩缝3.0m以外,以便切缝机的操作。考虑到振动碾的碾压效果和爬坡能力,横缝施工用日BW—200振动碾,压实厚度为50cm,浇筑中止处的坡面宜为10°~12°左右,与其他部位同样进行碾压,碾压完后,除去斜坡的尾端厚10cm以下的部分,将切面用振动锤捣固(如图3-24)。

图3-24 施工横缝的处理方法

8.伸缩缝设置

伸缩缝的设置方法如下:

(1)切缝机切缝。碾压混凝土经平仓后,宜在压实前用切缝机切缝。切缝机的结构如图3-25所示。切缝机作业时,刀片边下压边振动,使混凝土“液化”而被挤开。在刀片上套有0.2~0.5mm厚度的铁皮,铁皮随刀片一起切入混凝土中,当刀片从混凝土中提出后,铁皮留在混凝土中成为填缝材料。

(2)诱导孔造缝法。这种方法是在碾压混凝土压实后沿着构造缝的位置钻孔。钻孔机械有风钻、潜孔钻等,钻孔孔径一般为90mm,间距1m,孔深2~3m。造孔后于孔内填砂子、碎石等应回填且不与混凝土粘结的材料。这种造缝方法简单、灵活、速度快、不与碾压施工发生干扰,分缝位置控制准确,效果好。(www.xing528.com)

图3-25 HZQ—65型切缝机结构图(单位:mm)

(3)预埋分缝板造缝。这种方法是在碾压混凝土平仓前在没缝的位置预埋分缝板。分缝板用预制混凝土板或铁皮制作。

(4)模板成缝。若仓面分区浇筑或个别坝段提前升高时,在横缝位置立模,拆模后成缝。

9.特殊气候条件下的施工

碾压混凝土由于不用冷却水管,一般用自然散热冷却,所以要尽量避免在夏季施工。夏季施工一般应在16时到次日8时,避免白天高温施工。当混凝土温度达25℃时,一般应停止浇筑。如气温高于25℃而又不停工时,应采用预冷骨料等温控措施。

由于采用全层浇筑,冬季施工混凝土的初期强度便成问题,要根据情况考虑推迟浇筑时间,如有的工程规定冬季日平均气低温于4℃以下即停止浇筑。

碾压混凝土单位用水量少,降雨时的影响较常规混凝土敏感。用配合比调剂的余地也有限度。一般规定,降雨量在5mm/h以上时,应避免浇筑。在浇筑中如遇到大雨时,应用振动碾快速碾压后,用塑料布覆盖。

(三)碾压混凝土施工的质量控制检查

碾压混凝土施工的质量控制检查包括结构质量控制检查与混凝土性质控制检查两个部分。前者包括对结构尺寸、模板、构件等质量控制检查。这里着重介绍后者的控制检查。

碾压混凝土性质的控制检查主要包括原材料生产及质量的控制与检查、硬化混凝土试样及钻取芯样的试验与检查等。

碾压混凝土的设计和验收标准,目前大多是参照常规大坝内部混凝土的有关规定,具体参照现行有关水工碾压混凝土机土试验规程和施工规范。

1.原材料的质量控制与检查

(1)胶凝材料。胶凝材料(水泥、粉煤灰)物理指标和化学成分的检查方法按标准进行。抽样频数和地点如表3-44。

表3-44 水泥、粉煤灰抽样检查

(2)砂石骨料。碾压混凝土用水量、灰浆量较少。拌和物施工性能量受骨料质量及稳定性影响较大,特别对骨料含水率的变化尤为敏感。骨料(尤其是砂子和小石子)含水率的变化,改变了混凝土实际加水量和水胶比,从而引起强度的波动。砂子表面含水率一般应控制在6%以下,石子应控制表面湿润而无滴水。当砂石含水率变化超过±2%时,应调整拌和加水量。

砂子粗细程度和颗粒组成,决定了砂子表面积和空隙率的大小,直接影响混凝土的灰浆需要量,故在施工中应经常检测,当细度模数变化超过±0.2时,应调整混凝土的配合比。

碾压混凝土的粗骨料的分离对碾压混凝土的密实性和均匀性有较大的影响,因此在施工过程中应经常检查粗骨料的超逊径含量。各种骨料抽样检查要求如表3-45。

(3)外加剂。外加剂应有产品合格证明方可使用。外加剂一般配成一定浓度的溶液,储存于室内备用,避免雨淋、日晒及其他污物污染,每次配制后,溶液浓度应定期检验。绘制外加剂溶液密度与浓度的关系曲线,以便准确判定溶液浓度。施工中每工作班应抽查一次溶液密度,确定实际浓度,浓度变化超过±0.5%时,应调整溶液掺量。

表3-45 碾压混凝土施工中对砂石骨料的抽样检查要求

2.拌和生产过程中的质量控制与检查

(1)原材料变化时配合比的调整。在混凝土拌和生产过程中,随时根据各种原材料的品质、含水状况及骨料超逊径状况,及时准确地调整配合比,以保证混凝土质量及其均匀性。

(2)配料过程中的质量控制与检查。

1)称量。碾压混凝土的配料,较常规混凝土的计量要求更严,如配料不准,从根本上无法控制混凝土质量。对称量设备及各种材料检查次数和允许偏差如表3-46。

表3-46 称量允许偏差和检查频数

2)配料拌和。碾压混凝土是无坍落度的松散体,拌和用水量很少,不易拌和均匀,必须按规定程序投料,按规定时间拌和(一般不少于150~180s)。每作业班抽查拌和时间不得少于4次,必要时应对拌和均匀性进行检查。

为及时发现拌和过程中的失控现象,应经常观察出机拌和物颜色是否均匀,砂石颗粒表面是否均匀粘附灰浆,目测估计拌和物VC值是否合适(手抓一把刚出机的拌和物,用手轻握,石子表面有一薄层灰浆粘附,并有光亮感,即VC值大体合适)。必要时,可用放大镜观察有无水泥或粉煤灰团块。

3.出机口的抽样检查

对出机口拌和物的质量控制与检查,能及时发现配料差错、机械故障、含水量变化等问题,以便及时纠正或调整。抽查项目及要求如表3-47。

出机口混凝土质量控制与检查,执行现行水工碾压混凝土施工规范规定,以搅拌机机口取样成型15cm立方体试件,测得90d龄期抗压强度,作为混凝土质量评定指标。

表3-47 混凝土拌和物的抽查项目和要求

4.碾压施工仓面的质量控制与检查

(1)拌和物干湿度控制与检查。在碾压过程中,拌和物干湿度是否合适,可根据下述碾压形状进行判断:振动碾碾压3~4遍后,表面没有明显的灰浆泛出,时有粗骨料被碾碎的现象,或硬压机过后,混凝土表面有一些裂纹,表明拌和物太干;当振动碾碾压1~2遍后,混凝土表面明显有灰浆泛出,或有较多灰浆粘在动轮上,表明拌和物过湿;当振动碾碾压3~4遍后。被压面才明显有灰浆泛出,表面平整有光泽,呈现一定的弹性,则表明拌和物干湿程度适中。

碾压过程中发现拌和物干湿度程度不适时,首先应分析其原因是加水量不当还是入仓后停放时间过久造成的。如果因骨料含水较高造成的,应及时进行拌和用水量的调整;若是因其他原因,如气温、风速、日照变化造成的,或因拌和物入仓后未及时碾压,或VC标准值选用不当等原因,则需要重新确定机口控制的VC标准值,以满足碾压施工的要求。

(2)铺料、平仓作业的控制与检查。仓面铺料、平仓作业应保证层间结合良好,保证按要求厚度均匀铺料,减少骨料分离。在施工过程中,应检查结合层的结合程度、铺料厚度、骨料分离状况等。

(3)碾压密实度的控制与检查。碾压混凝土的相对密实度可按下式计算

式中 D——混凝土相对密实度(通称密实度),%;

   r实测——混凝土的实测容重,kg/m3

   r理论——混凝土理论密实容重,kg/m3

泵压混凝土的理论密实容重,当其材料及配比不变时,其值是一个常数;而施工中由于碾压密实度的变化,所测得的混凝土容重是变化的。容重的变化即反映碾压密实度的变化,故可以采用在碾压施工现场,直接用测量碾压后的混凝土容重的办法,达到检验混凝土碾压质量的目的。

现场压实容重的测试一般用表面型核子水分密度仪测定。按规定,每铺筑100m2碾压混凝土至少应有一个测点,一般用散射法测量。每班须有3个以上的测点用透射法测量,每点测4个象限,取平均值。

5.碾压混凝土质量评定与验收

碾压混凝土施工质量的评定与验收,一般以90d龄期的抗压强度结合钻孔取芯、钻孔压水试验等综合判定。

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