堆石混凝土施工技術方法

堆石混凝土施工技術方法

　　作為一種具有廣闊應用前景的大體積混凝土施工技術，堆石混凝土不僅僅局限于大壩工程的應用，已有部分鐵路公路工程的擋土墻也開始應用。下面是小編為大家整理的堆石混凝土施工技術方法，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　1 引言

　　在施工過程中,經常存在著計劃安排不合理,技術水平不高,質量、成本控制不嚴格等現象,為了避免和減少這些不合理現象的發生,就要加強各環節的管理,合理安排計劃,嚴格控制質量和成本,提高施工技術水平。

　　堆石混凝土施工技術，是指用自密實混凝土(Self-compacting concrete，簡稱SCC)填充堆石體，將一定粒徑的堆石直接入倉，從堆石體上部倒入自密實混凝土，利用自密實混凝土的高流動性及抗離析性，使自密實混凝土依靠自重填充堆石體空隙，形成密實且具有較高強度的混凝土。而這樣形成的混凝土就叫堆石混凝土(Rock Filled Concrete，簡稱RFC)。

　　堆石混凝土施工技術，作為國家專利技術[1]，具有以下幾個優點：施工技術簡單、 高密實高強度、 提高效率縮短工期、 降低綜合成本、低水泥量低水化熱、 體積穩定優良、減少或免除鑿毛等。通過各種實驗室試驗和工程試驗，已經驗證了自密實混凝土能很好填充堆石體的空隙，形成致密的、具有較好力學性能和耐久性的結構[2-10]。

　　作為一種具有廣闊應用前景的大體積混凝土施工技術，堆石混凝土不僅僅局限于大壩工程的應用，已有部分鐵路公路工程的擋土墻也開始應用[11]。相信不久，堆石混凝土將會在更多的鐵路工程中應用。于是，總結了堆石混凝土施工管理現狀(計劃管理、技術管理、質量管理和成本管理四個方面)，并提出了堆石混凝土擋土墻施工工序，展望了堆石混凝土施工管理研究應用趨勢。

　　2 計劃管理

　　計劃管理是綱領和根據。在施工之前，應制定詳細的施工組織計劃，合理安排施工流程。而計劃制定和流程安排，源于對堆石混凝土施工工序的掌握[12]。周虎作的專題報告[6]，介紹了堆石混凝土施工6道主要工序，如圖1所示。

　　3 技術管理

　　計劃管理是綱領，則技術管理是貫穿施工過程中的具體分項。技術作為生產力的要素之一，無技術，則無施工。在堆石混凝土施工過程中，包含著一些重要工程：堆石選取、模板工程、自密實混凝土澆筑工程等，這些工程的施工技術至關重要，決定著整個工程的質量及安全。

　　3.1 基礎面及施工縫處理

　　當表面出現大面積自密實混凝土覆蓋時(即倉面無塊石棱角出露)，應進行鑿毛處理;也可在澆筑至倉面時，采用小塊石拋填，以露出塊石棱角[13]。

　　3.2 模板工程

　　一方面，由于SCC具有很強的流動性，對模板產生較大的側壓力，為避免跑模脹模，應采用穩定性好、剛性大的模板，或直接采用砌石墻作模板[14];另一方面，由于SCC的流動性，使得漿體極易從模板孔縫中漏出，為避免漏漿，應采用密閉性好的模板，并對孔縫處進行密封處理。

　　3.3 堆石入倉

　　主要控制堆石空隙大小，即保證堆石粒徑級配良好，不產生過大孔隙;防止過多碎石渣堵塞孔隙。

　　有效地控制塊石粒徑級配，小顆粒石料不得集中或大量分布在底層，并進行人工調整，避免表層堆石空隙過大[13];對碎石過多的石料最好用挖機翻倒再入倉，這樣可減少大量摔碎的石渣入倉，避免過多的碎石渣堵塞堆石孔隙，從而影響澆筑效果[14]。

　　3.4 自密實混凝土澆筑

　　SCC現場澆筑是整個施工的重要環節之一，可分為灌車直接澆筑法和拋石澆筑法兩類。

　　混凝土灌車直接入倉，應保證行車平穩和避免擾動已澆筑混凝土，故宜采用后退法澆筑。應設計行車路線，以避免對已澆混凝土產生擾動;同時，需對堆石表面進行簡單平整以便車輛行走。具體行車澆筑時，應采用Z型或N型澆筑方式，各個澆筑點不宜超過2m;在有外觀要求的模板處，可放慢澆筑速度、加長澆筑距離、減小混凝土入倉落差，并輕微敲打模板，這樣拆模后的混凝土會有較光滑美觀的表面[13]。

　　拋石型堆石混凝土施工，應在自密實混凝土緩沖層澆筑完成后，將石塊拋入倉內，拋入一定體積的石料，使自密實混凝土上升后，繼續澆筑自密實混凝土再使其上升1m，然后再拋石循環施工。塊石拋入前按照粒徑大小將其分為兩類：8-30cm為小塊石，30cm以上為大塊石，拋入時將大小塊石間隔拋入倉內，人為拋成具有良好級配的堆石。收倉時拋入粒徑相對較小的石塊，以減少拋石對倉內石塊的撞擊[15]。

　　3.5 裂縫預防

　　大體積混凝土的裂縫預防非常重要。主要有技術方案制定實施、高溫季節施工、環境監測等。

　　對混凝澆筑、振搗、養護及坍落度控制做出技術方案，并嚴格執行，特別是對坍落度的控制更應得到攪拌站的同意。

　　高溫季節，在完成的堆石混凝土表面馬上要過車堆石，不能遮蓋養護。

　　在堆石表面堆積過多過厚的自密實混凝土經過暴曬，表面水分蒸發，容易產生細小裂縫。堆石混凝土澆筑時，可在自密實混凝土覆蓋較多的密集地帶，人工扔一些小碎石，在初凝時灑水養護，以減少并阻斷這種裂紋[13]。

　　混凝土的裂縫與環境條件有很大關系，施工過程中應注意氣溫和濕度的變化，采取有效措施控制高溫、低溫沖擊和激烈干燥沖擊。注意與氣象站的密切聯系(降溫及降雨預報)，不得在雨中澆筑混凝土，否則會嚴重改變水灰比[16]。

　　4 質量管理

　　目前，質量管理主要是采用“三全一多樣”的全面質量管理方法，即全員的質量管理、全過程質量管理、全企業的質量管理和多方法的質量管理。

　　而全面質量管理是依托在一系列的基礎工作之上的，其基礎工作包括標準化工作、計量工作、質量信息工作、質量責任制和質量教育工作。對堆石混凝土施工的全面質量管理，應切實做到以下幾個方面的質量檢測控制。

　　4.1 自密實混凝土質量

　　混凝土拌和物質量，按照自密實混凝土質量標準控制，即坍落度24-28cm，坍落擴展度50-60cm，V-漏斗通過時間20-40s，滿足擴展度要求時，擴展度2h損失<5cm[15]。

　　4.2 試坑容重檢測

　　試坑容重檢測是堆石混凝土現場試驗的檢測內容之一，其檢測結果能夠直觀快速地判定堆石混凝土的質量，其檢測標準為堆石混凝土密度大于2350kg/m3，該密度即為設計參數。表1，為圍灘水電站堆石混凝土試坑容重檢測數據。

　　5 成本管理

　　隨著市場經濟的不斷完善,每一個中標工程都需要加強管理才能取得利潤,砼工程量的多少,質量的優劣,工時、機械臺時的利用,資源、能源的消耗,資金周轉的快慢等等,都會直接地或間接地在成本中反映,運用成本管理這個手段,就可以對上述這些方面起組織和促進作用。因此,必須在經濟活動的全過程中,實行科學的、全面的、綜合的成本管理。

　　而作為堆石混凝土施工技術，本身具備降低綜合成本的優勢。但如果成本控制不嚴,將會造成人力、物力的浪費，即使干出很多堆石混凝土工程，沒能最大化實現其優勢，那就有悖于這個技術的應用，有悖于生產經營目的。

　　對于成本管理，寶泉上水庫沖溝工程[13]獲得了較滿意的結果：混凝土生產時間每天保證近20h，如果只采用素混凝土回填，可澆筑約360m3/d，如澆筑堆石混凝土，則可澆筑近1000m3，堆石混凝土施工強度較高;根據施工工藝和現場的施工條件，考慮1號沖溝約一半采用自密實堆石混凝土回填，可節約近240萬元。

　　6 堆石混凝土擋土墻施工工序

　　堆石混凝土擋土墻施工工序，主要包括基坑墊層、模板安裝、堆石入倉、自密實混凝土澆筑、模板拆除、構造設施和混凝土養護等。分別如下：

　　(1)施工準備(2)基坑開挖 (3)地基處理 (4)墊層施工

　　(5)模板安裝(6)堆石入模 (7)SCC澆筑 (8)循環施工

　　(9)模板拆除(10)RFC養護(11)構造設施 (12)填料夯實

　　其中，原材料準備，需注意：堆石石塊，應選擇粒徑大于15cm、強度不低于MU40、密度大于2200kg/m³的石塊;而自密實混凝土，應根據當地材料、減水劑和強度等級等，提前試配，并確定配合比。

　　循環施工，即由于堆石混凝土施工技術的優點，可以連續循環進行(5)、(6)、(7)三個步驟，從而縮短施工周期，加快施工速度。

　　7 結論與展望

　　堆石混凝土，不僅在大壩中已初步應用，而且在鐵路公路擋土墻中，具有廣闊的發展前景。于是，總結了堆石混凝土施工管理，提出了堆石混凝土擋土墻施工工序。

　　要較好發揮堆石混凝土的優勢，創造最大的經濟效益，為和諧社會和綠色生產做貢獻，在施工管理方面仍需深入研究的問題：

　�、� 針對新的堆石混凝土結構形式的施工技術和質量管理研究，如堆石混凝土擋土墻施工管理;

　�、� 更合理地進行施工計劃，完善堆石混凝土施工工藝、工序;

　　③ 在混凝土施工管理中,計劃、技術、質量、成本管理之間是相互聯系,密不可分的,無論加強那一方面的管理都會最終歸結到降低成本,提高經經濟效益上來。使計劃、技術、質量、成本管理，四者相互協調促進，形成完整的堆石混凝土施工管理制度，尤為重要。

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