堆石混凝土施工技術(shù)方法

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

　　1 引言

　　在施工過程中,經(jīng)常存在著計(jì)劃安排不合理,技術(shù)水平不高,質(zhì)量、成本控制不嚴(yán)格等現(xiàn)象,為了避免和減少這些不合理現(xiàn)象的發(fā)生,就要加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的管理,合理安排計(jì)劃,嚴(yán)格控制質(zhì)量和成本,提高施工技術(shù)水平。

　　堆石混凝土施工技術(shù)，是指用自密實(shí)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(shí)混凝土，利用自密實(shí)混凝土的高流動(dòng)性及抗離析性，使自密實(shí)混凝土依靠自重填充堆石體空隙，形成密實(shí)且具有較高強(qiáng)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(shù)，作為國家專利技術(shù)[1]，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：施工技術(shù)簡單、 高密實(shí)高強(qiáng)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(wěn)定優(yōu)良、減少或免除鑿毛等。通過各種實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工程試驗(yàn)，已經(jīng)驗(yàn)證了自密實(shí)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(xué)性能和耐久性的結(jié)構(gòu)[2-10]。

　　作為一種具有廣闊應(yīng)用前景的大體積混凝土施工技術(shù)，堆石混凝土不僅僅局限于大壩工程的應(yīng)用，已有部分鐵路公路工程的擋土墻也開始應(yīng)用[11]。相信不久，堆石混凝土將會(huì)在更多的鐵路工程中應(yīng)用。于是，總結(jié)了堆石混凝土施工管理現(xiàn)狀(計(jì)劃管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理和成本管理四個(gè)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(yīng)用趨勢。

　　2 計(jì)劃管理

　　計(jì)劃管理是綱領(lǐng)和根據(jù)。在施工之前，應(yīng)制定詳細(xì)的施工組織計(jì)劃，合理安排施工流程。而計(jì)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(bào)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(shù)管理

　　計(jì)劃管理是綱領(lǐng)，則技術(shù)管理是貫穿施工過程中的具體分項(xiàng)。技術(shù)作為生產(chǎn)力的要素之一，無技術(shù)，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(shí)混凝土澆筑工程等，這些工程的施工技術(shù)至關(guān)重要，決定著整個(gè)工程的質(zhì)量及安全。

　　3.1 基礎(chǔ)面及施工縫處理

　　當(dāng)表面出現(xiàn)大面積自密實(shí)混凝土覆蓋時(shí)(即倉面無塊石棱角出露)，應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理;也可在澆筑至倉面時(shí)，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(qiáng)的流動(dòng)性，對模板產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，為避免跑模脹模，應(yīng)采用穩(wěn)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(dòng)性，使得漿體極易從模板孔縫中漏出，為避免漏漿，應(yīng)采用密閉性好的模板，并對孔縫處進(jìn)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(chǎn)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(jìn)行人工調(diào)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(jī)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(shí)混凝土澆筑

　　SCC現(xiàn)場澆筑是整個(gè)施工的重要環(huán)節(jié)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(yīng)保證行車平穩(wěn)和避免擾動(dòng)已澆筑混凝土，故宜采用后退法澆筑。應(yīng)設(shè)計(jì)行車路線，以避免對已澆混凝土產(chǎn)生擾動(dòng);同時(shí)，需對堆石表面進(jìn)行簡單平整以便車輛行走。具體行車澆筑時(shí)，應(yīng)采用Z型或N型澆筑方式，各個(gè)澆筑點(diǎn)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?xí)�有較光滑美觀的表面[13]。

　　拋石型堆石混凝土施工，應(yīng)在自密實(shí)混凝土緩沖層澆筑完成后，將石塊拋入倉內(nèi)，拋入一定體積的石料，使自密實(shí)混凝土上升后，繼續(xù)澆筑自密實(shí)混凝土再使其上升1m，然后再拋石循環(huán)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(shí)將大小塊石間隔拋入倉內(nèi)，人為拋成具有良好級配的堆石。收倉時(shí)拋入粒徑相對較小的石塊，以減少拋石對倉內(nèi)石塊的撞擊[15]。

　　3.5 裂縫預(yù)防

　　大體積混凝土的裂縫預(yù)防非常重要。主要有技術(shù)方案制定實(shí)施、高溫季節(jié)施工、環(huán)境監(jiān)測等。

　　對混凝澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)及坍落度控制做出技術(shù)方案，并嚴(yán)格執(zhí)行，特別是對坍落度的控制更應(yīng)得到攪拌站的同意。

　　高溫季節(jié)，在完成的堆石混凝土表面馬上要過車堆石，不能遮蓋養(yǎng)護(hù)。

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

　　混凝土的裂縫與環(huán)境條件有很大關(guān)系，施工過程中應(yīng)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(lián)系(降溫及降雨預(yù)報(bào))，不得在雨中澆筑混凝土，否則會(huì)嚴(yán)重改變水灰比[16]。

　　4 質(zhì)量管理

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

　　而全面質(zhì)量管理是依托在一系列的基礎(chǔ)工作之上的，其基礎(chǔ)工作包括標(biāo)準(zhǔn)化工作、計(jì)量工作、質(zhì)量信息工作、質(zhì)量責(zé)任制和質(zhì)量教育工作。對堆石混凝土施工的全面質(zhì)量管理，應(yīng)切實(shí)做到以下幾個(gè)方面的質(zhì)量檢測控制。

　　4.1 自密實(shí)混凝土質(zhì)量

　　混凝土拌和物質(zhì)量，按照自密實(shí)混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制，即坍落度24-28cm，坍落擴(kuò)展度50-60cm，V-漏斗通過時(shí)間20-40s，滿足擴(kuò)展度要求時(shí)，擴(kuò)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(xiàn)場試驗(yàn)的檢測內(nèi)容之一，其檢測結(jié)果能夠直觀快速地判定堆石混凝土的質(zhì)量，其檢測標(biāo)準(zhǔn)為堆石混凝土密度大于2350kg/m3，該密度即為設(shè)計(jì)參數(shù)。表1，為圍灘水電站堆石混凝土試坑容重檢測數(shù)據(jù)。

　　5 成本管理

　　隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善,每一個(gè)中標(biāo)工程都需要加強(qiáng)管理才能取得利潤,砼工程量的多少,質(zhì)量的優(yōu)劣,工時(shí)、機(jī)械臺(tái)時(shí)的利用,資源、能源的消耗,資金周轉(zhuǎn)的快慢等等,都會(huì)直接地或間接地在成本中反映,運(yùn)用成本管理這個(gè)手段,就可以對上述這些方面起組織和促進(jìn)作用。因此,必須在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的全過程中,實(shí)行科學(xué)的、全面的、綜合的成本管理。

　　而作為堆石混凝土施工技術(shù)，本身具備降低綜合成本的優(yōu)勢。但如果成本控制不嚴(yán),將會(huì)造成人力、物力的浪費(fèi)，即使干出很多堆石混凝土工程，沒能最大化實(shí)現(xiàn)其優(yōu)勢，那就有悖于這個(gè)技術(shù)的應(yīng)用，有悖于生產(chǎn)經(jīng)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(jié)果：混凝土生產(chǎn)時(shí)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(qiáng)度較高;根據(jù)施工工藝和現(xiàn)場的施工條件，考慮1號沖溝約一半采用自密實(shí)堆石混凝土回填，可節(jié)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(shí)混凝土澆筑、模板拆除、構(gòu)造設(shè)施和混凝土養(yǎng)護(hù)等。分別如下：

　　(1)施工準(zhǔn)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(huán)施工

　　(9)模板拆除(10)RFC養(yǎng)護(hù)(11)構(gòu)造設(shè)施 (12)填料夯實(shí)

　　其中，原材料準(zhǔn)備，需注意：堆石石塊，應(yīng)選擇粒徑大于15cm、強(qiáng)度不低于MU40、密度大于2200kg/m³的石塊;而自密實(shí)混凝土，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧稀�減水劑和強(qiáng)度等級等，提前試配，并確定配合比。

　　循環(huán)施工，即由于堆石混凝土施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以連續(xù)循環(huán)進(jìn)行(5)、(6)、(7)三個(gè)步驟，從而縮短施工周期，加快施工速度。

　　7 結(jié)論與展望

　　堆石混凝土，不僅在大壩中已初步應(yīng)用，而且在鐵路公路擋土墻中，具有廣闊的發(fā)展前景。于是，總結(jié)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(fā)揮堆石混凝土的優(yōu)勢，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，為和諧社會(huì)和綠色生產(chǎn)做貢獻(xiàn)，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(jié)構(gòu)形式的施工技術(shù)和質(zhì)量管理研究，如堆石混凝土擋土墻施工管理;

　�、� 更合理地進(jìn)行施工計(jì)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(jì)劃、技術(shù)、質(zhì)量、成本管理之間是相互聯(lián)系,密不可分的,無論加強(qiáng)那一方面的管理都會(huì)最終歸結(jié)到降低成本,提高經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益上來。使計(jì)劃、技術(shù)、質(zhì)量、成本管理，四者相互協(xié)調(diào)促進(jìn)，形成完整的堆石混凝土施工管理制度，尤為重要。

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