[科普中國]-碾壓混凝土施工

碾壓混凝土施工是指用振動碾壓實超干硬性混凝土修建建筑物的施工技術(shù)。采用這種方法所筑的壩，稱碾壓混凝土壩。

簡介碾壓混凝土施工是指用振動碾壓實超干硬性混凝土修建建筑物的施工技術(shù)。采用這種方法所筑的壩，稱碾壓混凝土壩1。

技術(shù)簡介碾壓混凝土技術(shù)從20世紀60年代開始研究，70年代試用于小壩及圍堰，80年代有較迅速的發(fā)展。1980年日本建成了高 90m的島地川壩；1982年美國建造高49m的全碾壓式威洛克里克壩；1986年中國建成高56.8m的福建坑口壩?，F(xiàn)已逐漸發(fā)展到修建百米以上的碾壓混凝土高壩。各國的施工方法不盡相同。日本僅將碾壓混凝土用于壩體內(nèi)部，外部及基礎(chǔ)部分均用常規(guī)混凝土。美國除溢流面用多灰量小骨料混凝土外,上下游面及內(nèi)部混凝土在配合比和含灰量方面雖有差別，但采用了全斷面碾壓的施工方法。中國有的工程與日本施工方法相類似，如銅街子工程的部分壩段；有的工程采用了全斷面碾壓，上游面另設(shè)防滲層的施工方法，如坑口壩2。

特點不論哪一種施工方法，碾壓混凝土的共同特點是：

①低膠凝材料用量,包括水泥與摻和料共120～160kg/m；

②超干硬性，以維勃儀加壓測定,拌和物的稠度值在20s左右；

③大量使用摻和料,如用粉煤灰或天然火山灰，摻量為膠凝材料總量的30%～60%；

④不設(shè)縱橫縫,但有的壩在一層碾壓完畢進行橫縫切縫,在切縫上游設(shè)置止水設(shè)施；

⑤混凝土拌和可用自落式或強制式拌和機,但用自落式拌和機時,受大摻量摻和料的影響，需根據(jù)具體情況適當延長拌和時間，相應(yīng)產(chǎn)量有所下降；

⑥混凝土運輸過程中，需盡量減少倒運次數(shù)，以免產(chǎn)生分離；

⑦混凝土的平倉與攤鋪，有的用推土機，有的用攤鋪機，攤鋪層厚度大體為15～25cm，鋪料過程盡量控制水平；

⑧混凝土的碾壓,根據(jù)層厚不同采用不同性能的振動碾，一般鋪料兩層或三層后進行一次碾壓，碾壓遍數(shù)通過試驗確定。

碾壓混凝土施工較之常規(guī)混凝土，具有造價低，施工速度快、節(jié)省水泥、模板和勞動力等優(yōu)點，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。據(jù)美國威洛克里克壩的經(jīng)驗，碾壓混凝土的單價約為常規(guī)混凝土的1/3，在短短4個月時間內(nèi)，全部30萬m混凝土的工程，即告竣工。日本各壩的經(jīng)驗，亦較常規(guī)澆筑方法縮短工期。島地川壩節(jié)省水泥7000t、模板減少44%。中國坑口壩，縮短工期一半, 節(jié)省水泥44%，綜合造價降低16%。但碾壓混凝土也還存在一些問題有待研究解決。如層面結(jié)合處容易成為滲水的薄弱層面；混凝土運輸與攤鋪過程易產(chǎn)生骨料分離等3。

設(shè)計要求針對碾壓混凝土壩的施工特點，對碾壓混凝土壩的設(shè)計也有一定的要求，主要是：

①為了便于碾壓，盡量減少在壩體內(nèi)設(shè)置孔洞,對難以省略的廊道，有的用預(yù)制塊拼裝、有的在廊道位置先填碎石，碾壓完畢后再行挖除；

②混凝土的分塊與溫度控制盡量簡化；

③采用薄層大倉面澆筑時，混凝土澆筑塊的厚度一般為50cm或70cm，個別達100cm，再澆筑時每層均須作為施工縫處理；根據(jù)溫度控制的條件與混凝土凝結(jié)時間長短，也可采用連續(xù)澆筑法，澆筑層面無需另作處理；

④為了減少分離,選擇混凝土配合比時,粗骨料的最大粒徑多為80mm，砂率略大；個別工程的粗骨料最大粒徑為150mm,當采用人工砂石料時，石粉含量可放大至砂量的15%；

⑤防滲體的構(gòu)造，由于碾壓混凝土的層面結(jié)合部位往往是抗?jié)B的弱點,因此采用多種形式的防滲體:有的在上游面澆筑一定厚度具有抗?jié)B性能的混凝土，在橫縫處設(shè)置止水設(shè)施；有的在混凝土模板后面填筑灰漿較富的混凝土；有的在混凝土防護板中填瀝青砂漿。

大壩外部碾壓混凝土現(xiàn)場抽樣檢測相對壓實度不得小于98%；內(nèi)部碾壓混凝土相對壓實度不得小于97%。

質(zhì)量控制碾壓混凝土施工質(zhì)量的控制包括下列方面：

①粗骨料級配有無分離與破碎，如骨料級配與配合比設(shè)計不符，須及時糾正；

②砂石含水量對稠度值甚為敏感，在進拌和機前，如發(fā)現(xiàn)超過預(yù)定要求，須調(diào)整用水量；

③經(jīng)常檢查拌和機的葉片磨損程度及稱料精度；

④水泥和摻和料的混合比例是否準確；

⑤碾壓前的混凝土稠度值波動范圍是否在控制標準之內(nèi)；

⑥混凝土的出機溫度、澆筑溫度是否滿足要求，氣溫要有記載，如低于4℃或高于32℃需采取相應(yīng)的措施；

⑦使用核子密度儀檢驗壓實后的混凝土密實度，如密實度不足，需增加碾壓遍數(shù)，并找出原因；

⑧注意混凝土的層面結(jié)合、養(yǎng)護與防護；

⑨根據(jù)設(shè)計要求，留取混凝土抗壓試件，進行初始養(yǎng)護，用以檢驗到達設(shè)計齡期的混凝土強度。

除上述例行的質(zhì)量控制外，尚應(yīng)鉆取一定數(shù)量的芯樣，檢查混凝土的分離情況和層面的結(jié)合效果。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所