混凝土面板堆石壩和RCC大壩質(zhì)量檢測(cè)

1、混凝土面板堆石壩和RCC大壩質(zhì)量檢測(cè)第四篇 水利工程施工（第6章）淮河委員會(huì)副總工程師 李良義6.3 混凝土面板堆石壩混凝土面板堆石壩施工規(guī)范SL49-94混凝土面板堆石壩是由土質(zhì)心墻堆石壩轉(zhuǎn)化發(fā)展出的一種新壩型。60年代在土質(zhì)心墻堆石壩建設(shè)中采用振動(dòng)平碾，使堆石具有較高的變形模量，由此出現(xiàn)了一種新型堆石，即碾壓堆石。碾壓堆石與混凝土面板相適應(yīng)，解決了面板裂縫和滲漏問(wèn)題，從而碾壓式混凝土面板堆石壩開始得到更快發(fā)展。隨著混凝土面板堆石壩應(yīng)用現(xiàn)代工程技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，混凝土面板堆石壩從80年代開始在我國(guó)得到了迅猛發(fā)展，關(guān)門山、西北口等工程相繼建成投入使用，特別是壩高95m的西北口水庫(kù)大壩做為國(guó)

2、家“七五”科技攻關(guān)項(xiàng)目的一項(xiàng)試驗(yàn)性工程，使我國(guó)在百米級(jí)的混凝土面板堆石壩技術(shù)形成了系列配套的筑壩技術(shù)。以此為基礎(chǔ)，水利電力部委托葛洲壩工程局施工科研所、遼寧省水利電力廳編寫完成了我國(guó)第一部混凝土面板堆石壩施工規(guī)范SL49-94，1994年正式頒布執(zhí)行。在“七五”科技攻關(guān)的成果基礎(chǔ)上，“八五”、“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目繼續(xù)以天生橋一級(jí)（壩高178m）等工程為目標(biāo)，取得了一批豐碩成果。目前，我國(guó)已建、在建的百米以上的混凝土面板堆石壩有天生橋一級(jí)（178m）、黑泉、烏魯瓦提、珊溪、白云等，壩高在50m以上的工程約70多座。強(qiáng)制性條文根據(jù)混凝土面板堆石壩施工規(guī)范SL49-94的要求，著重對(duì)施工擋水度汛提出

3、以下要求：當(dāng)確定未澆筑混凝土面板的壩體擋水時(shí)，必須對(duì)上游坡面進(jìn)行碾壓砂漿、噴射混凝土或噴灑陽(yáng)離子乳化瀝青等防滲固坡處理。在施工期間，混凝土面板堆石壩允許利用壩體進(jìn)行擋水度汛，甚至可以適量允許過(guò)水，為工程的導(dǎo)流度汛方案帶來(lái)極大的便利和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，也是混凝土面板堆石壩得以迅速發(fā)展的原因之一。設(shè)計(jì)中確定的導(dǎo)流度汛方案中，明確需要堆石壩體在面板未澆筑前進(jìn)行擋水時(shí)，施工中應(yīng)該在汛前將壩體搶筑至設(shè)計(jì)高程，為保證壩體分區(qū)填筑料的安全和上游坡面的穩(wěn)定，必須在汛前對(duì)上游坡面進(jìn)行防滲固坡處理。對(duì)上游坡面進(jìn)行防滲固坡處理，目前行之有效的處理方法有以下三種：1 碾壓砂漿固坡：在墊層面進(jìn)行斜坡碾壓后，攤鋪58厘米厚的水泥

4、砂漿，用振動(dòng)碾壓實(shí)，以形成堅(jiān)固的表層。關(guān)門山壩采用50#砂漿固坡，擋水深11米；成屏壩采用150#砂漿固坡，擋水深18米，均取得良好的擋水效果。2 噴射混凝土固坡：在碾壓后的墊層表面噴58厘米厚的混凝土，以起到防滲、固坡作用。我國(guó)西北口壩采用該法，汛期擋水深達(dá)30米，效果良好。3 噴灑陽(yáng)離子乳化瀝青固坡：在壓實(shí)后的墊層表面，噴灑23層乳化瀝青，各層間并撒以河砂，進(jìn)行碾壓，形成堅(jiān)實(shí)表層。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩碾壓試驗(yàn)提出以下要求：堆石壩填筑開始前，應(yīng)進(jìn)行壩料碾壓試驗(yàn)，優(yōu)化相應(yīng)的填筑壓實(shí)參數(shù)。碾壓試驗(yàn)的壓實(shí)參數(shù)，主要為鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、加水量等。由于每一工程的規(guī)模、

5、壩體設(shè)計(jì)要求，填筑壩料的性質(zhì)、施工單位的技術(shù)裝備和技術(shù)水平等各不相同。填筑與壓實(shí)的參數(shù)也有差別，因此，本條要求在堆石壩填筑開始之前，對(duì)壩料進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，其目的在于根據(jù)工地具體條件，對(duì)設(shè)計(jì)提出的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核，選擇合適的施工機(jī)械和確定合理的施工參數(shù)（鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、加水量等），并提出完善的施工工藝和措施。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩填筑的質(zhì)量控制提出以下要求： 施工中應(yīng)嚴(yán)格控制填筑壓實(shí)參數(shù)，并應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查。對(duì)規(guī)定的鋪料厚度應(yīng)經(jīng)過(guò)儀器檢查。填筑壓實(shí)參數(shù)確定后，強(qiáng)調(diào)在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制并抽樣檢查，依靠嚴(yán)格掌握壓實(shí)參數(shù)來(lái)保證填筑質(zhì)量，以減少施工干擾，提高施工效率。強(qiáng)制性條

6、文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩碾壓工序的質(zhì)量控制提出以下要求： 壩料碾壓必須采用振動(dòng)碾，并按材料分區(qū)分段進(jìn)行。碾壓過(guò)程中應(yīng)保證振動(dòng)碾的規(guī)定工作參數(shù)。 墊層區(qū)的水平碾壓，振動(dòng)碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm。面板堆石壩主要的設(shè)計(jì)原則是控制堆石壩體的變形，盡量使堆石壩料碾壓密實(shí)，因此堆石壩的填筑與碾壓是控制工程質(zhì)量的最關(guān)鍵工序，也是保證工程進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)。混凝土面板堆石壩主要的發(fā)展歷程告訴我們，只有振動(dòng)壓實(shí)才能保證堆石的高密度。為此，規(guī)定壩料必須采用振動(dòng)碾碾壓。由于堆石填筑包括卸料、鋪料、灑水、壓實(shí)等多道工序，在墊層坡面上還需要進(jìn)行修整、斜坡碾壓和保護(hù)。由于工序較多，為避免混亂和出

7、現(xiàn)安全事故，規(guī)定壩面填筑應(yīng)分區(qū)分段進(jìn)行，適當(dāng)劃分工作面，在各填筑塊上依次完成各道工序。振動(dòng)碾的減振輪胎壓力、振動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)等，隨振動(dòng)碾的工作面逐漸降低或衰減，從而影響其工作功能與效率，因而必須定時(shí)檢查，及時(shí)調(diào)整、處理。為了確保壓實(shí)質(zhì)量，提出應(yīng)保持振動(dòng)碾的規(guī)定工作參數(shù)。 墊層區(qū)在進(jìn)行水平碾壓時(shí)，在保證安全的條件下，應(yīng)盡可能向上游邊緣延伸，以便墊層料能充分壓實(shí)。根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，40cm是保證安全的最佳距離。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩防滲體系的質(zhì)量控制提出以下要求： 面板混凝土配合比除滿足面板設(shè)計(jì)性能外，尚應(yīng)滿足施工工藝要求；1 水灰比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。2 摻用減水、引氣、調(diào)

8、凝等外加劑及適量的摻合料時(shí)，其摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。3 坍落度應(yīng)根據(jù)混凝土的運(yùn)輸、澆筑方法和氣溫條件決定?；炷撩姘迨腔炷撩姘宥咽瘔蔚奈ㄒ环罎B設(shè)施?；炷撩姘?、趾板、止水系統(tǒng)及壩下防滲體構(gòu)成一個(gè)完整的防滲體系，是防止壩體滲漏和保證工程發(fā)揮蓄水效益的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)某混凝土面板砂礫石壩工程，由于止水設(shè)施失效，直接導(dǎo)致壩體失事，造成巨大的人民生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，條文對(duì)防滲體系的施工質(zhì)量做出了許多規(guī)定。面板混凝土配合比的選擇有其特殊性，即：滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，還應(yīng)滿足滑模施工和坡面輸送混凝土的特點(diǎn)。本條規(guī)定水灰比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，一般宜為0.450.55。在混凝土中摻用適量的外加劑能顯著改善混凝土的和易性

9、，減少離析和泌水，提高密實(shí)性和抗裂性，并明顯改善抗凍融性能。為保證面板質(zhì)量，建議采用槽車輸送混凝土。當(dāng)采用溜槽輸送混凝土?xí)r，選擇配合比應(yīng)考慮其順利下滑，并不得離析。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩趾板澆筑的質(zhì)量控制提出以下要求： 趾板混凝土澆筑應(yīng)在基巖面開挖、處理完畢，并按隱蔽工程質(zhì)量要求驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行。趾板混凝土澆筑，應(yīng)在相鄰區(qū)堆石填筑前完成。趾板位于上游堆石體的前下部，是石板的基礎(chǔ)，按程序應(yīng)按隱蔽工程驗(yàn)收，并在相鄰區(qū)堆石填筑前澆筑混凝土。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL49的要求，著重對(duì)混凝土面板堆石壩止水片施工的質(zhì)量控制提出以下要求：金屬止水片就位后，與聚氯乙烯墊片接觸的縫隙，

10、必須作防止混凝土砂漿浸入其間的封閉處理。金屬止水片中心線與設(shè)計(jì)線的最大偏移量，不得超過(guò)5mm。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)防止止水片產(chǎn)生形變、變位或遭到破壞。本條要求保證金屬止水片準(zhǔn)確就位，精心施工，防止在施工過(guò)程中止水片遭到破壞，產(chǎn)生位移。同時(shí)還必須對(duì)與聚氯乙烯墊片接觸的縫隙作防止混凝土砂漿浸入其間的封閉處理。6.4 碾壓混凝土壩水工碾壓混凝土施工規(guī)范SL53-94碾壓混凝土筑壩技術(shù)是基于土石壩施工方法的一種干硬性混凝土壩施工方法，采用振動(dòng)碾對(duì)坍落度為0的干硬性混凝土，通過(guò)在壩體的鋪筑、碾壓而成型的工藝，具有溫控簡(jiǎn)單、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。80年代初，我國(guó)從銅街子工程開始進(jìn)行試驗(yàn)，1986年在福建省坑口水電

11、站建成了我國(guó)筑壩史上第一座全斷面碾壓混凝土壩，隨后相繼在隔河巖、巖灘、江埡、棉花灘等主體工程中得到大規(guī)模運(yùn)用，我國(guó)已具備了建設(shè)200米級(jí)的碾壓混凝土筑壩技術(shù)，2001年壩高達(dá)192米的龍灘水電站即將開工建設(shè)。我國(guó)碾壓混凝土筑壩技術(shù)的發(fā)展與美國(guó)、日本等國(guó)家有較大的差別，主要特點(diǎn)是高摻粉煤灰、富膠凝材料，低水泥用量，不設(shè)或少設(shè)橫縫，采用單設(shè)防滲或采用二級(jí)配碾壓混凝土防滲，達(dá)到了簡(jiǎn)化壩體結(jié)構(gòu)和溫控措施，創(chuàng)造了全斷面連續(xù)施工的條件，使碾壓混凝土技術(shù)得到快速發(fā)展，成為重點(diǎn)推廣的壩型之一。 為規(guī)范碾壓混凝土筑壩技術(shù)發(fā)展，1986年水電部水電總局制訂了水工碾壓混凝土施工技術(shù)規(guī)定，1994年修訂為水工碾壓混凝

12、土施工規(guī)范SL5394，鑒于自該規(guī)范頒布以后，我國(guó)在高碾壓混凝土筑壩技術(shù)的科技攻關(guān)成果取得了很多成果，新修訂的水工碾壓混凝土施工規(guī)范即將完成。強(qiáng)制性條文根據(jù)水工碾壓混凝土施工規(guī)范SL5394的要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)提出了以下要求：施工前應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)驗(yàn)證碾壓混凝土配合比的適應(yīng)性，并確定其施工工藝參數(shù)。該項(xiàng)條款的目的是強(qiáng)調(diào)在我國(guó)大中型水利水電工程、級(jí)建筑物的碾壓混凝土壩正式施工前應(yīng)結(jié)合工程自身特點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，解決碾壓混凝土施工中的具體問(wèn)題。1 驗(yàn)證碾壓混凝土配合比的合理性，由于水利水電工程處于不同的工程環(huán)境，相應(yīng)每個(gè)工程所選用的原材料都不相同，雖然在配合比設(shè)計(jì)和室內(nèi)試驗(yàn)成果方面有一些規(guī)律

13、可以借鑒，但與現(xiàn)場(chǎng)大批量的實(shí)施情況相比，代表性相對(duì)較差。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可以驗(yàn)證配合比的可拌性、可碾性、和易性、抗分離性，并可現(xiàn)場(chǎng)取樣加工試件驗(yàn)證各種力學(xué)指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。2 檢驗(yàn)原材料生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝是否合理；開采、加工、倒運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)是否滿足要求；檢驗(yàn)該系統(tǒng)的生產(chǎn)能力是否滿足施工組織設(shè)計(jì)、澆筑計(jì)劃和工程總體進(jìn)度的需要；檢驗(yàn)原材料產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)到有關(guān)規(guī)范和配合比設(shè)計(jì)的要求，粗細(xì)骨料質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合SDJ207水工混凝土施工規(guī)范的規(guī)定，砂料宜質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好。人工砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.22.9之間，石粉（D0.16mm）含量宜控制在10%20%。人工粗骨料的石粉包裹情況現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)給予特別關(guān)注。

14、天然砂細(xì)度模數(shù)宜在2.03.0之間，含泥量（D0.08mm）應(yīng)小于5%。3 檢驗(yàn)混凝土制備系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，包括稱量設(shè)備和含水率測(cè)定裝置的檢定，混凝土拌和及成品混凝土質(zhì)量，特別是投料順序、拌和時(shí)間、拌和均勻性、拌和機(jī)的灰漿粘附情況及拌和能力。稱量系統(tǒng)除檢查設(shè)備本身精度外，還必須檢查實(shí)際配料結(jié)果。含水率的測(cè)定裝置，應(yīng)快速準(zhǔn)確的測(cè)出細(xì)骨料的含水率，以便調(diào)整拌和用水量，保證碾壓混凝土拌和物的工作度和水膠比。由于攪拌機(jī)的特性和拌和物的不同組份，施工規(guī)范中不能對(duì)投料順序做出一般性的規(guī)定，應(yīng)結(jié)合具體工程的特點(diǎn)，初步擬訂投料順序，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整確定。拌和時(shí)間是影響混凝土質(zhì)量的主要因素，拌和時(shí)間短，混凝土拌和物的

15、均勻性差，變異性很大，直接影響碾壓混凝土強(qiáng)度的均勻性。拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，粗細(xì)骨料的研磨也會(huì)造成細(xì)度模數(shù)的變化，對(duì)混凝土產(chǎn)生不利影響。最佳拌和時(shí)間隨拌和機(jī)類型不同而不同，又受攪拌量、粗骨料粒徑大小、拌和物稠度等因素的影響，需根據(jù)具體拌和設(shè)備和拌和物情況通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。有些類型的拌和機(jī)粘附情況相對(duì)比較嚴(yán)重，如沙溪口的法制C240拌和樓，拌和機(jī)后部粘附大量灰漿，造成灰漿未與砂子拌和均勻，沙漿也未完全包裹粗骨料，拌和物均勻性很不穩(wěn)定；坑口工程使用的JL2×1m3拌和樓，每拌制20盤，就需清洗一次，否則不僅降低生產(chǎn)能力而且拌和物均勻性差。根據(jù)國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，建議優(yōu)先使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。驗(yàn)證混凝土生產(chǎn)

16、系統(tǒng)在保證質(zhì)量情況下的生產(chǎn)能力，有利于調(diào)整施工計(jì)劃，合理布置施工倉(cāng)面，配置運(yùn)輸車輛，以及大壩總體施工進(jìn)度的安排。4 驗(yàn)證碾壓混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)、平倉(cāng)方法、平倉(cāng)機(jī)具、碾壓設(shè)備等運(yùn)行可靠性和配套性。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐，碾壓混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)采用自卸卡車、皮帶運(yùn)輸機(jī)、負(fù)壓溜槽已經(jīng)比較成熟，纜機(jī)、門機(jī)、塔機(jī)也可作為輔助運(yùn)輸工具?，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證時(shí)要注意自卸卡車行走道路的平整度，入倉(cāng)前車輪攜帶泥、水情況，適合入倉(cāng)口結(jié)構(gòu)和封堵要求的施工工藝；皮帶運(yùn)輸時(shí)的灰漿損失率應(yīng)控制在0.2%之內(nèi)，其轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、骨料分離、清掃裝置、儲(chǔ)料斗容積、轉(zhuǎn)料斗起拱情況等也需現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證；負(fù)壓溜槽的坡度和擬定的防分離措施需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整確定。平倉(cāng)

17、一般采用平層通倉(cāng)法，斜層平推法和臺(tái)階法也可使用。防止骨料分離、保持層厚均勻是卸料和平倉(cāng)工序現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究的重點(diǎn)，巖灘工程中在自卸汽車上增改的卸料器，使卸料、攤鋪合成一個(gè)工序，不僅提高工效，也改善了骨料分離。觀音閣的多層攤鋪，一次碾壓也取得了抗分離的良好效果。用于平倉(cāng)、碾壓的機(jī)具設(shè)備國(guó)內(nèi)外品種較多，PZ50平倉(cāng)機(jī)、小松平倉(cāng)機(jī)、由普通推土機(jī)、濕地推土機(jī)改裝成的平倉(cāng)機(jī)等；振動(dòng)碾的類型有輪胎驅(qū)動(dòng)型、兩輪振動(dòng)型、雙聯(lián)振動(dòng)型及小型振動(dòng)碾，常用的有德國(guó)產(chǎn)BW系列，BW75S、BW95S、BW200、BW201、BW202等。洛陽(yáng)產(chǎn)的YZ系列，有YZ10P、YZJ10P、YZS60P、YZJ10B等。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)

18、根據(jù)具體工程的特點(diǎn)，倉(cāng)面的大小，生產(chǎn)能力的大小，對(duì)碾壓混凝土的運(yùn)輸、攤鋪、碾壓進(jìn)行配套性檢驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，使其相互匹配，達(dá)到最佳工效。 5 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定適合本工程的合理施工工藝參數(shù)，如碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)等。碾壓混凝土的分層碾壓厚度，除受層面間隔時(shí)間、混凝土生產(chǎn)運(yùn)輸攤鋪能力影響之外， 最主要的是要適應(yīng)振動(dòng)碾的性能，與振動(dòng)碾的自重、激振力、振頻、振幅、碾壓速度直接相關(guān)，碾壓層厚度越大，所需的振實(shí)能量越大，如自重大于7T，激振力大于10T，振頻在40Hz，振幅0.8mm，碾壓速度12km/h時(shí)，其單位面積振實(shí)能量可達(dá)到20kg.cm/cm2，振實(shí)厚度達(dá)到5070cm。當(dāng)振實(shí)能量達(dá)

19、到20kg.cm/cm2時(shí)，其振實(shí)厚度小于30cm。在國(guó)內(nèi)工程中，攤鋪厚度3540cm、壓實(shí)層厚3035cm的實(shí)例較多。碾壓遍數(shù)與碾壓設(shè)備直接相關(guān)，在配合比一定時(shí)，振動(dòng)碾的激振力增大或始終使混凝土接近共振狀態(tài)的碾壓，則振實(shí)能量會(huì)提高，振實(shí)時(shí)間會(huì)減少。如在相同配合比、相同層厚的情況下，用BW200型振動(dòng)碾只需碾壓68遍，而用BW75S型碾壓時(shí)，則要碾壓2024遍。若同一振動(dòng)碾，配合比不同時(shí)，混凝土內(nèi)部的游離漿體數(shù)量不同，漿體的內(nèi)聚力、漿體與砂之間的粘附力、骨料之間的內(nèi)摩阻力與機(jī)械咬合力的不同，振動(dòng)壓實(shí)能量傳遞與耗散也不同。配合比的變化、現(xiàn)場(chǎng)氣候條件的變化造成VC值的變化，振動(dòng)時(shí)間也在發(fā)生變化。V

20、C值越小，則振實(shí)時(shí)間越短、碾壓遍數(shù)越少。但VC值過(guò)小，配合比的用水量增加，干縮率增大，影響混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性能，也影響振動(dòng)碾的正常行走。 在設(shè)備確定，振頻和碾壓速度一定時(shí)，振實(shí)混凝土所需要的碾壓遍數(shù)是VC值的函數(shù)，該函數(shù)是一個(gè)分段連續(xù)的非線性函數(shù)。VC值可分8S以下、825S、26S以上三個(gè)階段，在825S時(shí)，碾壓遍數(shù)與VC值之間接近線性函數(shù)關(guān)系。針對(duì)具體的工程特點(diǎn)和氣候條件，VC值和碾壓厚度、碾壓遍數(shù)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)均需調(diào)整確定。 6 層間結(jié)合問(wèn)題一直是碾壓混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵，不同的工程、不同的氣候條件會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選擇不同的試驗(yàn)塊區(qū)域，分別對(duì)不同層面處理方法進(jìn)行試驗(yàn)研究，

21、一是層面允許直接鋪筑情況，要特別注意層表面的風(fēng)干現(xiàn)象。二是加墊層拌和物后的允許直接鋪筑情況，三是形成冷縫經(jīng)處理后再鋪筑的情況。試驗(yàn)塊達(dá)到齡期后，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行外觀檢查和室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)，確定層間結(jié)合強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。7 隨著碾壓混凝土技術(shù)的普及和水利水電工程的廣泛應(yīng)用，有些施工隊(duì)伍在承擔(dān)此類項(xiàng)目時(shí)缺少碾壓混凝土施工經(jīng)驗(yàn)，有的施工隊(duì)伍由于熟練技術(shù)工人的變換，也需要進(jìn)行崗位培訓(xùn)，有的業(yè)主和監(jiān)理單位缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，碾壓混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)有利于提高業(yè)主、監(jiān)理、施工單位的碾壓混凝土技術(shù)水平和管理水平、有利于提高碾壓混凝土工程質(zhì)量。綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)關(guān)系到碾壓混凝土工程施工各個(gè)環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)和各道工藝、各項(xiàng)參

22、數(shù)的選定，直接影響到整個(gè)工程建設(shè)的成敗，大中型水利水電工程不僅工程重要，而且投資大，正式鋪筑前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是必要的。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL53的要求，對(duì)碾壓壓實(shí)質(zhì)量的控制提出以下要求：每層碾壓作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)按網(wǎng)格布點(diǎn)，檢測(cè)混凝土的壓實(shí)容重。所測(cè)容重低于規(guī)定指標(biāo)時(shí)，應(yīng)立即重復(fù)檢測(cè)，并查找原因，采取處理措施。容重是水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，直接關(guān)系到大壩工程的安全，對(duì)于碾壓混凝土來(lái)講，只有達(dá)到或接近理論容重，相對(duì)密實(shí)，才能具備相應(yīng)的力學(xué)強(qiáng)度，滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，因此，壓實(shí)容重的檢測(cè)是評(píng)定碾壓混凝土是否壓實(shí)的主要指標(biāo)。在國(guó)內(nèi)碾壓混凝土施工中，使用表面型核子水分密度儀測(cè)定壓實(shí)容重工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，

23、且國(guó)內(nèi)已有產(chǎn)品的性能、質(zhì)量均能達(dá)到要求，施工規(guī)范規(guī)定壓實(shí)容重檢測(cè)采用表面型核子水分密度儀?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，可采用挖坑填砂法對(duì)表面型核子水分密度儀進(jìn)行率定。先在擬挖坑的部位用核子密度儀做反向散射和各個(gè)深度透射法做四個(gè)象限容重的測(cè)量，記錄測(cè)試的數(shù)據(jù)。注意不能在剛碾壓完的地方進(jìn)行，應(yīng)讓混凝土有足夠的反彈時(shí)間。然后在檢測(cè)部位挖邊長(zhǎng)50cm，深度不小于30cm的坑，小心的將混凝土取出，并稱重量W，再用已知松散容重（）的干燥標(biāo)準(zhǔn)砂將坑填滿。填入的砂勿受振動(dòng)，并用直尺沿坑頂面將砂刮平。由填砂重量（G）和松散容重（）可計(jì)算出砂坑體積（V），碾壓混凝土壓實(shí)容重則為W/V，用此法對(duì)核子密度儀的測(cè)值進(jìn)行校正率定。關(guān)于現(xiàn)

24、場(chǎng)容重檢測(cè)，水工碾壓混凝土施工規(guī)范SL53-94對(duì)測(cè)點(diǎn)布置做了具體規(guī)定。“每鋪筑100200m2至少有一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每層應(yīng)有3個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)。水利水電基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（八）規(guī)定，每100m2碾壓層至少應(yīng)有一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)用反向散射法測(cè)量，每個(gè)碾壓層應(yīng)有3個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)用透射法測(cè)量。反向散射法測(cè)定容重，其測(cè)量誤差大于透射法測(cè)量，受表面平整度的影響大，測(cè)定深度57.5cm，但由于反向散射法無(wú)需造孔，測(cè)量速度較快，在經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，確定表面測(cè)值與整個(gè)碾壓層容重關(guān)系后，用之來(lái)做大面積檢測(cè)參考數(shù)據(jù)還是可取的。用透射法測(cè)量，其測(cè)量精度較高，測(cè)量深度較深，但需造孔，因此對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)，可作四個(gè)象限測(cè)量

25、，以擴(kuò)大測(cè)量范圍。透射法對(duì)碾壓混凝土容重測(cè)量結(jié)果應(yīng)作為核子密度儀現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)質(zhì)量評(píng)定的主要依據(jù)。 核子密度儀檢測(cè)的時(shí)間一般需要安排在壓實(shí)后的第1060分鐘內(nèi)進(jìn)行較為妥當(dāng)，在10分鐘以內(nèi)，由于碾壓完畢后壓實(shí)能量有段釋放過(guò)程，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)量有影響，與施工也會(huì)相互干擾。超過(guò)60分鐘，有的碾壓混凝土臨近初凝，給測(cè)試帶來(lái)困難，需要對(duì)容重達(dá)不到要求的混凝土采取補(bǔ)碾措施時(shí)，時(shí)間緊張，達(dá)不到理想的效果。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，可以提供各個(gè)高程的壓實(shí)容重，完整記錄施工壓實(shí)參數(shù)，有利于整體施工質(zhì)量的評(píng)定。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)所測(cè)容重低于規(guī)定指標(biāo)時(shí)，對(duì)于達(dá)不到要求的部位，應(yīng)立即重新測(cè)定，確實(shí)存在問(wèn)題時(shí)，可增加碾壓遍數(shù)。仍達(dá)不到規(guī)定的容重指標(biāo)時(shí)，應(yīng)

26、分析原因，如攤鋪厚度超過(guò)規(guī)定，拌和物材料有無(wú)變化，振動(dòng)碾性能、振頻、振幅、激振力是否存在問(wèn)題等，針對(duì)不同的原因，采取相應(yīng)的措施，確保碾壓密實(shí)。因此，現(xiàn)場(chǎng)容重的檢測(cè)，直接關(guān)系到工程質(zhì)量，關(guān)系到碾壓混凝土是否密實(shí)、是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是否具備碾壓混凝土相應(yīng)的力學(xué)強(qiáng)度。此條款是碾壓混凝土施工的最基本檢測(cè)要求。強(qiáng)制性條文根據(jù)SL53的要求，對(duì)碾壓層間允許間隔時(shí)間提出了以下控制要求：連續(xù)上升鋪筑的碾壓混凝土，層間允許間隔時(shí)間（系指下層混凝土拌和物拌和加水時(shí)起到上層混凝土碾壓完畢為止），應(yīng)控制在混凝土初凝時(shí)間以內(nèi)。在我國(guó)已建碾壓混凝土工程中，采用連續(xù)上升鋪筑工藝的較多，大大提高了碾壓混凝土的施工速度，縮短了

27、工期，顯示其優(yōu)越性。為了確?；炷翆娱g的良好結(jié)合，使碾壓混凝土工程形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，必須控制施工層間間隔時(shí)間。層間間隔時(shí)間控制標(biāo)準(zhǔn)直接關(guān)系到層間結(jié)合質(zhì)量的好壞，國(guó)內(nèi)外各個(gè)工程的控制標(biāo)準(zhǔn)和具體做法都不盡相同，但其實(shí)質(zhì)上都是在時(shí)間方面做出了限制，目前國(guó)內(nèi)工程現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，層間間隔時(shí)間一般按混凝土初凝時(shí)間控制。1 混凝土初凝時(shí)間，水泥與水拌和后即為水泥漿，它是以水泥顆粒為分散相、水為連續(xù)相構(gòu)成的分散體系，具有溶膠性質(zhì)。隨著水泥的不斷水化，大量水化產(chǎn)物的生成，水泥漿的結(jié)構(gòu)在凝聚結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上逐漸向結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)轉(zhuǎn)變，水泥漿的凝結(jié)時(shí)間相應(yīng)于水泥漿結(jié)構(gòu)特性的轉(zhuǎn)變，初凝以前，水泥漿的結(jié)構(gòu)為凝聚結(jié)構(gòu)，初凝標(biāo)志著水泥漿

28、結(jié)構(gòu)由凝聚結(jié)構(gòu)向凝聚-結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞后，不再有觸變復(fù)原性質(zhì)。在用粘度計(jì)研究水泥漿結(jié)構(gòu)形成過(guò)程時(shí)，測(cè)定了水泥漿在不同水灰比時(shí)的極限剪應(yīng)力和塑性粘度隨時(shí)間變化的曲線都有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)和相對(duì)應(yīng)的極限剪應(yīng)力和塑性粘度值。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)相應(yīng)于水泥漿由凝聚結(jié)構(gòu)向結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，對(duì)外力的阻抗也發(fā)生了明顯的變化，天生橋二級(jí)水電站和漫灣工程在室內(nèi)大量的試驗(yàn)中均證實(shí)了這個(gè)對(duì)外力阻抗明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為初凝時(shí)間。施工現(xiàn)場(chǎng)由于受環(huán)境溫度、濕度的變化和水份蒸發(fā)等因素的影響，膠凝材料的水化速度和拌和物的水膠比都發(fā)生變化。對(duì)大于中型水利水電工程，一般先進(jìn)行不同配合比室內(nèi)初凝時(shí)間的測(cè)定，再對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同氣候

29、條件、不同施工環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)初凝時(shí)間的測(cè)定，用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的不同情況下的初凝時(shí)間，作為施工時(shí)控制指標(biāo)。2 現(xiàn)場(chǎng)初凝時(shí)間的測(cè)定，一般利用“現(xiàn)場(chǎng)初凝時(shí)間測(cè)定儀”進(jìn)行，具體步驟如下：1）在拌制混凝土的同時(shí)，按混凝土中的砂漿配合比材料，拌制砂漿試樣50L（其中砂子事先篩除大于5mm的石子）。2）在現(xiàn)場(chǎng)平倉(cāng)后的碾壓混凝土某一預(yù)定位置，挖一面積不小于40×40cm2、深度2530cm的坑，將砂漿試樣倒于坑內(nèi)，此時(shí)試樣表面應(yīng)略高于混凝土面。3）在砂漿試樣周圍設(shè)置標(biāo)記，于砂漿試樣表面覆蓋一層尼龍編織袋，讓砂漿試樣與混凝土拌和物同時(shí)承受碾壓并一起保護(hù)。注意防止碾壓過(guò)程中石子帶進(jìn)砂漿試樣中。碾壓完畢，除去尼龍

30、編織袋。4）預(yù)先根據(jù)室內(nèi)初凝時(shí)間測(cè)定結(jié)果計(jì)算初凝時(shí)間對(duì)應(yīng)的貫入壓力，減去測(cè)定儀滑桿重量后為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)的附加壓重。5）現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)時(shí)，每次布置3個(gè)點(diǎn)，以施加附加壓重的貫入深度平均值為測(cè)試結(jié)果。6）從混凝土拌和加水至貫入深度為25mm所經(jīng)歷的時(shí)間，即為混凝土拌和物的初凝時(shí)間。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)初凝時(shí)間測(cè)定儀貫入深度小于25mm時(shí)，說(shuō)明混凝土已經(jīng)超過(guò)初凝。相反，貫入深度大于25mm時(shí)，說(shuō)明混凝土拌和物未初凝。巖灘水電站采用的施工配合比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試成果見下表。(下表略)從上述測(cè)試成果可以看出，同一混凝土配合比，在不同強(qiáng)度、不同風(fēng)速條件下，初凝時(shí)間是不同的，成熟度也是不一致的。如果超過(guò)初凝時(shí)間，就不能保證層面良好的粘接。目

31、前我國(guó)碾壓混凝土采用的高摻粉煤灰技術(shù)，由于粉煤灰不象水泥熟料具有迅速水化的性能，水泥-粉煤灰漿體與稠度相同的水泥漿比較，凝聚結(jié)構(gòu)維持時(shí)間較長(zhǎng)，由凝聚結(jié)構(gòu)向結(jié)晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變慢，相應(yīng)漿體初凝時(shí)間較長(zhǎng)。在混凝土配合比中摻入緩凝劑也可以延緩漿體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，延長(zhǎng)初凝時(shí)間。銅街子水電站工程做了一些試驗(yàn)工作，結(jié)論為碾壓混凝土連續(xù)鋪筑的層間間隔時(shí)間小于混凝土初凝時(shí)間時(shí)，層面抗剪和抗拉強(qiáng)度與碾壓混凝土層內(nèi)指標(biāo)相差不大。隨著層面間隔時(shí)間的延長(zhǎng)，碾壓混凝土層面的抗剪強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度隨之降低。層間間隔時(shí)間達(dá)到或超過(guò)初凝時(shí)間，層面的抗剪強(qiáng)度降低約10%，抗拉強(qiáng)度降低約20%，抗?jié)B性低于碾壓混凝土本身的50%。目前，在我國(guó)連續(xù)鋪筑的碾壓混凝土工程施工中，除采用上述初凝時(shí)間作為直接控制標(biāo)準(zhǔn)外，還增加了一個(gè)加墊層鋪筑允許時(shí)間。即超過(guò)直接允許鋪筑時(shí)間時(shí)，可先在層面上鋪墊層拌和物，再鋪筑上一層混凝土。墊層拌和物可采用水泥漿、砂漿、細(xì)骨料混凝土。碾壓混凝土工程的層面處理，一直是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中研究的重點(diǎn)，為了保證層面更好的結(jié)合，保證工程的整體性，發(fā)揮連續(xù)上升的優(yōu)勢(shì)，在碾壓混凝土工程實(shí)踐中，摸索總結(jié)了大量的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在層面處理技術(shù)日趨成熟，許多工程層面處理質(zhì)量達(dá)到較高的水平，湖南江埡水電站、山西汾河二庫(kù)在壩體取樣檢查中，碾壓混凝土芯樣長(zhǎng)度超過(guò)了7m，外觀光滑密實(shí)，直接觀察分不出層面，整體性好，抗剪、抗拉、抗?jié)B