堆石混凝土施工工法課件

1、堆石混凝土施工工法 杜志仁 1.前言 1.1堆石混凝土的發(fā)展情況 堆石混凝土近年來在混凝土工程施工中發(fā)展較快，在各類工程已得到應用，其中在水利工程中應用較多。例如在山西省渾源縣恒山水庫除險加固工程和晉城圍灘水庫中都采用了堆石混凝土施工技術。 堆石混凝土：是指利用專用自密實混凝土的自密實性和填注性能，填注隨機堆積（或輔以人工堆積）的堆石體空隙，所形成的完整、密實、低水化熱的一種大體積混凝土。 普通型堆石混凝土：是指先將滿足一定粒徑要求的堆石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆筑滿足特定要求的專用自密實混凝土，依靠自重，填注堆石空隙，形成的一種堆石混凝土。 拋石型堆石混凝土：先將抗離析

2、性能優(yōu)越且保塑性能良好的專用自密實混凝土澆筑入倉，然后將塊石或者卵石均勻拋入專用自密實混凝土中，無須振搗而形成的一種堆石混凝土。 自密實混凝土：是一種具有高流動度、不離析、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時依靠自重流動，無需振搗而達到密實的混凝土 專用自密實混凝土：專門用于堆石混凝土的自密實混凝土，除具備一般自密實混凝土的特點以外，還具有水泥用量低、水化熱低、能夠均勻通過并填注堆石體空隙等特點。 2.工法的特點 (1)綜合造價低； (2)施工藝簡單，減少振搗工序，堆石混凝土施工層面有大量的塊石棱角裸露，提高了層間的抗剪能力，簡化了層面處理措施，從而顯著提高了工效； (3)大量使用塊石，水泥用量少，實際水化

3、熱溫升僅為常態(tài)混凝土的1/2左右，可簡化溫控措施，形成的大體積混凝土結構收縮量少，具有較強的抗裂能力； (4)堆石混凝土大量使用塊石，顯著減少水泥用量，可節(jié)約能源，減少CO2排放； (5)堆石混凝土無需振搗，有效減少了施工噪音。 3.適用范圍 堆石混凝土特別適合于大體混凝土工程，在水利水電、公路、鐵路、港口等領域具有廣闊的應用前景。 4.工藝原理 堆石混凝土施工工藝原理，當混凝土模板安裝就緒后，采用機械或人工在倉面堆成1.21.5m高度的堆石體，然后澆筑自密實混凝土，自密實混凝土依靠自重流動，均勻地完全填充到堆石體的空隙，自密實混凝土與塊石凝結硬化形成堆石混凝土。 5.施工工藝流程及操作要點

4、5.1工藝流程 基礎面處理模板安裝堆石自密實混凝土拌和混凝土運輸自密實混凝土澆筑堆石混凝土養(yǎng)護進入下循環(huán) 5.2操作要點 5.2.1基礎面及施工縫處理 基礎面包括基巖面、砂礫石、土質及混凝土基礎等。 （1）把基巖上的松動巖石進行撬挖，并將浮石虛渣清除，最后用高壓風將表面吹干凈，倉內積水要排凈，如有地下涌水要制定引排措施和方法。在基巖面上可直接進行堆石，也可以先澆筑混凝土墊層然后再堆石。 （2）砂礫石及土質基礎要在開挖完成后進行碾壓或夯實，經試驗取樣合格后，再澆筑混凝土墊層，待混凝土達到5MPa以上且表面進行鑿毛后再堆石。 （3）由于在澆筑頂面留有塊石棱角，且塊石棱角高出自密實混凝土頂面520c

5、m，因此堆石混凝土施工縫一般不需要進行鑿毛，只需清除表面積水及渣滓既可，但對于表面積大于0.5m2的自密實混凝土平整面進行鑿毛，揭去乳皮。 5.2.2 模板安裝 堆石混凝土模板采用鋼模板和木模板均可，其中鋼模板通常采用Q235鋼和16Mn鋼，面板厚度不小于4mm；木模板面板材質不宜低于II等材，面板厚度不小于4cm。 模板安裝前先進行測量放線，按照測量放線所提供的位置，進行模板安裝，模板的支撐形式與普通混凝土一樣，根據建筑物的結構形式采用相應的支撐，通常采用內拉外頂的形式。由于自密實混凝土流動性高，模板必須密封性好，在模板接縫處粘貼密封條，比如粘貼2cm寬的雙面膠帶等。 在堆石混凝土施工過程中

6、，由于專用自密實混凝土的流動性大，會對模板產生很大的測壓力。施工時如果對專用自密實混凝土的側壓力估計不足，在澆筑過程中出現跑模。 堆石混凝土對模板的測壓力表達式如下： P=KH K-測壓力系數0.61.0，混凝土比重，H混凝土高度 5.2.3堆石 （1）在塊石進倉前，首先對該批進倉塊石進行全面檢查，塊石材質要新鮮完整，質地堅硬無剝落層和裂紋，對少量粒徑小于30cm的塊石要分開運輸，分散堆放，不得集中堆放。對于粒徑過大的塊石要用開石器將其破裂成符合規(guī)定的塊石或者放置倉面中部。對于石料表面附著的泥土必須清洗干凈，堆放塊石料場的要硬化且排水要暢通，以免堆石入倉時將泥土帶入堆石倉面 （2）對于檢查合格

7、的塊石批，可以使用裝載機裝在吊斗或其他容器里，再由塔吊等吊運設備吊至倉內卸料，如果條件允許也可以使用裝載機直接入倉，塊石隨機堆放即，但對于基礎混凝土接觸面大的堆石應進行調整，以保證新舊混凝土的粘結。堆石入倉時帶進泥土必須及時清除倉外。在模板附近堆石時，盡量選用粒徑小的塊石，且需離開模板2050cm。 （3）塊石入倉完成后，進行人工平倉，也可以用挖掘機進行平倉，倉內的塊石體積應“下大上小，中大外小”。對倉內的不合格料進行清理，經質檢員檢查，監(jiān)理工程師驗收后，完成堆石工序再進行自密實混凝土澆筑。5.2.4自密實混凝土拌和 自密實混凝土拌和是堆石混凝土的關鍵程序，拌和質量的好壞，直接影響堆石混凝土的

8、質量，因此，必須把握好自密實混凝土拌和這道關口。 （1）自密實混凝土拌和的依據是配合比，使用現場材料通過試驗室試配得到配合比為自密實混凝土理論配合比，還應根據施工現場生產系統(tǒng)的實際情況進行調整修正，得到最終配合比。但水膠比變化不得超過-0.020.01的范圍。 (2)在自密實混凝土拌和之前，首先要對場內的原材料進行全面檢測，其中對粗細骨料的含水率，含泥量進行測定，根據骨料含水量的變化情況，隨時調節(jié)用水量。若自密實混凝土生產工程中天氣變化較大時或者取料部位發(fā)生變化時，應及時對骨料含水量進行重新測定調整實際用水量。 （3）原材料檢測完成后，用水清洗攪拌機并清除內部積水。拌和自密實混凝土必須采用雙臥

9、軸強制式攪拌機。所用拌和設備應滿足高峰期澆筑強度的要求，所有的稱量、指示、記錄及控制設備都應有防塵措施，稱量設備要確保精度，每倉自密實混凝土澆筑前要認真核對稱量設備的精度。根據最終施工配合比，出具配料單，配料單是自密實混凝土拌和的唯一依據。 （4）自密實混凝土拌和時要按照順序上料，首先將稱量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機進行干拌，在加入水和外加劑繼續(xù)攪拌約60s，配專業(yè)人員進行跟蹤拌和，目測自密實混凝土工作性能達到要求時方可出機，在攪拌機出口進行自密實混凝土流動度和擴散度測試符合要求時方可運輸。 5.2.5自密實混凝土運輸 自密實混凝土的運輸采用混凝土罐車，由于自密實混凝土的流動性對于澆筑時

10、的效果有很大的影響，因此由混凝土出機后的30分鐘必須澆筑完成。根據運輸距離配備足夠的運輸設備，以保證自密實混凝土連續(xù)澆筑。 在混凝土罐車裝料前，要清洗混凝土罐車內的殘留其他品種的混凝土，并將車內的積水排盡。運輸過程中嚴禁向車內的混凝土加水。 卸料前將混凝土罐車高速旋轉1mins以上，如果對自密實混凝土擴度進行調整時，加入外加劑后將混凝土運輸罐車高速旋轉3mins，使自密實混凝土均勻一致，經檢測合格后方可卸料。外加劑的種類、摻量應事先試驗確定。5.2.6自密實混凝土的澆筑 自密實混凝土的澆筑是整個堆石混凝土施工過程中的最后一個環(huán)節(jié)，在其它工序完成，并通過驗收方可進行。 （1）自密實混凝土的澆筑采

11、用泵送、挖掘機挖斗、溜槽及吊罐等方式入倉。如果采用泵送先澆筑15m3的自密實砂漿，把輸送泵管潤滑通暢，然后泵送自密實混凝土入倉。 （2）不合格的自密實混凝土嚴禁入倉，已入倉的不合格自密實混凝土必須清理出澆筑倉，棄置到指定地點。 （3）澆筑自密實混凝土時，嚴禁在倉內加水。如發(fā)現混凝土和易性 較差 ，應采取加強措施（如添加外加劑、重新拌和等），以保證質量。 （4）在澆筑倉面較大時，應采取多點的澆筑方法，一般采取9m2布置一個澆筑點，澆筑點間距不大于3m，在每個澆筑點必須使自密實混凝土灌滿后方可移至相鄰的澆筑點，并且澆筑點應連續(xù)布置，以保證堆石內混凝土的密實。澆筑順序應做到單向順序， 不可在倉面往復

12、澆筑。 （5）在堆石下方密實后，混凝土到了倉面時，應控制澆筑的高度，一般情況下混凝土面低于堆石面1020cm，這樣更利于下個倉的粘結。整個澆筑就完成后，等到自密實混凝土強度達到一定強度時，便可進行下層澆筑。 （6）自密實混凝土采用泵送入倉時，在泵送前，應檢查泵管，和各截泵管接頭處加密封圈，連接是否緊密，保證整個管路不漏氣、不漏漿。連接前，泵管內不得有雜物及未清理的的混凝土，以保證泵管壁光。泵送自密實混凝土應按照以下順序操作： 首先向輸送內加0.50.8m3清水潤濕和清潔泵管； 在灌注自密實混凝土之前，需使用同配比水泥砂漿潤泵； 再泵送自密實混凝土。下圖為泵送混凝土入倉示意圖。泵送混凝土澆筑圖片

13、（1）5.2.7自密實混凝土的養(yǎng)護 澆筑完成的堆石混凝土，在養(yǎng)護前宜避免太陽曝曬。堆石混凝土在澆筑完畢618h內開始灑水養(yǎng)護。 混凝土應連續(xù)養(yǎng)護，養(yǎng)護期內始終使混凝土表面保持濕潤。混凝土養(yǎng)護時間，不宜少于28d，有特殊要求的部位宜適當延長養(yǎng)護時間。6材料與設備 6.1材料 堆石混凝土的材料組成主要有水泥、粉煤灰，特種外加劑，水、粗細骨料及塊石等。6.1.1水泥 可選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥，應滿足相關國家標準的要求，優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并考慮與專用外加劑的相容性，標號不低于42.5。一般情況下，不宜使用凝結速度較快的水泥，如硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥等。6.1

14、.2粉煤灰 應滿足國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2019）中的相關規(guī)定，所使用的粉煤灰等級不低于級粉煤灰，具體指標見表6.1.2。C類粉煤灰的體積安定性檢驗必須合格。表6.1.2 粉煤灰性能指標要求6.1.3外加劑 專用外加劑應具有減水率高、混凝土拌合物坍落度損失小、能改善混凝土收縮等性能，滿足專用自密實混凝土流動性較大、粘聚性良好的要求。 為了增強專用自密實混凝土的粘性，防止離析，也可選用抗離析劑或增粘劑。 專用自密實混凝土一般不宜選用速凝劑或促凝類外加劑，也不應選用早強劑或早強型外加劑。6.1.4細骨料 細骨料應質地堅硬、清潔、級配良好；人工砂的細度模數宜在2.42

15、.8范圍內，天然砂的細度模數宜在2.23.0范圍內。使用山砂、粗砂、特細砂應經過試驗論證。 細骨料在開采過程中應定期或按一定開采數量進行堿活性檢驗，有潛在危害時，應采取相應措施，并經專門試驗論證。細骨料的含水率應保持穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過6，必要時應采取加速脫水措施。細骨料品質要求見表6.1.46.1.4 細骨料的品質要求6.1.5粗骨料 粗骨料宜采用連續(xù)級配或2個單粒徑級配的卵石、碎石或碎卵石，最大粒徑不宜大于20mm。 粗骨料的含泥量不得超過1%，針狀片狀顆粒含量不得超過8%；粗骨料空隙率宜小于40。6.1.6堆石料 堆石料應新鮮、完整，質地堅硬，不得有剝落層和裂紋。 堆石料

16、可以使用毛石、塊石、粗料石和卵石，其中部或局部厚度不宜小于30cm，最大粒徑以運輸、入倉方便為限，且不宜超過1.0m；允許使用少量片石但其重量不得超過堆石料總重的10%。堆石料的飽和抗 壓強度（Rs）宜滿足表6.1.6。表6.1.6 堆石料滿足的飽和抗壓強度要求6.2設備 用于堆石混凝土拌和設備主要有拌和站或雙臥軸強制式攪拌機；堆石混凝土運輸設備主要有混凝土罐車、混凝土輸送泵或泵車、塔吊或汽吊等；堆石料平倉可用人工和挖掘機等。7.質量控制 混凝土原材料、配合比、施工各主要環(huán)節(jié)及硬化后的混凝土質量均應進行控制和檢查。7.1原材料的質量控制 堆石混凝土各種原材料，應按照相關規(guī)范和技術要求進行檢測，

17、經檢驗合格后方可使用。 混凝土生產過程中，必要時在拌和樓抽樣檢驗水泥的強度、凝結時間和摻和料的主要品質。7.2自密實混凝土質量控制7.2.1在自密實混凝土拌和生產中，應定期對混凝土拌和物的均勻性、拌和時間和稱量衡器的精度進行檢驗，如發(fā)現問題應立即處理。7.2.2在自密實混凝土拌和生產中，應對各種原材料的配料稱量進行檢查記錄，每8h不應少于2次。7.2.3混凝土的坍落度、坍落擴展度、V漏斗通過時間每4h應檢測不少于1次，出泵口自密實性能指標必須滿足坍落度，250mm280mm，坍落擴展度550720mm，V漏斗通過時間420s。7.2.4 引氣混凝土的含氣量，每班應檢測1次。含氣量的范圍應滿足5

18、.01.0%。7.2.5 混凝土拌和物的溫度、氣溫和原材料溫度，每4h應檢測1次。7.2.6 混凝土澆筑溫度的測量，每100m2倉面面積應不少于一個測點，每一澆筑層應不少于3個測點。測點應均勻分布在澆筑層面上。7.2.7 自密實混凝土強度等級評定標準參考常規(guī)混凝土相關標準執(zhí)行。7.3堆石混凝土密實度質量控制7.3.1堆石混凝土容重及孔隙率 堆石混凝土每澆筑40006000m3，挖試坑一個?；蛘甙凑战ㄖ锔叨群兔娣e進行挖試坑。一般在10m15m高度度挖一次試坑，按照面積挖試坑需根據堆石混凝土的厚度確定，如果堆石混凝土厚度小于2m，可不用挖試坑。試驗方法漿砌石壩施工技術規(guī)定（SD120-84）中的

19、相關規(guī)定執(zhí)行，容重和孔隙率應滿足設計要求。7.3.2堆石混凝土預埋孔密實度檢測 在堆石中預埋直徑510cm的鋼管，待堆石混凝土硬化后拔出，通過對孔內密實度的觀測評定堆石混凝土的密實性，孔內缺陷面積不得超過總面積的5%。 對預埋孔進行注水試驗檢測，注水試驗方法可參考水利水電工程注水試驗規(guī)程（SL345-2019）中的相關規(guī)定，檢測結果應滿足設計要求。 檢測點由監(jiān)理工程師隨機選取，檢測頻率為每層每100m2鋪設一根檢測管。7.6堆石混凝土力學性能試驗 采用堆石混凝土施工方法澆筑邊長50cm的堆石混凝土試塊，進行主尺寸的試驗檢測，得到堆石混凝土的力學性能指標。試驗方法可參考水工混凝土試驗規(guī)程（SL3

20、52-2019）中全級配混凝土試驗的相關內容，檢測結果應滿足設計要求。7.7堆石混凝土耐久性能試驗 每季度施工中，取樣成型12組自密實混凝土抗凍試件，進行自密實混凝土的抗凍性能檢驗，檢驗結果應滿足設計要求。 進行堆石混凝土主尺寸（大試件）試件的抗凍性能檢驗。試驗方法可參考水工混凝土試驗規(guī)程（SL352-2019）中全級配混凝土試驗的相關內容，檢測結果應滿足設計要求。8.安全措施 堅持“安全第一，預防為主”的安全方針，針對工程項目的具體情況采取相應的安全措施。 項目部有專門管安全的副經理，在施工現場配備專職安全員和兼職安全員進行安全生產管理。明確安全生產責任制度，合理制訂安全檢查、追究等制度。主

21、要安全措施有： （1）混凝土拌和站作業(yè)人員按規(guī)定戴防塵口罩和穿戴好其他勞動防護用品；所有機械轉動部位的防護設施保持完好，并經常檢查發(fā)現缺陷及時消除。 （2）拌和站樓梯和挑出的平臺設置安全防護欄，馬道板不得腐爛、缺損；檢修時，應切斷相應的電源、氣路，并掛上“有人工作，不得合閘”的警示牌。 （3）進入料倉、拌和筒內工作，外面設專人監(jiān)護，設備運轉時，不得擦洗和清理。 （4）所有施工運輸車輛經過公路或街道時，都應遵守交通規(guī)則；并在施工出入口處安設提示牌。 （5）所有垂直運輸設備必須保證完好，不得帶病工作，電氣設備和線路必須絕緣良好，臨時停電或停工時，必須拉閘上鎖。 （6）起重設備上的操作人員必須持證上崗。9.環(huán)保措施9.1堅持保護周邊地區(qū)的生活環(huán)