堆石混凝土中C20自密实混凝土的应用

堆石混凝土中C20自密实混凝土的应用

张攀东

陕西水利水电工程集团有限公司陕西西安710016

摘要：堆石混凝土是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石（在实际工程中可采用块石粒径在300mm以上）内随机充填自密实混凝土而形成的混凝土堆石体，故简称堆石混凝土（rock-filledconcrete，RFC）。它具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强、有可能减少或取消纵横结构缝等优点，在迄今进行的筑坝试验中已取得了初步的成果。

关键词：堆石混凝土；C20自密实混凝土；应用；

在中小型工程中，也有采用混凝土砌石、毛石混凝土、埋石混凝土等方式筑坝，但是这些筑坝方式需要较多的技术工人，施工质量主要受工人技术水平和责任心的控制，在目前的技术和管理水平下，实际工程中往往难以保证质量，再加上近年来人工费用的不断上涨，混凝土砌石、毛石混凝土、埋石混凝土等筑坝技术也正面临越来越大的困难。

1自密实混凝土技术简介

自密实混凝土是在利用高流动性、抗分离性能好、穿透能力强的专用自密实混凝土（SCC），依靠自重完全充填块石空隙而形成的完整、密实、低水化热的大体积混凝土。当前大量基础建设工程中仍然采用传统的常规混凝土技术，常规混凝土（以C20标号为例）每立方米混凝土使用水泥约为260kg，而采用堆石混凝土技术，平均每立米混凝土水泥可节约约80~90kg，不到传统工艺的40%；搅拌设备生产工作量可降低一半；而单位工程耗能量30kgce/m3混凝土，比传统混凝土施工节约能耗35%。

2自密实混凝土的施工工序

堆石混凝土施工主要包括两道工序：堆石入仓和专用自密实混凝土的生产浇筑。通过合理的施工组织设计，两道工序均可以通过大规模的机械化施工来完成，减少了工人的参与，避免了人为的干扰。在完成一定堆石仓面后，堆石入仓和混凝土生产浇筑可以平行进行，工序间干扰小，生产效率成倍提升的同时还降低了设备生产强度的要求。简化消除温控措施、混凝土生产运输浇筑量减半且无需振捣等都为加快建设速度、缩短工期提供了强有力的保证，在保证混凝土的质量的同时，大幅提高了经济性，具有非常广泛的适应领域。

3堆石混凝土施工流程

（1）堆石的选取。所选取的块石粒径原则上不小于300mm，根据堆石的运输及入仓能力，应选取尽可能大的块石。（2）清理仓面。混凝土仓面的处理只需满足常规要求，保证结合面的泥土含量不超标即可，无特殊要求。（3）支立模板。模板的支立较普通混凝土而言更加严格，须保证更好的稳定性、刚度和密闭性。（4）堆石入仓。堆石入仓形成自然堆积状态即可，辅以人工码放会使其更加密实。（5）自密实混凝土的生产与浇注使用拌合楼生产的专用。自密实混凝土运抵现场直接浇注，无须振捣即可密实；可以选择的浇注方式有泵车浇注、混凝土泵送配合布料杆、挖掘机、吊罐等。（6）连续循环施工浇注实现多层浇筑。每层堆石混凝土的浇注高度根据块石粒径和施工条件，一般不宜超过1.5m。在施工能力有保证的前提下，可以连续循环施工，即在上层堆石混凝土浇注完成后4h以内循环堆石入仓浇注自密实混凝土的过程，可连续循环施工，大大提升堆石混凝土的施工速度。

4堆石混凝土中C20自密实混凝土的应用

4.1施工准备

由于自密实混凝土流动性大，施工前地质建设工程公司的施工技术人员检验模板垂直度、钢筋及保护层厚度等情况，对影响自密实堆石混凝土浇筑的问题施工中及时采取应急处理措施。试拌两组以上的试块，标养至7d、28d进行试压，以28d强度为标准检验强度。根据试拌结果对配合比进行设计微调，使得混凝土性能、强度指标、耐久性、抗渗性等均能满足规范技质量术要求。同时要求无离析、泌水现象的发生；而堆石混凝土的强度及耐久性很大程度上取决于浇筑过程中所形成的堆石混凝土的密实度，所以成型后的堆石混凝土的密实度要求也非常高。

4.2施工方法

该方案中突出施工流程、施工方法、工艺，总结施工经验，分析存在的问题，不断改进、完善工艺流程，保证浇筑质量、缩短工期、降低工程投资。一是基础处理。将坝基开挖至设计要求（1643m）的弱风化基岩中～上部，用高压水枪对建基面松动岩块及石渣冲洗干净，满足浇筑混凝土的要求。二是堆石入仓。满足自密实堆石混凝土C20强度等级对饱和抗压强度要求（≥50MPa）的堆石料采用清水反复冲洗干净，入仓含泥量≤0.5%。入仓堆石料块径不小于300mm，块径超过800mm的大块石，放置在仓面中部，以免影响堆石混凝土表层质量，每仓堆石厚度控制在1.5～2.0m。三是自密实混凝土拌合。根据自密实堆石混凝土施工组织设计方案，搅拌机投料顺序为：先投入骨料和粉剂干拌，再加入水和外加剂，拌合时间不小于90s。四是自密实混凝土输送。拌合站设在大坝下游50m的场地开阔处，在拌合机出料口下安装混凝土输送泵，将拌和料卸入泵内经输送管路直接送入约100m的仓内，输送管出口应使用软管和锥形管出料。五是自密实混凝土浇筑。自密实混凝土采用泵送方式入仓、多点连续浇筑，设计的浇筑点必须连续布置，其间距控制在2m左右，浇筑速度应均匀，不宜过快，防止吸入较多空气，影响自密实堆石混凝土的外观质量。六自密实堆石混凝土养护。根据所在地的气候特征（高海拔、阴湿、寒冷），每仓自密实混凝土浇筑完毕，及时加以覆盖防止水分散失，并在终凝后立即洒水养护，洒水养护时间不少于7d。气温在零下浇筑的混凝土初凝后，混凝土面及时用塑料薄膜覆盖，塑料薄膜之上再覆盖高性能的保温材料。

4.3自密实堆石混凝土缺陷处理

根据施工组织设计方案，浇筑自密实堆石混凝土过程应该连续作业完成每一仓的浇筑，如因故中断4h以上时，应首先浇筑同配合比的自密实砂浆，使其完全覆盖堆石体内已丧失流动性的混凝土表面，然后再浇筑自密实堆石混凝土；对于已经硬化的内部缺陷采用水泥灌浆的方式进行补强；立模浇筑的自密实堆石混凝土缺陷应在拆模后24h内完成修补。

4.4自密实堆石混凝土质量控制

在施工组织设计方案中要求：在自密实堆石混凝土拌合中定期对拌和物的均匀性、拌合时间和称量衡器的精度进行检验；对各种合格的原材料的配料称量检查核实记录；自密实堆石混凝土的坍落度、坍落扩展度、V漏斗通过时间每隔2h进行检测、记录一次。如果发现某项指标不合格，立即采取补救措施保证施工质量。

4.5自密实堆石混凝土质量检验

现场的试验条件，施工中进行了坍落扩展度试验、V形漏斗试验和U形箱试验。通过对混凝土的工作性能进行检测，检验自密实堆石混凝土质量是否满足技术要求。自密实堆石混凝土达到规范要求的龄期后，现场进行钻孔取芯，检测混凝土的密实度、抗压强度、抗渗性能、抗冻性能等技术指标。太白县石沟水库大坝经钻孔取芯28组样品试验，自密实堆石混凝土较为密实，C20等级混凝土抗压强度24～28MPa，钻孔压水试验透水率0.1Lu，各项试验指标均满足设计要求。

结语

自密实堆石混凝土坝型是当地材料坝的一种类型，充分利用当地的堆石料资源，可就近开采、方便运输；堆石料快速入仓，浇筑混凝土不需要振捣，提高生产效率；提高混凝土质量；增加了构件设计自由度；最大限度的降低工程造价。

参考文献：

［1］安雪晖，黄绵松，周虎，金峰．堆石混凝土施工技术综述［A］．见：“全国混凝土新技术及其工程应用”技术交流会暨2017年年会交流资料［C］．