堆石混凝土施工技术方法

　　作为一种具有广阔应用前景的大体积混凝土施工技术，堆石混凝土不仅仅局限于大坝工程的应用，已有部分铁路公路工程的挡土墙也开始应用。下面是小编为大家整理的堆石混凝土施工技术方法，欢迎大家阅读浏览。

　　1 引言

　　在施工过程中,经常存在着计划安排不合理,技术水平不高,质量、成本控制不严格等现象,为了避免和减少这些不合理现象的发生,就要加强各环节的管理,合理安排计划,严格控制质量和成本,提高施工技术水平。

　　堆石混凝土施工技术，是指用自密实混凝土(Self-compacting concrete，简称SCC)填充堆石体，将一定粒径的堆石直接入仓，从堆石体上部倒入自密实混凝土，利用自密实混凝土的高流动性及抗离析性，使自密实混凝土依靠自重填充堆石体空隙，形成密实且具有较高强度的混凝土。而这样形成的混凝土就叫堆石混凝土(Rock Filled Concrete，简称RFC)。

　　堆石混凝土施工技术，作为国家专利技术[1]，具有以下几个优点：施工技术简单、高密实高强度、提高效率缩短工期、降低综合成本、低水泥量低水化热、体积稳定优良、减少或免除凿毛等。通过各种实验室试验和工程试验，已经验证了自密实混凝土能很好填充堆石体的空隙，形成致密的、具有较好力学性能和耐久性的结构[2-10]。

　　作为一种具有广阔应用前景的大体积混凝土施工技术，堆石混凝土不仅仅局限于大坝工程的应用，已有部分铁路公路工程的挡土墙也开始应用[11]。相信不久，堆石混凝土将会在更多的铁路工程中应用。于是，总结了堆石混凝土施工管理现状(计划管理、技术管理、质量管理和成本管理四个方面)，并提出了堆石混凝土挡土墙施工工序，展望了堆石混凝土施工管理研究应用趋势。

　　2 计划管理

　　计划管理是纲领和根据。在施工之前，应制定详细的施工组织计划，合理安排施工流程。而计划制定和流程安排，源于对堆石混凝土施工工序的掌握[12]。周虎作的专题报告[6]，介绍了堆石混凝土施工6道主要工序，如图1所示。

　　3 技术管理

　　计划管理是纲领，则技术管理是贯穿施工过程中的具体分项。技术作为生产力的要素之一，无技术，则无施工。在堆石混凝土施工过程中，包含着一些重要工程：堆石选取、模板工程、自密实混凝土浇筑工程等，这些工程的施工技术至关重要，决定着整个工程的质量及安全。

　　3.1 基础面及施工缝处理

　　当表面出现大面积自密实混凝土覆盖时(即仓面无块石棱角出露)，应进行凿毛处理;也可在浇筑至仓面时，采用小块石抛填，以露出块石棱角[13]。

　　3.2 模板工程

　　一方面，由于SCC具有很强的流动性，对模板产生较大的侧压力，为避免跑模胀模，应采用稳定性好、刚性大的模板，或直接采用砌石墙作模板[14];另一方面，由于SCC的流动性，使得浆体极易从模板孔缝中漏出，为避免漏浆，应采用密闭性好的模板，并对孔缝处进行密封处理。

　　3.3 堆石入仓

　　主要控制堆石空隙大小，即保证堆石粒径级配良好，不产生过大孔隙;防止过多碎石渣堵塞孔隙。

　　有效地控制块石粒径级配，小颗粒石料不得集中或大量分布在底层，并进行人工调整，避免表层堆石空隙过大[13];对碎石过多的石料最好用挖机翻倒再入仓，这样可减少大量摔碎的'石渣入仓，避免过多的碎石渣堵塞堆石孔隙，从而影响浇筑效果[14]。

　　3.4 自密实混凝土浇筑

　　SCC现场浇筑是整个施工的重要环节之一，可分为灌车直接浇筑法和抛石浇筑法两类。

　　混凝土灌车直接入仓，应保证行车平稳和避免扰动已浇筑混凝土，故宜采用后退法浇筑。应设计行车路线，以避免对已浇混凝土产生扰动;同时，需对堆石表面进行简单平整以便车辆行走。具体行车浇筑时，应采用Z型或N型浇筑方式，各个浇筑点不宜超过2m;在有外观要求的模板处，可放慢浇筑速度、加长浇筑距离、减小混凝土入仓落差，并轻微敲打模板，这样拆模后的混凝土会有较光滑美观的表面[13]。

　　抛石型堆石混凝土施工，应在自密实混凝土缓冲层浇筑完成后，将石块抛入仓内，抛入一定体积的石料，使自密实混凝土上升后，继续浇筑自密实混凝土再使其上升1m，然后再抛石循环施工。块石抛入前按照粒径大小将其分为两类：8-30cm为小块石，30cm以上为大块石，抛入时将大小块石间隔抛入仓内，人为抛成具有良好级配的堆石。收仓时抛入粒径相对较小的石块，以减少抛石对仓内石块的撞击[15]。

　　3.5 裂缝预防

　　大体积混凝土的裂缝预防非常重要。主要有技术方案制定实施、高温季节施工、环境监测等。

　　对混凝浇筑、振捣、养护及坍落度控制做出技术方案，并严格执行，特别是对坍落度的控制更应得到搅拌站的同意。

　　高温季节，在完成的堆石混凝土表面马上要过车堆石，不能遮盖养护。

　　在堆石表面堆积过多过厚的自密实混凝土经过暴晒，表面水分蒸发，容易产生细小裂缝。堆石混凝土浇筑时，可在自密实混凝土覆盖较多的密集地带，人工扔一些小碎石，在初凝时洒水养护，以减少并阻断这种裂纹[13]。

　　混凝土的裂缝与环境条件有很大关系，施工过程中应注意气温和湿度的变化，采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击。注意与气象站的密切联系(降温及降雨预报)，不得在雨中浇筑混凝土，否则会严重改变水灰比[16]。

　　4 质量管理

　　目前，质量管理主要是采用“三全一多样”的全面质量管理方法，即全员的质量管理、全过程质量管理、全企业的质量管理和多方法的质量管理。

　　而全面质量管理是依托在一系列的基础工作之上的，其基础工作包括标准化工作、计量工作、质量信息工作、质量责任制和质量教育工作。对堆石混凝土施工的全面质量管理，应切实做到以下几个方面的质量检测控制。

　　4.1 自密实混凝土质量

　　混凝土拌和物质量，按照自密实混凝土质量标准控制，即坍落度24-28cm，坍落扩展度50-60cm，V-漏斗通过时间20-40s，满足扩展度要求时，扩展度2h损失<5cm[15]。

　　4.2 试坑容重检测

　　试坑容重检测是堆石混凝土现场试验的检测内容之一，其检测结果能够直观快速地判定堆石混凝土的质量，其检测标准为堆石混凝土密度大于2350kg/m3，该密度即为设计参数。表1，为围滩水电站堆石混凝土试坑容重检测数据。

　　5 成本管理

　　随着市场经济的不断完善,每一个中标工程都需要加强管理才能取得利润,砼工程量的多少,质量的优劣,工时、机械台时的利用,资源、能源的消耗,资金周转的快慢等等,都会直接地或间接地在成本中反映,运用成本管理这个手段,就可以对上述这些方面起组织和促进作用。因此,必须在经济活动的全过程中,实行科学的、全面的、综合的成本管理。

　　而作为堆石混凝土施工技术，本身具备降低综合成本的优势。但如果成本控制不严,将会造成人力、物力的浪费，即使干出很多堆石混凝土工程，没能最大化实现其优势，那就有悖于这个技术的应用，有悖于生产经营目的。

　　对于成本管理，宝泉上水库冲沟工程[13]获得了较满意的结果：混凝土生产时间每天保证近20h，如果只采用素混凝土回填，可浇筑约360m3/d，如浇筑堆石混凝土，则可浇筑近1000m3，堆石混凝土施工强度较高;根据施工工艺和现场的施工条件，考虑1号冲沟约一半采用自密实堆石混凝土回填，可节约近240万元。

　　6 堆石混凝土挡土墙施工工序

　　堆石混凝土挡土墙施工工序，主要包括基坑垫层、模板安装、堆石入仓、自密实混凝土浇筑、模板拆除、构造设施和混凝土养护等。分别如下：

　　(1)施工准备(2)基坑开挖 (3)地基处理 (4)垫层施工

　　(5)模板安装(6)堆石入模 (7)SCC浇筑 (8)循环施工

　　(9)模板拆除(10)RFC养护(11)构造设施 (12)填料夯实

　　其中，原材料准备，需注意：堆石石块，应选择粒径大于15cm、强度不低于MU40、密度大于2200kg/m³的石块;而自密实混凝土，应根据当地材料、减水剂和强度等级等，提前试配，并确定配合比。

　　循环施工，即由于堆石混凝土施工技术的优点，可以连续循环进行(5)、(6)、(7)三个步骤，从而缩短施工周期，加快施工速度。

　　7 结论与展望

　　堆石混凝土，不仅在大坝中已初步应用，而且在铁路公路挡土墙中，具有广阔的发展前景。于是，总结了堆石混凝土施工管理，提出了堆石混凝土挡土墙施工工序。

　　要较好发挥堆石混凝土的优势，创造最大的经济效益，为和谐社会和绿色生产做贡献，在施工管理方面仍需深入研究的问题：

　　① 针对新的堆石混凝土结构形式的施工技术和质量管理研究，如堆石混凝土挡土墙施工管理;

　　② 更合理地进行施工计划，完善堆石混凝土施工工艺、工序;