【摘 要】 以北京市南水北調(diào)配套工程?hào)|干渠工程監(jiān)理第二標(biāo)段，輸水隧洞二襯混凝土施工過(guò)程中質(zhì)量控制為實(shí)例，對(duì)隧洞二襯自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行歸納探討，總結(jié)自密實(shí)混凝土施工工藝質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 二襯；自密實(shí)混凝土；配合比

一、引言

自密實(shí)混凝土是具有很高流動(dòng)性而不離析，不泌水，能不經(jīng)振搗完全依靠自重流平并充滿(mǎn)模型和包裹鋼筋的新型高性能混凝土，自密實(shí)混凝土與普通混凝土相比具有眾多優(yōu)點(diǎn)：（1）自密實(shí)混凝土由于免振，可節(jié)省勞動(dòng)力和電力，提高施工效率；（2）改善工作環(huán)境，免除振搗所產(chǎn)生的噪音給環(huán)境及勞動(dòng)工人造成的危害；（3）增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度，可用于澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和配筋密集的結(jié)構(gòu)；（4）有效解決傳統(tǒng)混凝土施工中漏振、過(guò)振，避免了振搗對(duì)模板沖擊移位的問(wèn)題；（5）大量利用工業(yè)廢料做摻合料，降低混凝土水化熱，提高混凝土耐久性；（6）降低工程總體造價(jià)，從提高施工速度，減少操作工人，延長(zhǎng)模板使用壽命，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面降低工程成本。

目前，自密實(shí)混凝土主要應(yīng)用于民用高層輕型墻體結(jié)構(gòu)和工業(yè)工程中附屬裝配式構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件、鋼筋密集的框架梁柱及料倉(cāng)、漏斗、二次注漿等。我單位監(jiān)督管理下的北京市南水北調(diào)配套工程?hào)|干渠工程輸水隧洞二襯混凝土首次采用該施工工藝，如何做好二襯自密實(shí)混凝土施工過(guò)程中的質(zhì)量控制工作，以保證混凝土內(nèi)在及外觀質(zhì)量，成為一個(gè)重要的課題，做好二襯自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控工作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可作為相應(yīng)針對(duì)性技術(shù)方案及預(yù)案的重要依據(jù)。

二、工程概況

2.1東干渠工程位于北京市東部地區(qū)，承擔(dān)著提供本市東北部及東部地區(qū)南水北調(diào)和密云水庫(kù)、官?gòu)d水庫(kù)水源的重要任務(wù)，是北京市南水北調(diào)配套工程的重要組成部分，本段工程起點(diǎn)位于望京北路西側(cè)至白家樓。本監(jiān)理標(biāo)段始發(fā)樁號(hào)10+245.64～22+118.95終止；管線(xiàn)長(zhǎng)度總計(jì)：11873.31m，盾構(gòu)始發(fā)井兼接收井共計(jì)6座，二襯施工豎井共計(jì)16座，排氣閥井合計(jì)16座，排空閥井2座。

2.2質(zhì)量問(wèn)題分析：該工程隧洞二襯為400mm厚圓形模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑4.6m，混凝土標(biāo)號(hào)為C35W10F150。二襯工程采用全圓針梁臺(tái)車(chē)一次澆筑成型，嚴(yán)禁出現(xiàn)縱向施工縫，在混凝土澆筑過(guò)程中混凝土內(nèi)部氣泡難以排出，拆模后易造成混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面、氣泡等問(wèn)題。一襯和二襯之間鋪設(shè)HDPE防水板，二襯鋼筋因自重下沉，拱頂混凝土保護(hù)層減小，易造成混凝土表面出現(xiàn)漏筋的問(wèn)題。

三、施工準(zhǔn)備

3.1自密實(shí)混凝土的配制原理：

配制自密實(shí)混凝土的原理是通過(guò)外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計(jì)，將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被因自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服，使混凝土流動(dòng)性增大，同時(shí)又具有足夠的塑性粘度，令骨料懸浮于水泥漿中，不出現(xiàn)離析和泌水問(wèn)題，能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間，形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。因此，在配制中主要應(yīng)采取以下措施：借助以萘系高效減水劑為主要組分的外加劑，可對(duì)水泥粒子產(chǎn)生強(qiáng)烈的分散作用，并阻止分散的粒子凝聚，使混凝土拌合物的屈服應(yīng)力和塑性粘度降低。高效減水劑的減水率應(yīng)不低于25%，并且應(yīng)具有一定的保塑功能。

摻加適量礦物摻合料能調(diào)節(jié)混凝土的流變性能，提高塑性粘度，同時(shí)提高拌合物中的漿-固比，改善混凝土和易性，使混凝土勻質(zhì)性得到改善，并減少粗細(xì)骨料顆粒之間的摩擦力，提高混凝土的通阻能力。

摻入適量混凝土膨脹劑，減少混凝土收縮，提高混凝土抗裂能力，同時(shí)提高混凝土粘聚性，改善混凝土外觀質(zhì)量。適當(dāng)增加砂率和控制粗骨料粒徑不超過(guò)20mm，以減少遇到阻力時(shí)漿骨分離的可能，增加拌合物的抗離析穩(wěn)定性。在配制強(qiáng)度等級(jí)較低的自密實(shí)混凝土?xí)r可適當(dāng)使用增稠劑以增加拌合物的粘度。

3.2自密實(shí)混凝土原材料的選擇

水泥：通過(guò)試驗(yàn)及有關(guān)資料驗(yàn)證，普通硅酸鹽水泥配制的自密實(shí)混凝土，較礦渣水泥、粉煤灰水泥配制的混凝土和易性、勻質(zhì)性好，混凝土硬化時(shí)間短，混凝土外觀質(zhì)量好，便于拆模，因此，水泥品種的選擇應(yīng)優(yōu)先選擇普通硅酸鹽水泥。當(dāng)選用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥時(shí)，應(yīng)了解水泥中的混合材摻量、質(zhì)量以及對(duì)強(qiáng)度發(fā)展與流變性能的影響。一般水泥用量為350～450kg/m3。水泥用量超過(guò)500kg/m3會(huì)增大混凝土的收縮，如低于350kg/m3，則需摻加其它礦物摻合料，如粉煤灰、磨細(xì)礦渣等來(lái)提高混凝土的和易性。

礦物摻合料：自密實(shí)混凝土漿體總量較大，如單用純水泥會(huì)引起混凝土早期水化熱較大、混凝土收縮較大，不利于混凝土的體積穩(wěn)定性和耐久性，摻入適量的礦物摻合料可彌補(bǔ)以上缺陷，并且可改善混凝土的工作性能。礦物摻合料包括如下幾種：

（1）石粉：石灰石、白云石、花崗巖等的磨細(xì)粉，粒徑小于0.125mm或比表面積在250～800m2/kg，可作為惰性摻合料，用于改善和保持自密實(shí)混凝土的工作性能；

（2）粉煤灰：火山灰質(zhì)摻合料，選用優(yōu)質(zhì)Ⅱ級(jí)以上磨細(xì)粉煤灰，能有效改善自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，有利于硬化混凝土的耐久性；

（3）磨細(xì)礦渣：火山灰質(zhì)摻合料，用于改善和保持自密實(shí)混凝土的工作性，有利于硬化混凝土的耐久性；

（4）硅灰：高活性火山灰質(zhì)摻合料，用于改善自密實(shí)混凝土的流變性和抗離析能力，可提高硬化混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

細(xì)骨料：自密實(shí)混凝土的砂漿量大，砂率較大，如選用細(xì)砂，則混凝土的強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能將會(huì)受到不利影響，同時(shí)，細(xì)砂的比表面積較大將增大拌合物的需水量，也對(duì)拌合物的工作性產(chǎn)生不利影響，如果選用粗砂則會(huì)降低混凝土的粘聚性，故一般選用中砂或偏粗中砂，砂細(xì)度模數(shù)在2.5～3.0為宜，砂中所含粒徑小于0.125mm的細(xì)粉對(duì)自密實(shí)混凝土的流變性能非常重要，一般要求不低于10%。

粗骨料：各種類(lèi)型的粗骨料都可使用，最大粒徑一般不超過(guò)20mm。碎石有助于改善混凝土強(qiáng)度，卵石有助于改善混凝土流動(dòng)性。對(duì)于自密實(shí)混凝土，一般要求石子為連續(xù)級(jí)配，可使石子獲得較低的空隙率。同時(shí)，生產(chǎn)使用的粗骨料顆粒級(jí)配保持穩(wěn)定非常重要，一般選用5～10mm級(jí)配石灰?guī)r機(jī)碎石。

外加劑：配制自密實(shí)混凝土常使用各類(lèi)高效減水劑。摻入適量外加劑后，混凝土可獲得適宜的粘度、良好的粘聚性、流動(dòng)性、保塑性。一般可選用如下幾種外加劑：

（1）萘系高效減水劑：較氨基磺酸系高效減水劑穩(wěn)定性好，與水泥適應(yīng)性廣泛，因此選取減水率在25%以上萘系高效減水劑或以其為主要組分的外加劑；

（2）增稠劑：二醇、酰胺、丙烯酸、多糖、纖維素等聚合物，一般用于低強(qiáng)度等級(jí)自密實(shí)混凝土，可適當(dāng)增加混凝土粘度，提高混凝土的抗離析能力；

（3）引氣劑：當(dāng)自密實(shí)混凝土要求抗凍時(shí)，需使用引氣劑，來(lái)提高混凝土的抗凍能力；

（4）膨脹劑：考慮到自密實(shí)混凝土因粗骨料粒徑小，砂率高，膠凝材料用量大，易導(dǎo)致混凝土自身收縮量大，因此宜加入8%～10%的膨脹劑，補(bǔ)充混凝土的收縮，減少混凝土開(kāi)裂的可能性。

水：采用潔凈的自來(lái)水。

3.3自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)

配制自密實(shí)混凝土應(yīng)首先確定混凝土配制強(qiáng)度、水膠比、用水量、砂率、粉煤灰摻量、膨脹劑等主要參數(shù)，再經(jīng)過(guò)混凝土性能試驗(yàn)強(qiáng)度檢驗(yàn)，反復(fù)調(diào)整各原材參數(shù)來(lái)確定混凝土配合比的方法。自密實(shí)混凝土配合比的突出特點(diǎn)是：高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量。

3.4自密實(shí)混凝土試拌

確定出自密實(shí)混凝土的配合比后，應(yīng)進(jìn)行試拌，每盤(pán)混凝土的最小攪拌量不宜小于25L，同時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)拌合物工作性，工作性能檢測(cè)包括坍落度、坍落擴(kuò)展度、V型漏斗通過(guò)時(shí)間測(cè)評(píng)拌合物的流動(dòng)性、抗分離性、填充性和間隙通過(guò)能力。

3.5模板和設(shè)備準(zhǔn)備

由于自密實(shí)混凝土流動(dòng)性大，混凝土凝結(jié)以前可持續(xù)對(duì)模板產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，所以模板要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性來(lái)滿(mǎn)足流態(tài)混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力，不得有低于最高澆筑表面的開(kāi)放部分或缺口，模板間的縫隙不得大于2mm。施工前攪拌站及施工單位技術(shù)人員應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)０逯绷?、鋼筋及保護(hù)層厚度等情況，對(duì)影響混凝土澆筑的問(wèn)題及時(shí)處理。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理布置混凝土泵，保證混凝土澆筑順利和均勻布料的需要。

四、施工工藝

4.1自密實(shí)混凝土生產(chǎn)

生產(chǎn)自密實(shí)混凝土必須使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)?；炷猎牧暇粗亓坑?jì)量，每盤(pán)混凝土計(jì)量允許偏差為水泥±1%，礦物摻合料±1%，粗細(xì)骨料±2%，水±1%，外加劑±1%。

攪拌機(jī)投料順序?yàn)橄韧都?xì)骨料、水泥及摻合料，然后加水、外加劑及粗骨料。應(yīng)保證混凝土攪拌均勻，適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土攪拌時(shí)間，攪拌時(shí)間宜控制在90～120s內(nèi)。加水計(jì)量必須精確，應(yīng)充分考慮骨料含水率的變化，及時(shí)調(diào)整加水量。

砂、石骨料級(jí)配要穩(wěn)定，供應(yīng)充足，篩砂系統(tǒng)用孔徑不超過(guò)20mm的鋼絲網(wǎng)，濾除其中所含的卵石、泥塊等雜物，每班不少于兩次檢測(cè)級(jí)配和含水率，并及時(shí)調(diào)整含水率。骨料露天堆放情況下，雨天不宜生產(chǎn)施工，防止含水率波動(dòng)過(guò)大，混凝土性能不易控制。

每次混凝土開(kāi)盤(pán)時(shí)，必須對(duì)首盤(pán)混凝土性能進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直至混凝土性能符合要求，而后才能確定混凝土的施工配合比。在自密實(shí)混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，除按規(guī)范規(guī)定取樣試驗(yàn)外，對(duì)每車(chē)混凝土應(yīng)進(jìn)行目測(cè)檢驗(yàn)，不合格混凝土嚴(yán)禁運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

4.2自密實(shí)混凝土運(yùn)輸

自密實(shí)混凝土的長(zhǎng)距離運(yùn)輸應(yīng)使用混凝土攪拌車(chē)，短距離運(yùn)輸可利用現(xiàn)場(chǎng)的一般運(yùn)輸設(shè)備。必須嚴(yán)格控制非配合比用水量的增加。攪拌車(chē)在裝入混凝土前必須仔細(xì)檢查，筒體內(nèi)應(yīng)保持干凈、潮濕，不得有積水、積漿。

在運(yùn)輸過(guò)程中嚴(yán)禁向車(chē)筒內(nèi)加水，應(yīng)確?；炷良皶r(shí)澆筑與供應(yīng)，合理調(diào)配車(chē)輛并選擇最佳線(xiàn)路盡快將混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)超過(guò)120min的混凝土，司機(jī)必須及時(shí)將情況反映給技術(shù)人員對(duì)混凝土進(jìn)行檢查。

4.3自密實(shí)混凝土的泵送和澆筑

混凝土輸送管路應(yīng)采用支架、氈墊、吊具等加以固定，不得直接與模板和鋼筋接觸，除出口外其他部位不宜使用軟管和錐形管。

混凝土攪拌車(chē)卸料前應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)60～90s，再卸入混凝土泵，以使混凝土處于最佳工作狀態(tài)，有利于混凝土自密實(shí)成型。

泵送時(shí)應(yīng)連續(xù)泵送，必要時(shí)降低泵送速度，當(dāng)停泵超過(guò)90min，則應(yīng)將管中混凝土清除，并清洗泵機(jī)。泵送過(guò)程中嚴(yán)禁向泵槽內(nèi)加水。

在非密集配筋情況下，混凝土的布料間距不宜大于10m，當(dāng)鋼筋較密時(shí)布料間距不宜大于5m。每次混凝土生產(chǎn)時(shí)，必須由有專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員人在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土性能檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)混凝土坍落度和坍落擴(kuò)展度，并進(jìn)行目測(cè)，判定混凝土性能是否符合施工技術(shù)要求，發(fā)現(xiàn)混凝土性能出現(xiàn)較大波動(dòng)，及時(shí)與攪拌站技術(shù)人員聯(lián)系，分析原因及時(shí)調(diào)整混凝土配合比。

采用塔吊或泵送卸料時(shí)，在墻體附近搭設(shè)架子，采用可供卸料的專(zhuān)用料斗放料，不宜直接入料，防止對(duì)模板的沖擊太大，出現(xiàn)模板移位。

澆筑時(shí)下料口應(yīng)盡可能的低，盡量減少混凝土的澆筑落差，在非密集配筋情況下，混凝土垂直自由落下高度不宜超過(guò)5m，從下料點(diǎn)水平流動(dòng)距離不宜超過(guò)10m。對(duì)配筋密集的混凝土構(gòu)件，垂直自由落下高度不宜超過(guò)2.5m。

混凝土應(yīng)采取分層澆筑，在澆筑完第一層后，應(yīng)確保下層混凝土未達(dá)到初凝前進(jìn)行第二次澆筑。如遇到墻體結(jié)構(gòu)配筋過(guò)密，混凝土的粘聚性較大，為保證混凝土能夠完全密實(shí)，可采用在模板外側(cè)敲擊或用平板振搗器輔助振搗方式來(lái)增加混凝土的流動(dòng)性和密實(shí)度。

澆筑速度不要過(guò)快，防止卷入較多空氣，影響混凝土外觀質(zhì)量。在澆筑后期應(yīng)適當(dāng)加高混凝土的澆筑高度以減少沉降。

自密實(shí)混凝土應(yīng)在其高工作性能狀態(tài)消失前完成泵送和澆筑，不得延誤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)在120min內(nèi)澆筑完成。

4.4自密實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)

自密實(shí)混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)加以覆蓋防止水分散失，并在終凝后立即灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，以防止混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。冬季澆筑的混凝土初凝后，應(yīng)及時(shí)用塑料薄膜覆蓋，防止水分蒸發(fā)，塑料薄膜上應(yīng)覆蓋保溫材料。模板應(yīng)在混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后方可拆除，拆除模板后應(yīng)在混凝土表面涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

五、自密實(shí)混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

自密實(shí)混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)包括混凝土拌合物工作性檢驗(yàn)和硬化后混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)。

5.1自密實(shí)混凝土拌合物的工作性檢驗(yàn)

（1）自密實(shí)混凝土拌合物的工作性驗(yàn)收指標(biāo)應(yīng)符合表1：

（2）混凝土拌合物現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)優(yōu)先選用坍落擴(kuò)展度和L型儀或坍落擴(kuò)展度和U型儀的檢測(cè)方法進(jìn)行綜合測(cè)試評(píng)價(jià)?？梢罁?jù)GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行混凝土取樣，并檢測(cè)混凝土坍落度和坍落擴(kuò)展度，同時(shí)觀察混凝土的粘聚性和保水性，是否離析和泌水，根據(jù)拌合物性能進(jìn)行混凝土配合比調(diào)整。

5.2硬化混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）試塊制作方法：強(qiáng)度、抗?jié)B、收縮、抗凍等試塊制作所用試模與普通混凝土相同；試塊制作過(guò)程中，成型時(shí)無(wú)需振搗，分兩次裝入，中間間隔30s，每層裝入試模高度的1/2，裝滿(mǎn)后抹平靜置24h，轉(zhuǎn)入標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)到28d齡期即可。

（2）硬化混凝土的力學(xué)性能應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢驗(yàn)，并按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBJ107-1987《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行合格評(píng)定。

（3）硬化混凝土的長(zhǎng)期性能和耐久性應(yīng)按GBJ82-1985《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行檢驗(yàn)。

六、結(jié)語(yǔ)

自密實(shí)混凝土現(xiàn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑工程中，配制自密實(shí)混凝土首先應(yīng)從配制原理入手，優(yōu)選適宜的原材料，進(jìn)行混凝土試配工作。當(dāng)確定出合適的配合比后，應(yīng)密切關(guān)注生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑過(guò)程，這樣才能夠保證自密實(shí)混凝土的工作性能和硬化后力學(xué)性能，從而滿(mǎn)足施工要求。