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        砌石重力壩防滲混凝土面板配合比的設(shè)計

        2016-12-24 05:42:19李運(yùn)福陽運(yùn)青衡陽市水利水電規(guī)劃設(shè)計院衡陽市421001
        湖南水利水電 2016年4期
        關(guān)鍵詞:混凝土工程施工

        李運(yùn)福 陽運(yùn)青(衡陽市水利水電規(guī)劃設(shè)計院 衡陽市 421001)

        砌石重力壩防滲混凝土面板配合比的設(shè)計

        李運(yùn)福 陽運(yùn)青
        (衡陽市水利水電規(guī)劃設(shè)計院 衡陽市 421001)

        為保證興隆水庫防滲混凝土面板工程質(zhì)量,滿足設(shè)計防滲W6的要求。對該防滲混凝土面板工程使用C25標(biāo)號的混凝土配合比進(jìn)行試驗。通過現(xiàn)場原材料試驗,對試驗成果進(jìn)行匯總、分析,取得符合設(shè)計防滲及結(jié)構(gòu)安全要求的混凝土配合比。

        興隆水庫 防滲混凝土面板 混凝土配合比 設(shè)計 試驗

        1 工程概況

        南岳興隆水庫樞紐工程位于湖南省衡陽市南岳區(qū)的興隆村境內(nèi),屬湘江支流。興隆水庫具有供水、防洪抗旱等多項功能與效益,大壩為砌石重力壩,膠結(jié)材料為C15細(xì)石混凝土,最大壩高53.3 m,壩頂軸長260 m,正常庫容277萬m3,總庫容294萬m3,溢洪道堰頂控制段寬度21 m,4.2 m×5孔,下游挑流鼻坎寬16 m,壩頂高程180.00 m,防滲混凝土面板齒槽深入花崗巖內(nèi)2 m。工程由衡陽市水利水電規(guī)劃設(shè)計院設(shè)計,2012年竣工。

        防滲混凝土面板應(yīng)具有所處部位的工作條件,分別滿足抗壓、抗?jié)B、抗凍、抗裂、抗拉、抗沖、耐磨、抗風(fēng)化和抗侵蝕等設(shè)計要求。因此在選擇混凝土的配合比時,混凝土必須符合規(guī)范規(guī)定的設(shè)計要求,并應(yīng)滿足施工和易性的要求。為保證混凝土面板的質(zhì)量,工程所用混凝土的配合比必須通過試驗確定。南岳區(qū)水利農(nóng)機(jī)局委托常德市精誠水利工程質(zhì)量檢測站有限公司,對該工程采用的C25混凝土面板的混凝土配合比進(jìn)行了試驗。附圖為非溢流壩段典型斷面圖。

        附圖 非溢流壩段典型斷面圖(單位:cm)

        2 混凝土配合比的設(shè)計

        2.1 設(shè)計混凝土配合比的任務(wù)

        設(shè)計混凝土配合比的任務(wù)就是要根據(jù)原材料的技術(shù)性能及施工條件,合理選擇原材料,并確定出能滿足工程所要求的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的各項組成材料的用量。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)充分體現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則,在滿足設(shè)計指標(biāo)的情況下,同時考慮混凝土的和易性,便于施工。

        2.2 設(shè)計混凝土配合比的基本要求

        設(shè)計混凝土配合比的基本要求是滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度等級C25;滿足施工所要求的混凝土拌合物的級配、和易性、坍落度等技術(shù)要求,其級配為二級配,坍落度為(8~10)cm;滿足如抗凍等級、抗?jié)B等級、抗侵蝕性等技術(shù)性能,其中抗凍等級為F50,抗?jié)B等級為W6【1】。

        2.3 設(shè)計混凝土配合比的方法及成果

        設(shè)計混凝土配合比采用絕對體積法計算單位體積混凝土各項材料用量,粗、細(xì)骨料均已飽和面干狀態(tài)為準(zhǔn)。

        依照DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》【4】(以下簡稱 “規(guī)范”)與 DL/T 5330-2005《水工混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》【3】進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計。

        配制強(qiáng)度公式:fcu0=fcuk+tσ

        式中 fcu0——混凝土的配制強(qiáng)度(MPa);

        fcuk——混凝土設(shè)計齡期的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);

        t——概率度系數(shù),依據(jù)保證率P選定,其值見“規(guī)范”附錄A表A1;

        σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(MPa),參照 “規(guī)范”表6.0.2選用,為4.5。

        根據(jù)DL/T 5330-2005《水工混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》【3】要求,C25混凝土強(qiáng)度的保證率為95%,由表A1查得保證率系數(shù)t=1.645。

        由上式計算出C25混凝土配制強(qiáng)度為30.50MPa。

        3 混凝土配合比的試驗

        3.1 試驗的目的

        混凝土配合比試驗研究,就是利用工程實(shí)際所用的符合技術(shù)要求的原材料,在滿足施工和易性和設(shè)計指標(biāo)的情況下,通過試驗確定原材料之間的比例關(guān)系,更重要的是選用工程需要的混凝土外加劑品種、摻量,以及合適的摻合料品種及摻量,來改善混凝土的性能,降低混凝土的造價,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的【2】。從而選出滿足設(shè)計要求,施工性能良好,能夠保證工程質(zhì)量的最佳混凝土配合比。

        3.2 混凝土原材料的試驗

        水泥采用株洲華新廠生產(chǎn)的堡壘牌P.O32.5普通硅酸鹽水泥,經(jīng)檢驗其物理、力學(xué)性能均能滿足GB 175-2007《通用硅酸鹽水泥》中技術(shù)指標(biāo)要求,檢驗結(jié)果見表1、表2。

        表1 水泥物理性能檢驗結(jié)果

        表2 水泥力學(xué)性能檢驗結(jié)果 MPa

        細(xì)骨料為中砂,其檢驗結(jié)果見表3。

        表3 細(xì)骨料物理性能檢驗結(jié)果

        粗骨料為質(zhì)地堅硬的天然卵石,其檢驗結(jié)果見表 4。由檢驗結(jié)果可知,除小石超徑和中石遜徑超標(biāo)外(施工中配合比可進(jìn)行調(diào)整),其余各項指標(biāo)均滿足“規(guī)范【4】”要求。試驗所采用不同粒徑的石子比例:粒徑(5~20)mm占45%;粒徑(20~40)mm占55%。

        表4 粗骨料物理性能檢驗結(jié)果

        3.3 混凝土配合比抗壓試驗(表5)

        表5 混凝土配合比抗壓試驗結(jié)果

        3.4 混凝土配合比抗?jié)B試驗

        經(jīng)檢驗,A-2和A-3配合比的兩組試件均在0.6 MPa水壓下不透水,滿足防滲等級W6的設(shè)計要求,考慮該水庫大壩的實(shí)際施工對拌合物的和易性及造價要求,取用A-2組的配合比作混凝土面板的施工配合比。

        4 結(jié) 語

        通過對設(shè)計混凝土配合比的試驗,得出既符合設(shè)計要求又保證結(jié)構(gòu)安全的混凝土配合比,改變長期以來依靠經(jīng)驗使用未經(jīng)試驗的配合比的狀況,對保證混凝土的質(zhì)量提供了理論依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在工程施工中運(yùn)用,可以充分保證混凝土的技術(shù)性能,節(jié)約原材料的用量,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

        [1]SL 25-2006.砌石壩設(shè)計規(guī)范[S].

        [2]SL/191-2008.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

        [3]DL/T 5330-2005.水工混凝土配合比設(shè)計規(guī)程[S].

        [4]DL/T 5144-2001.水工混凝土施工規(guī)范[S].

        [5]張昀青,武秀麗,等.大壩防滲心墻高性能混凝土的試驗研究及應(yīng)用[J].水利學(xué)報,2004,(4).

        [6]馮乃謙.實(shí)用混凝土大全[M]北京:北京科學(xué)出版社,2001.

        表2 爆破監(jiān)測成果表 cm/s

        5 結(jié) 語

        放水洞在開挖過程中采用控制爆破技術(shù),經(jīng)過檢測,大壩防滲帷幕、地下廠房、引水發(fā)電洞及堵頭本身混凝土安全震動速度全部滿足設(shè)計要求,爆破后對周邊混凝土沒有產(chǎn)生影響,確保電站安全運(yùn)行。另外,開挖過程中嚴(yán)格控制開挖質(zhì)量,開挖爆破孔殘留率89%,表面局部不平整度小于8 cm,最大起伏差不超過10 cm,斷面測量成果表明無局部欠挖,平均超挖5 cm,最大超挖10 cm。開挖總時間由原來的50 d縮減為42 d,提前完成開挖任務(wù),為后期其他項目施工爭取了寶貴時間。

        (收稿日期:2016-05-21)

        2016-05-14)

        李運(yùn)福(1980-),男,湖北棗陽人,大學(xué)本科,工程師,從事水利工程設(shè)計、工程管理工作;陽運(yùn)青(1973-),男,湖南衡南人,高級工程師,從事水利工程設(shè)計、工程管理工作,現(xiàn)任衡陽市水利水電規(guī)劃設(shè)計院副院長。

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