王宜超WANG Yi-chao

（山東大禹水務(wù)建設(shè)集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250100）

0 引言

水利工程是保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾財(cái)產(chǎn)安全的基礎(chǔ)性設(shè)施，在項(xiàng)目的施工階段，混凝土施工是水利工程建設(shè)最為關(guān)鍵的部分，對(duì)施工質(zhì)量的要求也最為嚴(yán)苛。在施工階段，需要嚴(yán)格把控混凝土材料的質(zhì)量、配合比、澆筑及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，確?；炷凉袒蟮膹?qiáng)度和性能指標(biāo)?；诖耍疚慕Y(jié)合工程案例，探討混凝土的施工過(guò)程，總結(jié)控制混凝土施工質(zhì)量的措施方法，以供同行借鑒參考。

1 工程概況

梁山縣國(guó)那里灌區(qū)2020 年續(xù)建配套節(jié)水改造工程，主要建設(shè)內(nèi)容包括：新建兩條提水區(qū)溝渠、配套建筑物57座、自流區(qū)支渠、加高培厚堤防等，工期180 天，涉及專(zhuān)業(yè)廣、工程量大、施工現(xiàn)場(chǎng)相互干擾。該項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域?qū)俚乇硭蛋l(fā)育，地下水主要為第四系松散層孔隙潛水，孔隙承壓水，地下水埋藏較淺。由于該項(xiàng)目的施工工期跨越干燥寒冷的冬季，常規(guī)配合比的混凝土，初期強(qiáng)度偏低且凝固時(shí)間較長(zhǎng)，所以，需要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳配合比和外加劑用量，尤其是大體積混凝土澆筑振搗完成后，制定水化熱降溫和表面防凍抗裂等防范措施，是確保混凝土齡期內(nèi)強(qiáng)度以及項(xiàng)目整體質(zhì)量的重點(diǎn)。

2 水利工程混凝土施工技術(shù)

2.1 施工前準(zhǔn)備

項(xiàng)目施工前，考慮工程施工條件以及整體結(jié)構(gòu)和建設(shè)規(guī)模，合理設(shè)置施工現(xiàn)場(chǎng)人力資源和機(jī)械設(shè)備的配置、各專(zhuān)業(yè)工序交叉銜接順序等，尤其針對(duì)大體積混凝土施工，明確混凝土的澆筑強(qiáng)度，制定施工過(guò)程的質(zhì)量控制措施和養(yǎng)護(hù)方案。結(jié)合項(xiàng)目施工區(qū)域的氣候因素，營(yíng)造安全作業(yè)環(huán)境，并制定完善的應(yīng)急方案。

因項(xiàng)目所在區(qū)域氣候條件影響，混凝土配合比要求比較嚴(yán)格，參照W/C 標(biāo)準(zhǔn)，混凝土初期養(yǎng)護(hù)后的抗壓強(qiáng)度應(yīng)≥3.5N/mm2，因此，著重控制混凝土的材料及配合比。水泥材料在綜合考慮凝結(jié)速度以及與外加劑的兼容性等多種因素后，選用普通硅酸鹽水泥；骨料采用多級(jí)配形式，粗骨料表面應(yīng)潔凈無(wú)污染，最大粒徑≤5mm，含泥量≤1%，堅(jiān)固性≤5%，表觀密度≥2500kg.m-3，吸水率≤2.5%，并滿(mǎn)足《水工混凝土施工規(guī)范》的要求。含有活性、黃銹或鈣質(zhì)結(jié)核類(lèi)的粗骨料，需專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)合格后方可使用；細(xì)骨料做堿活性試驗(yàn)，人工砂細(xì)度模數(shù)2.4～2.8，含泥量≤1%，堅(jiān)固性≤8%，表觀密度≥2500kg.m-3。天然砂細(xì)度模數(shù)2.2～3.0，人工含泥量≤3%，堅(jiān)固性≤8%，表觀密度≥2500kg.m-3，輕物質(zhì)含量≤1%；混凝土配合比，考慮抗?jié)B與塌落度要求，由試驗(yàn)最終確定，本項(xiàng)目的混凝土配合比如表1 所示。

表1 混凝土配合比

2.2 模板及鋼筋安裝

本工程結(jié)合鋼筋混凝土面板特性，模板采用預(yù)制模板和現(xiàn)澆模板，模板的強(qiáng)度和剛度應(yīng)確?？v橫圍令未支撐部分的模板本體不變形、扭曲等，模板允許偏差滿(mǎn)足DL/T5169-2002 相關(guān)規(guī)定。模板安裝前，人工均勻涂刷礦物類(lèi)防銹保護(hù)涂料。模板拼裝時(shí)，相鄰模板分縫夾橡膠或海綿條，接縫平整嚴(yán)密，分層施工時(shí)，逐層校正下層偏差，防止模板下部“錯(cuò)臺(tái)”。模板拼裝后，校核模板整體安裝的垂直度，確保滿(mǎn)足施工規(guī)范要求。拆模時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁丶绊艔?qiáng)度情況并按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，非承重側(cè)面模板，砼強(qiáng)度須≥2.5MPa，承重模板，砼強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足表2 的規(guī)定。

表2 承重模板拆模砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)要求

鋼筋入場(chǎng)前，必須查驗(yàn)鋼筋的廠家、規(guī)格、合格證、材質(zhì)單，檢查外觀尺寸、有無(wú)裂縫和折疊等，鋼筋利用起重機(jī)和移動(dòng)設(shè)備運(yùn)輸，分類(lèi)存放，嚴(yán)禁在鋼筋上堆壓物品。安裝鋼筋時(shí)，劃線(xiàn)定位要準(zhǔn)確、立筋架牢固、綁扎點(diǎn)次嚴(yán)密、點(diǎn)焊力度適中。受力筋的位置偏差≤10mm，分布筋的間距偏差≤20mm，箍筋間距偏差≤20mm，排距偏差≤5mm，彎筋彎起點(diǎn)位移偏差≤20mm。鋼筋作業(yè)完成后，設(shè)立警示牌，防止人員踩踏并保障施工場(chǎng)地人員安全。

2.3 澆筑及振搗

混凝土澆筑時(shí)，要精準(zhǔn)控制澆筑的溫度、時(shí)間，冬季施工時(shí)，應(yīng)避免低溫時(shí)段澆筑，若無(wú)法避免，要做好防寒保溫措施，確保作業(yè)面和模板表面溫度高于凍結(jié)溫度，以防冰雪融化造成混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫。本工程結(jié)合不同部位、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件等，采取不同的混凝土操作方法和要求。墊層等砼澆筑。首先，采用鋼模和方木，立與墊層同厚的邊模板，再采用泵送砼入倉(cāng)、人工布料，平板振搗器拉振、提漿，人工木拉子和鐵锨找平，防止局部石子集中；底板等砼澆筑。澆筑前，應(yīng)確保扎筋、立模牢固，基面無(wú)污物并用清水勻?yàn)裢?。澆筑時(shí)，澆筑面要保持水平，及時(shí)清除表面泌水，但禁止在模板上開(kāi)孔趕水，以防帶走灰漿。澆筑過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，若因故間歇超過(guò)砼初凝時(shí)間，要按施工縫處理。澆筑過(guò)程中，要防止模板、鋼筋等位置移動(dòng)，否則，要及時(shí)調(diào)整；墩、墻、排架等中上部砼澆筑。澆筑前，均勻濕潤(rùn)倉(cāng)面，將一定量高標(biāo)號(hào)的砂漿，平鋪至倉(cāng)面內(nèi)3～5cm。澆筑時(shí)，泵送砼且分層入倉(cāng)，每層砼厚度＜30cm。對(duì)于不能分層澆筑的較長(zhǎng)倉(cāng)面可拉坡澆筑，但應(yīng)緩慢拉坡，并及時(shí)處理坡腳和坡中的石子。未做特殊加固的模板，澆筑速度控制在0.5～0.6m/h。當(dāng)澆筑高度接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，改人工下料、鋪料，并處理好頂面。

每層澆筑完成后，要及時(shí)進(jìn)行振搗處理，本工程為提高混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度，結(jié)合混凝土的初凝時(shí)間、塌落度等特性，采用二次振動(dòng)振搗方法。在模板充滿(mǎn)混凝土后振動(dòng)60～80s，排除混凝土內(nèi)氣泡并保持骨料混合均勻，再振動(dòng)30～40s，消除水化熱產(chǎn)生的氣泡及縫隙，確保密實(shí)度。振搗過(guò)程中，采用灰土擴(kuò)散作業(yè)，嚴(yán)格控制振搗器與模板的距離，薄壁結(jié)構(gòu)選用振搗力小的振搗棒。振搗棒應(yīng)快插慢拔，不得漏振、欠或過(guò)振、早或遲振，且不可振到鋼筋上或鋼筋中。

2.4 養(yǎng)護(hù)及拆模

混凝土振搗完成12～18h 后，利用塑膜包裹混凝土，通常灑水養(yǎng)護(hù)7d，具體的時(shí)長(zhǎng)和方式需根據(jù)實(shí)際情況具體的操作，并保持混凝土表面濕潤(rùn)。在混凝土保溫養(yǎng)護(hù)期間，當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，在混凝土表面覆蓋隔熱材料，利用混凝土水化熱效應(yīng)達(dá)到保溫效果，并控制降溫至0℃的過(guò)程持續(xù)大于12h。當(dāng)環(huán)境溫度低于-15℃時(shí)，需使用防凍劑。

在拆除混凝土承重模板前，應(yīng)確保其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)已穩(wěn)定成型。拆除模板時(shí)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，要及時(shí)采措施，較小的缺陷，可清洗后用水泥砂漿抹平，較大的缺陷，應(yīng)清除不合格得土層，再使用更高級(jí)的細(xì)骨料混凝土修補(bǔ)。

3 水利工程混凝土施工質(zhì)量控制策略分析

3.1 混凝土質(zhì)量控制

水泥屬于凝膠性材料，受環(huán)境影響較大，所以，在檢測(cè)并確定進(jìn)場(chǎng)水泥的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)后，需重視對(duì)水泥的儲(chǔ)存。儲(chǔ)存水泥的倉(cāng)庫(kù)應(yīng)保持干燥，倉(cāng)庫(kù)地面應(yīng)高于室外地面約30cm，水泥堆放不可過(guò)高，通常以10 袋為最多疊放標(biāo)準(zhǔn)，以防水泥因擠壓而結(jié)塊；骨料的級(jí)配、孔隙率、彈性模量、粒徑分布、壓碎強(qiáng)度等，對(duì)混凝土的性能有重要影響，可按照對(duì)角線(xiàn)四分法則抽取10g 進(jìn)行檢測(cè)，判斷骨料級(jí)別；攪拌混合料時(shí)，應(yīng)添加無(wú)雜質(zhì)且純凈度較高的水，外加劑要著重控制活性和細(xì)度值，同時(shí)要注意外加劑對(duì)坍落度的影響，外加劑用量越大，坍落度越高，添加過(guò)量后效果則不顯著，所以，要結(jié)合實(shí)際工況，將外加劑填加量控制在1～2%，保障混凝土的各項(xiàng)性能；攪拌方案通常包括設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、攪拌時(shí)間、放料順序等，攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，對(duì)混凝土的材料性能都有重要影響；由于水利工程施工環(huán)境存在一定的差異性，混凝土的配置方案不具備通用性，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)具體的施工部位適當(dāng)調(diào)整混凝土的配合比。首先，水利工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)勘查，獲取系列參考數(shù)據(jù)，綜合分析這些數(shù)據(jù)，初步判斷混凝土配合比。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，明確配料性能，當(dāng)混凝土配合比與設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求有較大差異時(shí)，需重新調(diào)配直到實(shí)際工況和設(shè)計(jì)強(qiáng)度需求。

3.2 模板的質(zhì)量控制

模板施工對(duì)鋼筋混凝土的施工效果及質(zhì)量有直接影響。安裝模板前，應(yīng)清除表面雜物，并在正式澆筑混凝土前澆水潤(rùn)濕。模板安裝過(guò)程中，在調(diào)節(jié)模板的最底層和調(diào)平層時(shí)，要確保已清除雜質(zhì)和多余的土石。立模板時(shí)，要重視對(duì)模板的穩(wěn)定性和安全性控制。模板的基層和底部要盡可能貼合，以免發(fā)生模板斷裂或間隙堵塞的情況。為防止模板間隙堵塞，可采用沉淀處理方法，如填補(bǔ)基層與模板底部中間的空隙，油氈紙、膩?zhàn)拥榷聡?yán)模板縫隙，也可在模板內(nèi)側(cè)覆蓋一些塑料薄膜，可防范空隙漏漿和漏水問(wèn)題。選用長(zhǎng)效的模板隔離劑，不可漏刷且要涂刷均勻。重復(fù)利用的模板，應(yīng)按照施工規(guī)范的要求拆除并合理堆放，損傷、污染或變形的模板，隔離存儲(chǔ)并做好標(biāo)記，在修正后才可再次使用。檢查安裝后的模板及支架的位置度、強(qiáng)度、標(biāo)高、穩(wěn)定性和剛度等，確保滿(mǎn)足施工規(guī)范要求。采用木模板拼裝時(shí)，混凝土的澆筑，要考慮溫、濕度對(duì)模板的影響，澆水潤(rùn)濕但不可積水，澆筑過(guò)程中，要注意觀察木模板變形情況，及時(shí)修補(bǔ)缺陷接縫。

3.3 混凝土裂縫控制

原材料質(zhì)量，對(duì)混凝土施工質(zhì)量的影響較大，尤其是對(duì)混凝土裂縫的控制。加強(qiáng)對(duì)水泥和摻和材料質(zhì)量的管控，可降低混凝土內(nèi)外溫差，強(qiáng)化混凝土的抗裂能力。同時(shí)，合理搭配原材料比例，保持混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和堅(jiān)固；混凝土的初期養(yǎng)護(hù)，應(yīng)確保不會(huì)出現(xiàn)凍害，后期視混凝土齡期要求，可適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)期限?；炷琉B(yǎng)護(hù)，目前普遍采用的是隔熱養(yǎng)護(hù)方法，適用于輕微的凍結(jié)，環(huán)境溫度不低于-3℃。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，需使用隔熱材料制成的模具，但在移除模具時(shí)，需綜合考慮多方面因素，防止混凝土表面溫度驟降，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

3.4 澆筑過(guò)程控制

當(dāng)混凝土澆筑的工程量較大時(shí)，應(yīng)在澆筑前，確認(rèn)分層澆筑的可行性以及分層澆筑厚度。通常情況下，分層澆筑的混凝土每層厚度應(yīng)≤50cm，相鄰兩層混凝土的澆筑時(shí)間間隔應(yīng)≤2h；澆筑時(shí)，混凝土自由下落高度應(yīng)＜2m，混凝土層均勻上升且密集，避免發(fā)生高差過(guò)大或離析現(xiàn)象。澆筑豎向結(jié)構(gòu)的混凝土?xí)r，后層混凝土的澆筑工作應(yīng)在前層混凝土初凝前完成。較高結(jié)構(gòu)的水利工程，可采用導(dǎo)管完成混凝土澆筑，但在澆筑時(shí)，要避免底部落入大石子，以防造成混凝土局部澆筑突出、不均勻等問(wèn)題，并合理控制混凝土的澆筑速度，避免混凝土凝結(jié)引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫。在混凝土的澆筑過(guò)程中，要指派專(zhuān)人檢查模板、鋼筋、預(yù)埋件等是否發(fā)生變形、堵塞或位移等情況，否則，要立即停止?jié)仓⒃谝褲不炷脸跄白龊眯迯?fù)。對(duì)于支座負(fù)筋，澆筑的混凝土要完全均勻，在其無(wú)明顯氣泡泛出、下沉，表面水平且可見(jiàn)水泥漿時(shí)為宜。受較小剪力、便于澆筑的部位，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求預(yù)留施工縫，若需在施工縫處澆筑混凝土，要先清除周?chē)蓜?dòng)的石子和硬化層，鋪設(shè)一層水泥漿再搗實(shí)，使新舊混凝土層緊密結(jié)合，收漿時(shí)，要及時(shí)抹平，以防產(chǎn)生干縮裂縫。

3.5 振搗過(guò)程控制

振搗和灌漿作業(yè)是混凝土施工過(guò)程中的重點(diǎn)工序，混凝土振搗要分層、均勻且密實(shí)，排除氣泡，表面需粉刷的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)在麻面部位澆水并在充分濕潤(rùn)后，再采用原混凝土配合比的混凝土砂漿，將麻面抹平壓光，表面不需要粉刷的混凝土結(jié)構(gòu)，不需要處理。另外，振搗和灌漿過(guò)程中，還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：①施工人員要掌握施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工工藝，操作工具選用恰當(dāng)；②施工人員應(yīng)確保振搗設(shè)備具備良好的機(jī)械性能，發(fā)揮出其最佳的施工效果；③振搗過(guò)程中，要確保上下層混凝土澆筑的間隔時(shí)間，不能超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間；④根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整振搗方案，可采用插入式振動(dòng)器和平板式振動(dòng)器振實(shí)。插入式振動(dòng)器移動(dòng)的間距應(yīng)＜1.5 倍的振動(dòng)器作用半徑，模板與插入式振動(dòng)器的間距應(yīng)為5～10cm；⑤振動(dòng)時(shí)，緩慢提起振動(dòng)棒，觀察混凝土表面變化，避免振動(dòng)棒觸碰到模板或鋼筋。若上層未有氣泡，但出現(xiàn)浮漿并伴有表面下沉或塌陷趨勢(shì)時(shí)，要立即停止作業(yè)。當(dāng)局部鋼筋密度較大時(shí)，應(yīng)避免振幅過(guò)大，以防鋼筋結(jié)構(gòu)性能變化。同時(shí)，要注意測(cè)量混凝土的澆筑溫度以及坍落度。

3.6 接縫灌漿

接縫灌漿施工目前主要采用騎縫式、盒式、重復(fù)式等灌漿方法，騎縫式灌漿施工效率較高，塊縫中可實(shí)現(xiàn)平均升漿，堵塞幾率小。重復(fù)式灌漿施工可實(shí)現(xiàn)重復(fù)灌漿，管路系統(tǒng)利用率高。盒式灌漿施工可實(shí)現(xiàn)較高的灌漿質(zhì)量，不易發(fā)生阻塞，多用于縱縫灌漿。接縫灌漿作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意混凝土構(gòu)件分塊變形情況，防止接縫變化，導(dǎo)致接縫灌漿部位出現(xiàn)拉裂等問(wèn)題。另外，還應(yīng)結(jié)合混凝土構(gòu)件受力情況，合理安排灌漿順序。一般情況下，橫縫為先，當(dāng)對(duì)構(gòu)件側(cè)向的穩(wěn)定性要求較高時(shí)，縱縫灌漿為先，橫、縱縫灌注作業(yè)必須錯(cuò)開(kāi)，以免相互影響。

3.7 養(yǎng)護(hù)階段控制

水利工程的使用周期長(zhǎng)、運(yùn)行環(huán)境惡劣且復(fù)雜，為了延長(zhǎng)水利工程的使用壽命，養(yǎng)護(hù)階段的質(zhì)量控制尤為重要。在此階段應(yīng)著重控制以下幾點(diǎn)：①混凝土的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)在混凝土的表面和最外層各覆蓋一層塑料薄膜，中間鋪設(shè)兩層濕麻袋，控制混凝土自身的水分蒸發(fā)速度，達(dá)到良好的保溫效果。高溫季節(jié)，草席或草袋覆蓋混凝土層，可減少水分蒸發(fā)，同時(shí)，要指派專(zhuān)人進(jìn)行定時(shí)、定期的灑水，每天灑水6～7 次，確?；炷帘砻媸冀K處于濕潤(rùn)狀態(tài)。當(dāng)養(yǎng)護(hù)周期達(dá)5d 后，揭除薄膜、草席或麻袋，并繼續(xù)進(jìn)行灑水和養(yǎng)護(hù)作業(yè)；②對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫、開(kāi)裂、孔洞、露筋等問(wèn)題，應(yīng)采用合理的技術(shù)處理措施，避免給水利工程的日后運(yùn)行埋下安全隱患。

3.8 施工質(zhì)量控制與管理

施工現(xiàn)場(chǎng)除了要對(duì)施工材料、過(guò)程、工藝進(jìn)行嚴(yán)格管控外，還要做好對(duì)人員、機(jī)械、環(huán)境等方面的管理。施工人員要掌握專(zhuān)業(yè)技能，具備責(zé)任和安全意識(shí)，施工企業(yè)要有組織、有計(jì)劃的對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)和管理，避免人為因素造成質(zhì)量問(wèn)題；設(shè)置專(zhuān)人管理施工器具，定期做好設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，合理設(shè)置各作業(yè)環(huán)節(jié)的機(jī)具類(lèi)型、進(jìn)退場(chǎng)時(shí)間和放置位置，保證設(shè)備運(yùn)行效率；嚴(yán)格把控進(jìn)場(chǎng)各類(lèi)材料的質(zhì)量，詳細(xì)記錄使用部位的材料批號(hào)、數(shù)量、檢測(cè)信息等，編制關(guān)鍵工序并嚴(yán)格實(shí)施專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)水利工程混凝土施工技術(shù)高速發(fā)展，并進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新。但在一些水利工程建設(shè)案例中，仍存在一些施工過(guò)程缺陷導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于這些施工過(guò)程中的缺陷，需要結(jié)合實(shí)際工況，有針對(duì)性的制定科學(xué)且合理的應(yīng)對(duì)方案，不斷總結(jié)施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，完善并擬補(bǔ)施工過(guò)程中的不足和缺陷，確保水利工程的施工質(zhì)量。同時(shí)，也可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，促進(jìn)我國(guó)水利建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步的發(fā)展。