林林琴

(泉州水務(wù)工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362000)

1 工程概況

興頭水庫(kù)工程位于尤溪縣頭村下游，是以供水為主，結(jié)合發(fā)電的綜合利用的中型水庫(kù)工程。壩址以上集雨面積58.80km2，多年平均徑流總量為5166萬(wàn)m3。水庫(kù)正常蓄水位為284.0m，死水位245.0m，總庫(kù)容量為2090萬(wàn)m3，興利庫(kù)容為1726萬(wàn)m3。該水庫(kù)屬于Ⅲ等工程，主要建筑物攔河拱壩及引水系統(tǒng)(包括消能電站)按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物為4級(jí)建筑物，臨時(shí)工程按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。大壩按100a一遇洪水設(shè)計(jì)，1000a一遇洪水校核，最大泄洪能力335m3/s。水庫(kù)向尤溪城區(qū)及周邊工業(yè)園區(qū)輸送生活用水，設(shè)計(jì)日供水量10.5萬(wàn)t，年供水量2931萬(wàn)t，供水對(duì)象為城西水廠、大池水庫(kù)(城關(guān)水廠水源)、埔頭水廠及城南水廠。本項(xiàng)目開(kāi)工日期為2013年5月28日，完工時(shí)間為2016年8月18日。

樞紐主要建筑物包括攔河壩及引水系統(tǒng)等，攔河壩為混凝土砌石拱壩，最大壩高71.2m。引水系統(tǒng)包括進(jìn)水口、引水隧洞、明(埋)鋼管及壩后消能電站等。

興頭水庫(kù)工程為最近幾年新建的中型水庫(kù)工程，混凝土試塊質(zhì)量評(píng)定是分部工程施工質(zhì)量評(píng)定的重要內(nèi)容，其主要包含砌體工程用砂漿和混凝土抗壓強(qiáng)度、普通混凝土工程用混凝土抗壓強(qiáng)度、支護(hù)工程用噴射混凝土抗壓強(qiáng)度以及道路工程用路面混凝土彎拉強(qiáng)度的質(zhì)量評(píng)定，在全省水利工程中具有一定的代表性。

2 水泥混凝土試樣

砌體工程用砂漿抗壓強(qiáng)度取樣規(guī)定：根據(jù)《漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定(試行)》(SD 120-84)，第3.6.8條膠結(jié)材料的抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，同一標(biāo)號(hào)膠結(jié)材料試件的數(shù)量，28d齡期每200m3砌體取成型試件一組[1]。砂漿試塊強(qiáng)度等級(jí)用70.7mm×70.7mm×70.7mm試件。

砌體工程用混凝土抗壓強(qiáng)度、普通混凝土工程用混凝土抗壓強(qiáng)度取樣規(guī)定：根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(SL 677-2014)11.5.3條，大體積混凝土28d齡期每500m3成型1組，結(jié)構(gòu)混凝土28d齡期每100m3成型1組。每一澆筑塊混凝土方量不足以上規(guī)定數(shù)字時(shí)，也應(yīng)取樣成型1組試件?；炷量箟簭?qiáng)度采用150mm×150mm×150mm標(biāo)準(zhǔn)立方體試件[2]。

支護(hù)工程用噴射混凝土抗壓強(qiáng)度取樣規(guī)定：根據(jù)《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2015)12.2.5條，檢驗(yàn)噴射混凝土抗壓強(qiáng)度所需的試件應(yīng)在工程施工中制取,試塊數(shù)量為每500m2噴射混凝土取一組，<500m2噴射混凝土的獨(dú)立工程不得少于一組,每組試塊≥3個(gè)[3]。采用切割法制取100mm×100mm×100mm立方體試件。

道路工程用路面混凝土彎拉強(qiáng)度取樣規(guī)定：《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè) 土建工程》(JTG F80/1-2017)附錄C.0.2,高速公路和一級(jí)公路每工作班制作2-4組：日進(jìn)度<500m取2組，≥500m取3組，≥1000m取4組[4]。其他公路每工作班制作1-3組:日進(jìn)度<500m取1組，≥500m取2組，≥1000m取3組。每組3個(gè)試件的平均值作為一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)小梁法采用150mm×150mm×550mm的梁形試件。

興頭水庫(kù)工程混凝土、砂漿主要有C15混凝土、C20混凝土、C25混凝土、C30混凝土、M10砂漿、M15砂漿。

C15混凝土主要用于壩體砌筑、壩基處理、上壩公路擋墻，上壩公路排水溝、發(fā)電廠房基礎(chǔ)、廠區(qū)工程擋墻、進(jìn)廠路擋墻，進(jìn)廠公路排水溝共檢測(cè)363組。

C20混凝土主要用于導(dǎo)流洞襯砌段、上壩公路防撞墩、啟閉房交通橋、廠區(qū)工程擋墻、進(jìn)廠公路防撞墩，共檢測(cè)12組。

C25混凝土用于溢流壩段，壩頂路面，進(jìn)水口閘室及邊墻，進(jìn)水口啟閉房，導(dǎo)流洞閘墩，消能電站廠房，隧洞襯砌段，大壩交通橋及人行橋，觀測(cè)設(shè)施，導(dǎo)流洞封堵堵頭，共檢測(cè)102組。

C30混凝土用于壩腳護(hù)坦，進(jìn)水口二期混凝土，位移觀測(cè)灌注樁，導(dǎo)流洞閘門(mén)，上壩公路路面，廠區(qū)工程路面、廠區(qū)工程錨噴、廠區(qū)工程錨噴(芯樣)、進(jìn)廠公路路面共檢測(cè)31組。

M10、M15砂漿用于壩面條石砌筑及勾縫共檢測(cè)125組。

上壩公路路面、廠區(qū)工程路面、進(jìn)廠公路路面混凝土抗彎拉強(qiáng)度共檢測(cè)18組。

3 水泥混凝土試塊分析計(jì)算

3.1 砌體工程用砂漿、混凝土試塊

3.1.1 組數(shù)>30組

壩體砌筑C15混凝土試塊共檢測(cè)328組，壩面條石砌筑M10砂漿試塊共檢測(cè)64組，壩面條石勾縫M15砂漿試塊共檢測(cè)61組，根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》(SL 176-2007)附錄E砂漿、砌筑用混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，同一標(biāo)號(hào)(或強(qiáng)度等級(jí))試塊組數(shù)n≥30時(shí)，28d齡期的試塊抗壓強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：①?gòu)?qiáng)度保證率≥80%；②任意一組試塊強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%；③設(shè)計(jì)28d齡期抗壓強(qiáng)度<20.0MPa時(shí)，試塊抗壓強(qiáng)度的離差系數(shù)≤0.22；設(shè)計(jì)28d齡期抗壓強(qiáng)度≥20.0MPa時(shí)，試塊抗壓強(qiáng)度的離差系數(shù)<0.18[5]。

以壩面條石砌筑M10砂漿試塊為例，試塊共檢測(cè)64組，各組28d強(qiáng)度代表值如表1所示。

表1 壩面條石砌筑M10砂漿試塊強(qiáng)度代表值 MPa

1)計(jì)算砂漿試塊平均強(qiáng)度：

(1)

式中：Ri為單組試件強(qiáng)度，MPa；n為樣本容量。經(jīng)計(jì)算，Rn=12.9MPa。

2)計(jì)算砂漿試塊的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差：

(2)

式中：Rn為試塊強(qiáng)度平均值，MPa。當(dāng)統(tǒng)計(jì)得到的Sn<2.0(或1.5)MPa時(shí)，應(yīng)取Sn=2.0MPa(R標(biāo)≥20MPa)，Sn=1.5MPa(R標(biāo)<20MPa)；經(jīng)計(jì)算，Sn=1.806。

3)計(jì)算離差系數(shù)：

(3)

經(jīng)計(jì)算，Cv=1.806/12.9=0.14。

4)計(jì)算強(qiáng)度保證率：

(4)

式中：t：為概率度系數(shù)；R標(biāo)為設(shè)計(jì)28d齡期抗壓強(qiáng)度值，MPa。經(jīng)計(jì)算，t=(12.9-10)/1.806=1.606。

查表2可知，強(qiáng)度保證率P=94.6%。

表2 混凝土強(qiáng)度保證率t∽P對(duì)照表

經(jīng)計(jì)算可知，①?gòu)?qiáng)度保證率P=94.6%，>80%；②任何一組試塊強(qiáng)度均大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%；③設(shè)計(jì)28d齡期抗壓強(qiáng)度<20.0MPa，離差系數(shù)0.14，<0.22。壩面條石砌筑M10砂漿試塊強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，評(píng)定為合格。同理，經(jīng)計(jì)算壩體砌筑C15混凝土試塊、壩面條石勾縫M15砂漿試塊均滿足規(guī)范要求，評(píng)定為合格。

3.1.2 組數(shù)<30組

壩頂欄桿安裝M7.5砂漿試塊共檢測(cè)2組，廠區(qū)工程M7.5漿砌石擋墻砂漿試塊共檢測(cè)2組，根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》附錄E砂漿、砌筑用混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，E.0.2同一標(biāo)號(hào)(或強(qiáng)度等級(jí))試塊組數(shù)n<30組時(shí)，28d齡期的試塊抗壓強(qiáng)度應(yīng)同時(shí)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：①各組試塊的平均強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度；②任意一組試塊強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%。

以廠區(qū)工程M7.5漿砌石擋墻砂漿試塊為例，其強(qiáng)度代表值分別為8.8MPa和8.6MPa。

Rn=8.7MPa≥R標(biāo)=7.5MPa，Rmin=8.6MPa≥0.8R標(biāo)=0.8×7.5=6.0MPa，滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，評(píng)定為合格。同理壩頂欄桿安裝M7.5砂漿試塊評(píng)定為合格。

3.2 普通混凝土工程用混凝土試塊

3.2.1 組數(shù)≥5組，<30組

上壩公路擋墻C15混凝土試件共檢測(cè)10組，廠區(qū)工程C15埋石混凝土擋墻試塊共檢測(cè)5組，進(jìn)廠路擋墻C15混凝土試塊共檢測(cè)7組，溢流壩段C25混凝土試塊共檢測(cè)20組，進(jìn)水口閘室及邊墻C25混凝土試塊共檢測(cè)28組，進(jìn)水口啟閉房C25混凝土試塊共檢測(cè)10組，消能電站廠房C25混凝土試塊共檢測(cè)17組，隧洞襯砌段C25混凝土試塊共檢測(cè)8組，大壩交通橋及人行橋C25混凝土試塊共檢測(cè)6組，上壩公路路面C30混凝土試塊共檢測(cè)7組，進(jìn)廠公路路面C30混凝土試塊共檢測(cè)8組。

根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》附錄C.0.2，當(dāng)混凝土試塊28d齡期抗壓強(qiáng)度的組數(shù)30>n≥5時(shí)：Rn-0.7Sn>R標(biāo)，Rn-1.60Sn>0.83R標(biāo)(當(dāng)R標(biāo)≥20MPa)或Rn-1.60Sn>0.80R標(biāo)(當(dāng)R標(biāo)<20MPa)。其中，Sn為n組試件強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差，按公式2計(jì)算；Rn為n組試件強(qiáng)度的平均值，按公式1計(jì)算；R標(biāo)為設(shè)計(jì)2d天齡期抗壓強(qiáng)度值。

以溢流壩段C25混凝土試塊為例，試塊共檢測(cè)20組，各組28d強(qiáng)度代表值如表3所示。

表3 溢流壩段C25混凝土試塊強(qiáng)度代表值 MPa

根據(jù)公式1計(jì)算Rn=26.7MPa。根據(jù)公式2計(jì)算Sn=0.472，<2.0MPa，取2.0MPa，R標(biāo)=25 MPa。Rn-0.7Sn=26.7-0.7×2.0=25.3MPa>R標(biāo)=25MPa，Rn-1.6Sn=26.7-0.7×2.0=23.5MPa>0.83×R標(biāo)=0.83×25=20.75MPa

溢流壩段C25混凝土試塊強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，評(píng)定為合格。其他混凝土試塊同理可評(píng)定為合格。

3.2.2 組數(shù)≥2組，<5組

上壩公路排水溝C15混凝土試塊共檢測(cè)3組，發(fā)電廠房基礎(chǔ)C15混凝土試塊共檢測(cè)2組，進(jìn)廠公路排水溝C15混凝土試塊已檢測(cè)3組，導(dǎo)流洞襯砌段C20混凝土試塊已檢測(cè)4組，啟閉房C20混凝土試塊共檢測(cè)3組，廠區(qū)工程C20埋石混凝土擋墻試塊共檢測(cè)3組，導(dǎo)流洞閘墩C25混凝土試塊共檢測(cè)4組，壩頂路面C25混凝土試塊共檢測(cè)3組，觀測(cè)設(shè)施C25混凝土試塊共檢測(cè)3組，導(dǎo)流洞封堵堵頭C25混凝土試塊共檢測(cè)3組，壩腳護(hù)坦C30混凝土試塊共檢測(cè)2組，進(jìn)水口二期閘門(mén)槽C30混凝土試塊共檢測(cè)4組，觀測(cè)設(shè)施灌注樁C30混凝土試塊共檢測(cè)2組，廠區(qū)工程路面C30混凝土試塊共檢測(cè)2組。根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》附錄C.0.3，當(dāng)混凝土試塊28d齡期抗壓強(qiáng)度的組數(shù)5>n≥2時(shí)，Rn≥1.15R標(biāo)，Rmin≥0.95R標(biāo)。其中，Rn為n組試件強(qiáng)度的平均值，按公式1計(jì)算；R標(biāo)為設(shè)計(jì)28天齡期抗壓強(qiáng)度值；Rmin為n組試塊中強(qiáng)度最小一組的值。

以導(dǎo)流洞襯砌段C20混凝土試塊為例，試塊共檢測(cè)4組，各組28d強(qiáng)度代表值分別為22.5MPa、25MPa、23.2MPa、23.8MPa。根據(jù)公式1計(jì)算Rn=23.63MPa，Rmin=22.5MPa,R標(biāo)=20MPa。Rn=23.63MPa>1.15R標(biāo)=1.15×20=23MPa，Rmin=22.5MPa>0.95R標(biāo)=0.95×20=19MPa

導(dǎo)流洞襯砌段C20混凝土強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，評(píng)定為合格。其他混凝土試塊同理可評(píng)定為合格。

3.2.3 試塊組數(shù)只有1組

上壩公路防撞墩C20混凝土試塊已檢測(cè)1組，進(jìn)廠公路防撞墩C20混凝土試塊共檢測(cè)1組，導(dǎo)流洞閘門(mén)C30混凝土試塊共檢測(cè)1組。根據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》附錄C.0.4，當(dāng)混凝土試塊28d齡期抗壓強(qiáng)度的組數(shù)只有一組時(shí)，R≥1.15R標(biāo)。其中，R為試塊強(qiáng)度實(shí)測(cè)值；R標(biāo)為設(shè)計(jì)28d齡期抗壓強(qiáng)度值。

以上壩公路防撞墩C20混凝土試塊為例，試塊共檢測(cè)1組，強(qiáng)度代表值為23.3MPa，R=23.3MPa>1.15×R標(biāo)=1.15×20=23MPa。

上壩公路防撞墩C20混凝土強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，評(píng)定為合格。其他混凝土試塊同理可評(píng)定為合格。

3.3 支護(hù)工程用噴射混凝土抗壓強(qiáng)度

廠區(qū)錨噴C30混凝土試塊共檢測(cè)4組，依據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè) 土建工程》附錄E.0.3噴射混凝土抗壓強(qiáng)度評(píng)定方法，當(dāng)同批試件組數(shù)n<10時(shí)，試件抗壓強(qiáng)度平均值≥1.05倍設(shè)計(jì)值，任一組試件抗壓強(qiáng)度均不低于0.9倍設(shè)計(jì)值。廠區(qū)錨噴C30混凝土各組28d強(qiáng)度代表值分別為34.1MPa、34.6MPa、33.0MPa、32.5MPa。

根據(jù)公式1計(jì)算Rn=33.6MPa，Rmin=32.5MPa，R標(biāo)=30MPa。Rn=33.6MPa≥1.05×30=31.5MPa，Rmin=32.5MPa≥0.95×30=28.5MPa。試件是合格的。

依據(jù)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》附錄D噴射混凝土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)同批試塊組數(shù)n<10時(shí)，試件抗壓強(qiáng)度平均值≥1.15倍設(shè)計(jì)值，任一組試件抗壓強(qiáng)度均≥0.95倍設(shè)計(jì)值。同理可計(jì)算：Rn=33.6MPa<1.15×30=34.5MPa，Rmin=32.5MPa≥0.95×30=28.5MPa。兩式有一式不合格，試件判定為不合格試塊。

本工程為水利工程，以水利規(guī)范為準(zhǔn)，由此可知，廠區(qū)錨噴C30混凝土試塊不滿足規(guī)范合格條件，必須采取其他措施進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)委托有資質(zhì)的檢測(cè)公司對(duì)廠區(qū)錨噴C30混凝土進(jìn)行回彈檢測(cè)，質(zhì)量合格。

3.4 道路工程用路面混凝土彎拉強(qiáng)度

上壩公路路面混凝土彎拉強(qiáng)度共檢測(cè)6組，廠區(qū)工程路面混凝土彎拉強(qiáng)度共檢測(cè)2組，由于《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)定規(guī)程(附條文說(shuō)明)》無(wú)相關(guān)混凝土彎拉強(qiáng)度判別標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(cè) 土建工程》水泥混凝土彎拉強(qiáng)度評(píng)定附錄C.0.3，試件組數(shù)≤10組時(shí)，試件平均強(qiáng)度≥1.15fr(設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值)，任一組強(qiáng)度均≥0.85fr。

上壩公路路面路面混凝土彎拉強(qiáng)度共檢測(cè)6組，試塊抗拉強(qiáng)度分別為5.1MPa、5.0MPa、5.2MPa、5.0MPa、5.1MPa、5.1MPa。抗拉強(qiáng)度平均值為5.1MPa≥1.15fr=1.15×4.0=4.6MPa，任一組強(qiáng)度均>0.85fr=0.85×4.0=3.4MPa。滿足規(guī)范合格條件。其他混凝土試塊彎拉強(qiáng)度同理可評(píng)定為合格。

4 結(jié) 語(yǔ)

文章介紹了興頭水庫(kù)工程混凝土試塊評(píng)定過(guò)程，對(duì)不同組數(shù)的砌體工程用砂漿和混凝土抗壓強(qiáng)度、普通混凝土工程用混凝土抗壓強(qiáng)度、支護(hù)工程用噴射混凝土抗壓強(qiáng)度以及道路工程用路面混凝土彎拉強(qiáng)度按不同方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和質(zhì)量評(píng)定。當(dāng)不同規(guī)范沖突時(shí)采用水利規(guī)范；當(dāng)水利無(wú)相關(guān)規(guī)范時(shí)采用其他行業(yè)相關(guān)規(guī)范；當(dāng)試塊質(zhì)量不合格時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)按回彈試驗(yàn)或其他試驗(yàn)方法確定是否合格。本工程混凝土試塊質(zhì)量評(píng)定過(guò)程，可為類(lèi)似工程的試塊質(zhì)量評(píng)定提供參考借鑒。