水利水電工程清水混凝土施工研究

 【摘要】本文根據(jù)水利水電工程結(jié)構(gòu)混凝土的特點(diǎn)，探索了清水混凝土的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、原材料和半成品的質(zhì)量控制和模板施工工藝，從外觀色差、平整度、分縫、成品保護(hù)等方面總結(jié)了施工工藝及控制措施。

【關(guān)鍵詞】清水混凝土；施工工藝；外觀質(zhì)量；質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)；水利水電工程

1工程概況

上水庫(kù)灌漿洞襯砌，進(jìn)/出水口結(jié)構(gòu)、明渠底板及邊墻、引水事故閘門井及隧洞段襯砌，水位變動(dòng)區(qū)邊坡襯砌等部位按照普通清水混凝土施工;上、下庫(kù)防浪墻及其它設(shè)計(jì)有美觀要求的部位按照飾面清水混凝土施工。

2清水混凝土的定義及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1清水混凝土的定義

依據(jù)DL/T5306－2013《水電水利工程清水混凝土施工規(guī)范》，清水混凝土定義為:直接利用混凝土成型后的自然質(zhì)感作為飾面效果的混凝土。清水混凝土包括普通清水混凝土、飾面清水混凝土和裝飾清水混凝土三種。普通清水混凝土是表面平整、光潔，顏色均勻、無明顯色差，對(duì)飾面效果無特殊要求的清水混凝土;飾面清水混凝土是表面顏色基本一致，由有規(guī)律的螺栓孔眼、明縫、蟬縫、假眼等組合形成的、以自然質(zhì)感為裝飾效果的清水混凝土。

2.2質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1外觀色澤均勻、無明顯色差;混凝土密實(shí)整潔，面層平整，棱角整齊平直，梁柱節(jié)點(diǎn)、線、面清晰并平順，無油污、銹斑及粉化物，無流淌和沖刷痕跡，無明顯的裂縫，無漏漿、跑漿、漲模，無爛根、明顯錯(cuò)臺(tái)、冷縫、蜂窩、麻面和孔洞;無剔鑿、磨、抹或涂刷修補(bǔ)處理痕跡;穿墻螺栓孔眼整齊，顏色與墻面基本一致;混凝土保護(hù)層無露筋，預(yù)留孔洞、施工縫整齊。2.2.2外形尺寸結(jié)構(gòu)軸線通直，幾何尺寸正確，陰陽(yáng)角的棱角整齊、角度方正;所有結(jié)構(gòu)線條規(guī)則順直，無明顯的凸凹及錯(cuò)臺(tái)。模板拼縫嚴(yán)密平整，無明顯錯(cuò)臺(tái)痕跡。垂直度、平整度的偏差應(yīng)小于規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)。2.2.3原材料及半成品質(zhì)量控制(1)水泥宜選用強(qiáng)度不低于42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥應(yīng)為同一品種、同一廠家、同一強(qiáng)度等級(jí);(2)粉煤灰宜采用同一廠家、同一規(guī)格型號(hào)的Ⅰ級(jí)粉煤灰;(3)外加劑宜采用同一廠家、同一規(guī)格型號(hào)的，且要求性能穩(wěn)定、與水泥品種相適應(yīng);(4)粗骨料宜采用級(jí)配連續(xù)、顏色均勻、表面潔凈，且針、片狀顆粒含量不大于15%;(5)細(xì)骨料宜采用中砂，其含泥量應(yīng)小于2%;(6)配合比需在施工前設(shè)計(jì)完成并報(bào)監(jiān)理審核;(7)混凝土采用拌合樓集中供料，攪拌時(shí)間需比普通混凝土延長(zhǎng)20s～30s，塌落度嚴(yán)格按照批復(fù)的配合比控制。拌合物應(yīng)有良好的和易性、黏聚性和均勻性。

3模板施工

3.1模板設(shè)計(jì)

3.1.1模板設(shè)計(jì)原則(1)模板應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分塊設(shè)計(jì)，所選模板應(yīng)結(jié)構(gòu)可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、方便安拆、通用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)合理;(2)模板拉筋孔排列整齊，幾何尺寸精確、面板平整光潔、盡量減少拉桿數(shù)量;(3)當(dāng)模板需要接高時(shí)，模板不應(yīng)錯(cuò)縫排列，模板拼縫豎向上下通直、橫向平順。橫縫應(yīng)從地面向上均勻布置，余數(shù)放在頂部;(4)模板應(yīng)高出倉(cāng)位澆筑高度100mm。3.1.2模板選型中、邊墩、墻外露或者過流面采用3.0m×3.1m多卡模板，封堵采用組合鋼模板與木模配合;墩頭采用大塊定型鋼模板;頂模采用膠合板;豎井襯砌采用大塊組合鋼模板;矩形引水洞側(cè)墻采用P6015+P1015組合鋼模板;漸變段隧洞使用拼裝木模板(膩?zhàn)庸纹?;上庫(kù)圓形平洞采用鋼模臺(tái)車襯砌施工;面板混凝土采用滑模施工;溢流面混凝土采用翻轉(zhuǎn)模板施工。

3.2模板安裝與拆除

3.2.1準(zhǔn)備工作檢查模板是否整潔、面板是否已經(jīng)涂刷脫模劑，檢查模板及其附件的數(shù)量。型號(hào)是否滿足現(xiàn)場(chǎng)施工。3.2.2測(cè)量控制首倉(cāng)混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放樣出結(jié)構(gòu)邊線，并彈墨線。第二層模板由模板工吊鉛錘，測(cè)量校核。3.2.3模板安裝模板安裝時(shí)應(yīng)輕拿輕放，禁止拖拽、撞擊模板。大型模板吊裝時(shí)應(yīng)派專人負(fù)責(zé)面板保護(hù)，并經(jīng)常檢查吊鉤是否穩(wěn)固。模板安裝蟬縫應(yīng)滿足外觀要求，做到模板拼裝縫橫平豎直、整齊劃一，模板安裝允許偏差應(yīng)滿足規(guī)范要求。模板加固應(yīng)采用螺栓或卡具連接，以保證模板間接縫的緊密、牢靠。大模板通過自帶背架加固，組合鋼模板使用鋼管圍檁加固。模板加固時(shí)，螺桿安裝位置正確，受力滿足設(shè)計(jì)要求。螺桿部位使用統(tǒng)一堵頭，以保證螺桿孔的一致。預(yù)留孔洞處的模板安裝應(yīng)在模板周圍增加拉桿的數(shù)量。為防止混凝土澆筑過程中的漏漿，模板與基礎(chǔ)或者模板與模板之間應(yīng)增設(shè)雙面泡沫膠止?jié){。3.2.4模板拆除模板拆除須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后進(jìn)行。側(cè)模的拆除時(shí)間應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到表面及棱角不受損的強(qiáng)度時(shí)方可拆模。模板拆除自上而下進(jìn)行。各緊固件依次拆除后，應(yīng)輕輕將模板撬離結(jié)構(gòu)體，并注意對(duì)螺桿孔眼的保護(hù)。須在確認(rèn)模板與混凝土結(jié)構(gòu)間無任何連接后，方可移開模板，且不得碰撞混凝土成品。大模板拆除時(shí)應(yīng)先松動(dòng)模板間的螺栓和拉桿，松動(dòng)斜撐調(diào)節(jié)絲桿，待模板與墻體完全脫離后，按順序起吊模板。拆下的模板、支架及其配件應(yīng)及時(shí)清理、維護(hù)，應(yīng)采用面對(duì)面的方式碼放。存放場(chǎng)地應(yīng)做好防雨、排水措施。

4混凝土施工

4.1澆筑分倉(cāng)、分段

混凝土的澆筑根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙施工縫分段，一般分倉(cāng)高度為3m，頂板部位為方便混凝土澆筑施工，分倉(cāng)高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

4.2混凝土拌合、運(yùn)輸

清水混凝土的拌合應(yīng)按照確定的配合比進(jìn)行配料，攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長(zhǎng)20s～30s�；炷�土的拌合設(shè)備應(yīng)用強(qiáng)制式攪拌設(shè)備，稱量準(zhǔn)確，拌合能力滿足施工要求，保證混凝土連續(xù)、均勻施工。清水混凝土拌合物工作性能應(yīng)穩(wěn)定，無離析、泌水現(xiàn)象，從攪拌結(jié)束到混凝土入倉(cāng)不應(yīng)超過90min，并且應(yīng)滿足90min塌落度經(jīng)時(shí)損失小于30mm的要求。

4.3混凝土的入倉(cāng)

混凝土的入倉(cāng)手段主要有:溜槽、泵送、塔機(jī)、吊車、反鏟等。根據(jù)澆筑部位的結(jié)構(gòu)形式、施工條件、設(shè)計(jì)技術(shù)要求等進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)的塌落度，決定混凝土的入倉(cāng)手段。澆筑施工時(shí)，混凝土的自由下落高度應(yīng)該控制在150cm內(nèi)。同時(shí)，若在混凝土振搗時(shí)有水泥漿濺至木板上，應(yīng)及時(shí)擦除干凈。出現(xiàn)混凝土配料單錯(cuò)用或輸入配料指令錯(cuò)誤的;混凝土配料時(shí)，任意一種材料計(jì)量失控或漏配的;使用原材料類別與施工配料單不相符的;拌和不均勻、夾混生料或冰塊的;擅自加水、調(diào)改配料量的視為不合格材料，不允許入倉(cāng)澆筑，對(duì)已經(jīng)入倉(cāng)的不合格料應(yīng)該予以清除。

4.4平倉(cāng)振搗

混凝土入倉(cāng)后應(yīng)及時(shí)平倉(cāng)振搗，不得堆積。倉(cāng)內(nèi)粗骨料堆疊時(shí)，應(yīng)均勻地分布至砂漿較多處或待振搗的混凝土面上，但不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部蜂窩。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從低處開始澆筑，澆筑面應(yīng)保持水平，并應(yīng)與傾斜面垂直相交，不應(yīng)出現(xiàn)尖角�；炷�土澆筑時(shí)應(yīng)保證澆筑的連續(xù)性，澆筑的間歇時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)范的要求�；炷�土振搗，應(yīng)符合下列要求:(1)混凝土澆筑應(yīng)先平倉(cāng)后振搗，嚴(yán)禁以平倉(cāng)代替振搗或以振搗代替平倉(cāng);(2)混凝土振搗應(yīng)采取梅花形布點(diǎn)，布點(diǎn)間距按照1倍的振搗半徑控制，振搗時(shí)間應(yīng)以混凝土粗骨料不再顯著下沉并開始泛漿為準(zhǔn)，避免漏振、欠振或過振;(3)振搗設(shè)備的振搗能力應(yīng)與澆筑機(jī)械和倉(cāng)面狀況相適應(yīng)，大倉(cāng)面澆筑宜配置振搗機(jī)振搗;(4)澆筑層厚定為50cm，澆筑第一坯層、臺(tái)階邊坡的混凝土?xí)r應(yīng)加強(qiáng)振搗;(5)振搗第一坯層混凝土?xí)r振搗棒頭應(yīng)距硬化面5cm，振搗上層混凝土?xí)r振搗棒頭應(yīng)插入下層混凝土5cm～10cm;(6)振搗設(shè)備距離模板邊緣應(yīng)該控制在20cm～30cm，在模板附近、鋼筋密集處、止水及預(yù)埋件等部位應(yīng)加強(qiáng)振搗，且不能觸碰鋼筋及預(yù)埋件;(7)混凝土的振搗應(yīng)派專人負(fù)責(zé)�；炷�土澆筑過程中禁止向倉(cāng)內(nèi)加水，并避免外部的水流進(jìn)倉(cāng)內(nèi);混凝土的和易性較差時(shí)應(yīng)采取加強(qiáng)振搗的方式。

4.5施工縫處理

混凝土收倉(cāng)面應(yīng)澆筑平整，其抗壓強(qiáng)度未達(dá)到2.5MPa前，不能進(jìn)行下道倉(cāng)位的準(zhǔn)備工作。施工縫采用鑿毛處理，剔除松動(dòng)石子或浮漿層，保證施工縫面無乳皮、露粗砂，并將縫面清洗干凈。門槽二期混凝土與主體結(jié)構(gòu)的縫面等特殊部位，應(yīng)采用免拆除的金屬模板網(wǎng)。

4.6混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土在拆模完成后應(yīng)及時(shí)使用薄膜或者土工布覆蓋，并及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，保證混凝土始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。灑水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不能低于28d，對(duì)有飾面效果要求的部位應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。有抹面要求的部位，不能過早灑水，抹面完成后盡快進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)混凝土凝固劑氣溫情況決定灑水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。為防止混凝土表面產(chǎn)生污染，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)當(dāng)與拌合用水一致，并且要求同一視覺范圍內(nèi)的清水混凝土的養(yǎng)護(hù)措施應(yīng)當(dāng)一致。設(shè)置專人負(fù)責(zé)混凝土的養(yǎng)護(hù)，并做好混凝土養(yǎng)護(hù)記錄。

4.7清水混凝土的缺陷

修補(bǔ)在施工的過程中，可能存在少量的氣泡、漏漿、砂線及模板拼縫痕跡等細(xì)小弊病，可以用與結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同，同品種的水泥，摻加一定量的白水泥制成水泥漿，對(duì)氣泡進(jìn)行填塞修補(bǔ);對(duì)于有防水要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其螺桿孔的封堵應(yīng)采用有防水效果預(yù)縮砂漿或者環(huán)氧材料的材料進(jìn)行封堵。缺陷修補(bǔ)的部位在水泥漿硬化后，應(yīng)采用細(xì)砂紙打磨光潔，并用水沖洗干凈。修補(bǔ)后的部位應(yīng)無明顯的修補(bǔ)痕跡。4.8混凝土的成品保護(hù)(1)施工完成后應(yīng)及時(shí)使用薄膜或者土工布進(jìn)行覆蓋，既可以起到養(yǎng)護(hù)的作用，也可以防止上層混凝土施工的砂漿污染已經(jīng)施工完成的清水混凝土的表面;(2)陽(yáng)角等容易被磕碰的部位，采用膠合板進(jìn)行保護(hù)，防止混凝土邊角被磕碰破壞;(3)當(dāng)掛架、腳手架吊籃等施工設(shè)備需要與成品混凝土墻面接觸時(shí)，應(yīng)使用墊板保護(hù);(4)禁止剔鑿成品混凝土表面。

5特殊氣溫條件下的施工措施

5.1雨季施工

(1)雨季施工，應(yīng)提前收集氣象信息，合理安排施工，雨天不再安排清水混凝土的澆筑施工;(2)增加骨料含水率的測(cè)定頻率，適當(dāng)調(diào)整拌合用水量;(3)骨料堆應(yīng)設(shè)置排水和防污水污染的設(shè)施，頂部增加防雨棚;(4)倉(cāng)內(nèi)采取排水、截水措施，防止雨水流入倉(cāng)內(nèi);(5)雨后應(yīng)先排除倉(cāng)內(nèi)積水，如混凝土能重塑，被雨水沖刷的部位應(yīng)加鋪砂漿后繼續(xù)澆筑，否則應(yīng)按施工縫處理。

5.2冬季施工措施

日平均氣溫連續(xù)5d在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5d在－3℃以下時(shí)，應(yīng)按低溫季節(jié)要求施工。根據(jù)豐寧地區(qū)氣候情況，冬季施工混凝土采用蓄熱法。低溫季節(jié)摻入混凝土的防凍劑應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比，混凝土表面不得產(chǎn)生明顯的色差。當(dāng)日平均氣溫連續(xù)5d在－5℃以下時(shí)，應(yīng)將骨料加熱。骨料加熱可用暖風(fēng)機(jī)，粗骨料可采用蒸汽直接加熱，但不得影響混凝土的水膠比。骨料不需加熱時(shí)，粗骨料表面不應(yīng)結(jié)冰，不摻混冰雪;細(xì)骨料不得含有凍塊。低溫季節(jié)混凝土宜采用熱水拌和。拌和用水溫度超過60℃時(shí)，應(yīng)改變拌和加料順序，將骨料與水先拌和，再加入水泥，以免水泥假凝。冬季施工混凝土的運(yùn)輸工具應(yīng)采取保溫措施，就是將攪拌車的攪罐覆蓋，將自卸汽車的車斗覆蓋等�；炷�土澆筑倉(cāng)位搭設(shè)暖棚或者創(chuàng)造相對(duì)密閉、保溫的施工空間，倉(cāng)內(nèi)倉(cāng)面溫度應(yīng)大于3℃，對(duì)于低于3℃的部位應(yīng)使用暖風(fēng)機(jī)加熱至3℃以上，方可澆筑混凝土�；炷�土澆筑完成并初凝后，應(yīng)使用不吸潮的保溫材料將混凝土表面覆蓋，保證混凝土在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%前不受凍。當(dāng)氣溫低于－15℃時(shí)，禁止進(jìn)行清水混凝土的相關(guān)施工。

6結(jié)語(yǔ)

(1)通過試驗(yàn)優(yōu)化配合比參數(shù)，有利于減少氣泡及局部混凝土色差;適當(dāng)增加塌落度有利于減少混凝土的氣泡;(2)使用雙面泡沫膠可以有效減少漏漿;(3)鋼管圍檁及木枋配合拉筋使用，可以減少結(jié)構(gòu)形變;(4)合理布置振搗機(jī)具，適當(dāng)加長(zhǎng)振搗時(shí)間，可以最大限度保證振搗質(zhì)量并減少混凝土表面氣泡。