現(xiàn)有的部分施工技術(shù)和方法正處于進一步優(yōu)化階段,特別是高氣溫的碾壓施工經(jīng)驗較少,因此通過一些工程試驗研究成果和施工效果,分析高氣溫對碾壓混凝土連續(xù)施工的影響,尋求特殊氣象條件下碾壓混凝土連續(xù)施工的方法和措施是很有必要的。
【高氣溫條件對碾壓混凝土連續(xù)施工的影響】
1.高氣溫環(huán)境對連續(xù)施工的影響分析
高氣溫環(huán)境條件下碾壓混凝土的施工質(zhì)量受多種因素的影響,大致可分為混凝土原材料本身特性(含配合比)和施工環(huán)境條件兩大類。中勘院利用龍灘水電站重力壩碾壓混凝土設(shè)計的配合比,通過湖南江埡碾壓混凝土重力壩現(xiàn)場施工的試驗和武漢夏季6～8月份的場地模擬試驗,得出理論成果如式(1)和(2):
式中c′為碾壓混凝土層間的凝聚力,MPa;f′為碾壓混凝土層間的內(nèi)摩擦系數(shù);Hr為環(huán)境大氣相對濕度;t為碾壓混凝土的層間間隔時間,h;Ta為碾壓混凝土層間間隔時的倉面環(huán)境溫度,℃;e為自然對數(shù)之底。取龍灘水電站重力壩碾壓混凝土的設(shè)計層間凝聚力c′=3.24MPa、層間內(nèi)摩擦系數(shù)f′=1.56,測定不同大氣相對濕度,當倉面環(huán)境溫度Ta變化時,可得到層間間隔時間[t]的值,按對應值擬合曲線得出他們之間的簡化關(guān)系式:
式中[t]Ta為層間間隔時間與環(huán)境溫度的乘積,即允許成熟度。
根據(jù)式(1)、(2)、(3),可得出氣溫和相對濕度對碾壓混凝土連續(xù)施工的影響結(jié)論:當施工環(huán)境(倉面)的大氣相對濕度Hr相同時,如果設(shè)計要求的碾壓混凝土抗剪斷強度指標c′、f′降低,允許成熟度[t]Ta將增大,反之則減小;當允許成熟度[t]Ta相同時,隨著倉面大氣相對濕度Hr的增加,施工的碾壓混凝土的抗剪斷強度參數(shù)c′、f′的值也將隨之增加,反之則減小。
因此,在高氣溫環(huán)境條件下的碾壓混凝土連續(xù)施工,其標準可用碾壓混凝土的層間間隔時間來表示,只有在層間間隔時間以內(nèi),才能保證下層混凝土在初凝以前的塑性狀態(tài)下,鋪筑上層混凝土并碾壓完畢,也才能保證上、下層面的良好結(jié)合,否則會使層面形成冷縫,成為碾壓混凝土的薄弱環(huán)節(jié)。三峽工程三期碾壓圍堰的碾壓混凝土層間間隔時間如表。
Ⅰ型冷縫表示層面清理干凈鋪一層砂漿后可繼續(xù)澆筑上升的施工縫面,Ⅱ型冷縫表示層面需停歇并沖毛,下一層澆筑前層面鋪砂漿的施工縫面。
2.高氣溫條件下碾壓混凝土連續(xù)施工的措施
(1)改善和延長碾壓混凝土拌和物的初凝時間。試驗和工程實踐表明,摻用高效緩凝劑效果顯著、施工方便,是一種有效的高氣溫季節(jié)施工措施。在相同拌和用水量的條件下,摻入緩凝減水劑的碾壓混凝土拌和物VC值小于不摻用外加劑的碾壓混凝土拌和物VC值,說明該外加劑增大了混凝土拌和物的流動度,反映了它的減水功效。
(2)采用斜層平推鋪筑法或臺階澆筑法新工藝。采用斜層平推鋪筑法可按層間間隔時間和混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)的能力,用較小的澆筑強度覆蓋較大的壩體澆筑面積,減小壩體分塊面積過小的影響和模板工程量,從而實施大面積持續(xù)澆筑,因此在降低成本的同時提高了工效,加快了工程進度。
(3)對碾壓混凝土的倉面進行覆蓋或噴霧。倉面覆蓋可人為控制碾壓混凝土倉面的熱交換和濕度交換特性,防止或減少外界高氣溫的倒灌和混凝土倉面濕度的遷移,避免了日曬和蒸發(fā)的影響,減緩混凝土溫度回升速率和混凝土水分蒸發(fā)速率,起到了保溫保濕的作用。
采用倉面噴霧的方法,是高氣溫環(huán)境條件下碾壓混凝土連續(xù)施工的主要措施之一,可以形成適宜的人工小氣候,起到降溫保濕、減少VC值的增長、降低混凝土的澆筑溫度以及防曬的作用。如果有必要,還要進一步降低混凝土的澆筑溫度,可考慮采用骨料冷卻、加冰拌和等常規(guī)方法,并適當增加拌和用水量,降低出機口的VC值,為事后VC值的增長留有余地,從而保證碾壓混凝土的施工質(zhì)量。
