自密實混凝土在水庫泄洪洞原洞襯砌中的應(yīng)用

盧炳勇

【摘 要】自密實混凝土具有結(jié)構(gòu)均勻、穩(wěn)定性高、流動性到等特點。在采用這種材料施工過程中，施工人員只需要憑借其自身的流動性就可鋪面模板，并包裹鋼筋，在施工過程中并不需要振搗器進(jìn)行振搗，正因為施工簡便、效果好而被越來越多的使用在工程中。本文從自密實混凝土的配合比設(shè)計出發(fā)，結(jié)合某工程案例分析了自密實混凝土在水庫泄洪洞原洞襯砌中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自密實混凝土；配合比設(shè)計；固定砂石體積法；泄洪洞原洞襯砌

0.引言

混凝土是現(xiàn)代土木工程中不可忽視的重要組成部分。為了提高混凝土的性能，我們不斷對混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，最終研究出了高性能混凝土。自密實混凝土是高性能混凝土中的組成部分之一，這種材料在施工過程中，不需要采用振搗器對混凝土進(jìn)行搗實，只需要憑借混凝土的自重以及流動性來鋪面整個模板，并包裹鋼筋，根據(jù)長期觀察發(fā)現(xiàn)，這種材料具有保水性能好、流動性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、使用壽命長等特點?；炷恋呐浜媳仍O(shè)計決定了混凝土的性能，隨著社會的發(fā)展，在工程中普通混凝土的配合比設(shè)計方法并不能夠適用于這種混凝土當(dāng)中，傳統(tǒng)的混凝土制配方法一般是以其強(qiáng)度為主，而高性能混凝土在制配過程中，不僅需要考慮混凝土的強(qiáng)度，還要考慮混凝土的使用壽命、原材料的性能以及混凝土的性能等。在現(xiàn)代化社會發(fā)展過程中，自密實混凝土通常運用在高層建筑當(dāng)中，并且在結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜的建筑中應(yīng)用比較廣泛。

1.自密實混凝土配合比設(shè)計方法概述

1.1自密實混凝土的設(shè)計思路

自上個世紀(jì)90年代初提出了高性能混凝土的配合比設(shè)計方法以來，高性能混凝土得到了較快的發(fā)展，再加上高效減水劑的出現(xiàn)，這就出現(xiàn)了高性能自密實混凝土。相對于普通的混凝土而言，自密實混凝土在設(shè)計與制配過程中，施工人員將砂代替了一定數(shù)量的碎石，然后在其中摻入適量的減水劑，由于高效減水劑具有分散與塑化的作用，此時混凝土也就具有高流動性的特點，這種混凝土因為內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，可以不用其他設(shè)備就能夠包括材料，自密實能力極高，達(dá)到了預(yù)期效果。

1.2自密實混凝土配合比的設(shè)計方法及計算原理

自密實混凝土的配置材料主要包括：水、水泥、膠凝材料、外加劑、粗細(xì)骨料等。為了提高這種混凝土的性能，工程師必須要選用合適的粗細(xì)骨料，然后對其進(jìn)行精心的搭配，保證其中的屈服應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)中的抗剪應(yīng)力，這就可以提高混凝土的流動性與塑性粘度。此時的混凝土中骨料會形成一層薄膜懸浮于表面，這樣可以防止混凝土出現(xiàn)離析等情況。將這種材料運用在實際工程中能夠自由流淌，并且可以充分填充空間，使工程的密實度達(dá)到設(shè)計的要求。

近年來，隨著我國科技水平的不斷發(fā)展，自密實混凝土的制配技術(shù)也有了明顯的提高，但是從相關(guān)資料中并沒有發(fā)現(xiàn)自密實混凝土制配技術(shù)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，因此我們只能夠在實際工作中不斷探索與創(chuàng)新，以制配出較高性能的混凝土，到目前為止，我們只能夠制配出強(qiáng)度等級為C40與C15的混凝土。

2.工程概況

某大型水庫工程的總庫容量達(dá)1.85億立方米，大壩高度為77m，控制流域面積為903km2。該水庫的修建目的是為了抗洪減災(zāi)，另外，該工程可以為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉提供充足的水源，還促進(jìn)了旅游業(yè)的發(fā)展。在該水庫工程中，主要的建筑物有大壩、主溢洪道、非常溢洪道、泄洪洞等。其中泄洪洞位于水庫的左側(cè)，洞的軸線基本垂直于大壩的軸線。整個泄洪洞是由進(jìn)口的龍?zhí)ь^、中間部位以及出口消能段構(gòu)成，總長為547.68m。在對該工程進(jìn)行加固工程之前，其泄洪洞屬于無壓泄洪洞，由于工程的需要，我們必須要將這一無壓泄洪洞設(shè)計為有壓泄洪洞。其中在泄洪洞的0+185～0+491階段對其進(jìn)行襯砌加固，保證其直徑達(dá)到3.2m；對洞的0+185～0+355階段進(jìn)行鋼筋混凝土襯砌加固；對0+355～0+491階段進(jìn)行壓力鋼筋混凝土襯砌加固。在施工之前，施工人員需要對無壓泄洪洞的全斷面合理的布置灌漿孔位，保證其間距，等到全部完成之后，再對其進(jìn)行襯砌施工。

由于需要將無壓泄洪洞設(shè)計成有壓泄洪洞，而在襯砌施工過程中，所需要的混凝土厚度只有20cm，這就給施工人員加大了施工難度，所以各個建設(shè)方經(jīng)過商討之后，決定采用自密實混凝土來對泄洪洞進(jìn)行加固處理。

3.施工情況

3.1鋼模及壓力鋼管安裝

窄口水庫加同工程原無壓泄洪洞設(shè)計為有壓泄洪洞，原平洞段設(shè)計為鋼筋混凝土襯砌和壓力鋼管混凝土襯砌加固，施工前全斷面分環(huán)分序同結(jié)灌漿，鉆孔插筋用以綁扎環(huán)（主）筋、分布筋和焊接固定壓力鋼管。鋼筋混凝土襯砌段分每15m一段進(jìn)行施工，待前述工序完成后即綁扎鋼筋，裝止水銅片、伸縮縫材料，預(yù)埋接縫灌漿管，然后測量放線、支立鋼模。該工程模板采用普通鋼模板加工制作，模板后豎向及橫向支撐主要用槽鋼。橫向支撐間距設(shè)計為0.9m，豎向支撐設(shè)計為0.6m，模板及支護(hù)采用加密鋼管架、插筋及泡沫板等，使其具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性并使整個模板封閉成型，成型的模板采用泡沫板嵌填各模板縫隙及模板與止水銅片間隙，使其構(gòu)造緊密、不漏漿，不影響自密實混凝土均勻性和強(qiáng)度發(fā)展。

3.2自密實混凝土生產(chǎn)及施工

該工程采用2臺0.5m3強(qiáng)制式拌和機(jī)，攪拌機(jī)投料順序為先投稱量好的細(xì)骨料、水泥及摻合料，然后加稱量好的水、外加劑及粗骨料。控制混凝土攪拌均勻，適當(dāng)延長混凝土攪拌時間，攪拌時間控制在90～120s內(nèi)。加水時計量必須精確，充分考慮骨料含水率的變化，及時調(diào)整加水量。自密實混凝土出機(jī)后檢測其工作性能，用混凝土罐車運至泄洪洞出口，通過洞外、倉前兩臺混凝土泵及洞頂鋼模上焊接的沖天管和洞頂壓力鋼管的預(yù)留孔輸送入倉?；炷翝仓^程中嚴(yán)禁加水，必要時可人工加高效減水劑。為防止產(chǎn)生澆筑不均勻，表面氣泡和檢查封閉的倉里面的混凝土流淌填充情況，需不時在模板外側(cè)敲擊。自密實混凝土澆筑完畢后，模板在混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后方可拆除，并立即灑水養(yǎng)護(hù)，灑水養(yǎng)護(hù)時間不得少于7天，以防止混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。

4.結(jié)語

a.自密實混凝土的配合比設(shè)計與原材料的性能關(guān)系密切，集料的最大粒徑、集料的用量及集料的級配都有嚴(yán)格的限制，特別是原材料中粉體數(shù)量及砂細(xì)度模數(shù)的變化。目前尚無統(tǒng)一、精確的配合比計算方法，必須在初步設(shè)定配合比后進(jìn)行試配試驗，根據(jù)試驗拌制出的自密實混凝土狀態(tài)進(jìn)行配合比的調(diào)整和優(yōu)化。

b.自密實混凝土的生產(chǎn)及施工過程均需嚴(yán)格控制，如生產(chǎn)必須使用強(qiáng)制拌和機(jī)、開盤時對混凝土性能檢測，模板的安裝廈成型等。自密實混凝土的施工性能已得到了比較充分的研究但是在墻人大量的高效堿水劑后，自密實混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性能是否發(fā)生變化及其變化規(guī)律.目前遷不是十分了解。

【參考文獻(xiàn)】

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