【摘要】本工程結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行了堆石混凝土配合比現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)施工過程存在的問題及時調(diào)整了最初堆石混凝土配合比，在滿足圍堰安全的條件下，根據(jù)氣候條件分別確定了常溫季節(jié)、冬季和層間結(jié)合自密實(shí)混凝土配合比；為堆石混凝土圍堰汛前施工完畢提供了可靠依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】堆石混凝土；配合比；試驗(yàn)研究

堆石混凝土（Rock Filled Concrete，簡稱RFC），是利用自密實(shí)混凝土（SCC）的高流動、抗分離性能好以及自流動的特點(diǎn)，在粒徑較大的塊石（在實(shí)際工程中可采用塊石粒徑在500mm以上）內(nèi)隨機(jī)充填自密實(shí)混凝土而形成的混凝土堆石體。它具有水泥用量少、水化溫升小、綜合成本低、施工速度快、良好的體積穩(wěn)定性、層間抗剪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)國內(nèi)各地不同的原材料，具有廣泛的適應(yīng)性，在迄今進(jìn)行的筑壩試驗(yàn)中已取得了初步的成果。

1、工程概況

某水利樞紐工程位于新疆阿勒泰地區(qū)，屬大（2）型Ⅱ等工程，主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，臨時建筑物為4級?？値烊?.22億m3，裝機(jī)220MW，多年平均年發(fā)電量6.5億kW·h。根據(jù)2010年阿勒泰地區(qū)所遇的60年一遇的大雪，以及所造成的混合型洪水，充分體現(xiàn)了洪水的不確定性，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較本工程上游圍堰采用堆石砼圍堰施工的方案。

2、堆石砼試驗(yàn)配合比方案

通過工程類比，擬定了最初配合比，但堆石混凝土性能同原材料有密切關(guān)系，特別是原材料中砂石料級配及細(xì)度模數(shù)的變化，不做現(xiàn)場試驗(yàn)無法滿足施工要求。

2.1 堆石混凝土試驗(yàn)配合比的確定

通過工程類比及工程經(jīng)驗(yàn)，初步確定3個方案的自密實(shí)混凝土實(shí)施配合比，主要內(nèi)容詳見表1。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際拌和情況，中砂、小石用量可在±5%的范圍內(nèi)調(diào)整，水泥用量可在-10kg～20kg 的范圍內(nèi)調(diào)整，粉煤灰用量可在-20～10kg 的范圍內(nèi)調(diào)整，水膠比變化范圍不得超過-0.02～0.01 的范圍。小石的超徑超過20mm比率大于5%時，必須將超徑部分篩出方可進(jìn)行自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)。對砂的級配情況進(jìn)行檢測，除常規(guī)檢測必須符合要求外，細(xì)度模數(shù)不得超過0.2，超過時必須重新進(jìn)行配合比試驗(yàn)。水泥、粉煤灰、專用外加劑、水的稱量誤差不得超過±1%，砂石的稱量誤差不得超過±2%。拌合堆石混凝土須采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。

堆石混凝土的攪拌順序?yàn)椋簩⒎Q量好的骨料和膠凝材料分別投入攪拌機(jī)干拌，在加入水和外加劑后繼續(xù)攪拌60s以上（氣溫低于15℃時攪拌時間應(yīng)不低于90s），目測堆石混凝土工作性能達(dá)到要求之后方可出機(jī)。

2.2 堆石混凝土試驗(yàn)方案及方案比選

本次針對前期成果的配合比進(jìn)行了試驗(yàn)?；炷涟韬喜捎脧?qiáng)制式單臥軸混凝土攪拌機(jī)，首先用水把攪拌機(jī)潤濕，然后依次把稱量好的石子、砂、水泥、粉煤灰放入攪拌機(jī)中，攪拌15秒停機(jī)。把稱量好的水及外加劑混合后均勻倒入攪拌機(jī)中，重新啟動攪拌機(jī)，攪拌80秒后出機(jī)，立即測擴(kuò)展度、坍落度、V漏斗時間、含氣量和抗壓強(qiáng)度等。各項(xiàng)性能檢測指標(biāo)見表2，三種配合比各成型抗壓試件3組，分別為3d、7d和28d。試件成果見表3。

由表2、表3可以看出，三種配合比均能滿足設(shè)計(jì)要求，由表1可以看出，第三種配合比造價相對低，因此初定第三組配合比為實(shí)施配合比。

3、堆石混凝土施工配合比的調(diào)整

開工以后，初擬實(shí)施配合比存在以下問題：1、由于夏季、冬季氣溫相差巨大，因此自密實(shí)混凝土受氣溫的原因流動性較大；2、堆石入倉時堆石之間相互碰撞，產(chǎn)生大量石屑集中在層間，在澆筑過程中石屑影響了自密實(shí)混凝土的流動性，導(dǎo)致堆石之間自密實(shí)混凝土不能很好地填充，容易形成小的孔洞，降低圍堰層間的抗剪強(qiáng)度。因此對堆石混凝土的配合比進(jìn)行了調(diào)整。

由于工程區(qū)地處新疆阿勒泰地區(qū)，每年10月底就進(jìn)入冬季施工期。根據(jù)施工進(jìn)度安排，堆石混凝土圍堰冬季施工無法避免，為此，本工程提出夏季及冬季不同的配合比，詳見表4、表5。

為解決堆石入倉時碰撞而集中在層間的石屑對自密實(shí)混凝土流動性的影響，根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)，對自密實(shí)混凝土的配合比進(jìn)行了調(diào)整，得出層間結(jié)合面自密實(shí)混凝土配合比，詳見表6。

4、堆石混凝土結(jié)果檢測

本工程圍堰于2011年8月開始澆筑，2012年5月完成全部混凝土的澆筑，2012年6月對圍堰進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果詳見表7。

為檢驗(yàn)堆石混凝土圍堰自身的澆筑質(zhì)量， 2012年6月在圍堰上選取了2個檢測點(diǎn)，進(jìn)行鉆孔壓水試驗(yàn)，孔徑Φ91mm，完成壓水試驗(yàn)段長51m。壓水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表8。

5、結(jié)論

5.1 配合比調(diào)整后，圍堰堆石混凝土的抗壓強(qiáng)度完全滿足設(shè)計(jì)要求（15MPa），并且在確保擴(kuò)散度和堆石質(zhì)量的條件下，自密實(shí)混凝土有很好的流動性，能夠較好地填充塊石之間的空隙，保證了堆石混凝土成品的密實(shí)度；

5.2 施工過程中因堆石入倉碰撞而產(chǎn)生了大量石屑，通過調(diào)整自密實(shí)混凝土的配合比加大其流動性，很好地解決了其層間因石屑而帶來的阻流現(xiàn)象；

5.3 通過壓水試驗(yàn)表明，堆石混凝土層間透水率較小，完全滿足設(shè)計(jì)要求（小于5Lu），進(jìn)一步說明自密實(shí)混凝土與堆石結(jié)合良好；

5.4 配合比調(diào)整后，水泥用量減少，減少了水化熱的產(chǎn)生，這對沒有溫控措施的堆石混凝土而言尤為重要。

本工程結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行了堆石混凝土配合比現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)施工過程存在的問題及時調(diào)整了最初堆石混凝土配合比，在滿足圍堰安全的條件下，根據(jù)氣候條件分別確定了常溫季節(jié)、冬季和層間結(jié)合自密實(shí)混凝土配合比；驗(yàn)證所選擇配合比為本工程最優(yōu)配合比，相比原配合比方案不僅節(jié)省了投資，同時加快了施工進(jìn)度，為大壩基坑安全度汛提供了安全保障。

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[3]水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊，中國水利水電出版社.

作者簡介：王健，男，1984.7，新疆烏魯木齊市人，大學(xué)本科，工程師，從事水利水電工程設(shè)計(jì)。