塑性混凝土防滲墻施工及質(zhì)量控制

1、塑性混凝土防滲墻施工及質(zhì)量控制 摘要： 根據(jù)已建工程的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合漫水灣塑性混凝土防滲墻的特點(diǎn)，介紹了塑性混凝土配合比 的確定和對(duì)施工質(zhì)量的控制。通過(guò)超聲波檢測(cè)表明，墻體整體均勻，致密性較好。 關(guān)鍵詞：塑性砼；防滲墻；配合比；施工質(zhì)量；控制 1概述1.1漫水灣工程簡(jiǎn)介漫水灣閘壩工程是國(guó)家重點(diǎn)工程大橋水庫(kù)灌區(qū)的組成部分，是大橋水庫(kù)二級(jí)控制性配水樞紐 的首部。壩址位于四川涼山州冕寧縣漫水灣鎮(zhèn)安寧河中游上段。漫水灣閘壩壩高24m，壩軸 線長(zhǎng)279m，從左至右依次由土工膜心 墻 砂礫石副壩、左總干渠進(jìn)水閘、兩孔底孔沖砂閘、三孔表孔泄洪閘、右干渠進(jìn)水閘及右岸混 凝土 重力壩構(gòu)成?；A(chǔ)采用懸掛式塑性混凝

2、土防滲墻和單排孔帷幕灌漿進(jìn)行基礎(chǔ)防滲，防滲墻最 大深 度41m，平均深度35m。防滲墻坐落在更新統(tǒng)桐子林組砂卵石堆積層上，局部穿過(guò)厚度較大的 中細(xì)砂層。1.2塑性混凝土簡(jiǎn)介國(guó)外從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始采用塑性混凝土防滲墻，而我國(guó)是在80年代后 期才首次應(yīng)用成功的。這種材料的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度不高，一般可控制在R280.52MPa，彈性模量較低，一般可控制在E28100500MPa，滲透系數(shù)K 1 ×10-61×10-7cm/s。塑性混凝土與我國(guó)早期防滲墻采用的黏土混凝土有本質(zhì)的區(qū)別。黏土混凝土僅是在配合比中 加入了少量的黏土，水泥用量并未大幅度降低，摻加黏土的目的僅為了改善混凝

3、土的和易性 和便于鉆鑿接頭孔，并無(wú)降低彈性模量的目的。在對(duì)墻體內(nèi)力分析研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)墻體材 料的彈性模量降低到1 000MPa以下時(shí)，已經(jīng)和周?chē)橘|(zhì)（地基土）的彈性模 量接近，此時(shí)墻體適應(yīng)變形能力大為提高，墻體的內(nèi)力大為降低，特別是在一般情況下墻內(nèi) 不產(chǎn)生拉應(yīng)力，因而也不必?fù)?dān)心墻體因拉應(yīng)力太大而開(kāi)裂破壞。因此，它特別適用于地震較 頻繁的地區(qū)和周?chē)橘|(zhì)（地基土）為砂石的地基。塑性混凝土防滲墻具有在低強(qiáng)度和低彈性 模量 下適應(yīng)地基應(yīng)力變化的特點(diǎn)，確保墻體不被外力破壞，而不需提高混凝土的等級(jí)或增加鋼筋 籠，故能大大節(jié)省工程投資。我國(guó)在1990年首次將塑性混凝土防滲墻應(yīng)用于水口水電站上、下游圍堰防滲墻

4、。以后 采用塑性混凝土防滲墻的水利水電工程有：冊(cè)田水庫(kù)壩體防滲墻，十三陵抽水蓄能電站下圍 堰防滲墻，小浪底工程上游圍堰防滲墻，宜昌民強(qiáng)水庫(kù)壩體防滲墻，三峽主圍堰防滲墻，漫 水灣閘壩及土工膜心墻副壩防滲墻（7 500m2）。 2塑性混凝土配合比的確定塑性混凝土的配合比與常規(guī)混凝土的配合比間存在較大差異。常規(guī)混凝土具有成熟的經(jīng)驗(yàn)配 合比，而塑性混凝土的發(fā)展史短，缺乏經(jīng)驗(yàn)配合比，已建工程中塑性混凝土的防滲墻的配合 比 存在較大差異。塑性混凝土防滲墻工程混凝土配合比及物理力學(xué)性能見(jiàn)表11、 2。塑性混凝土在配合比方面的特點(diǎn)是水泥用量較少，一般約為80170kg/m3，此外還需摻加 部分黏土或（和）膨潤(rùn)

5、土（塑性指標(biāo)較高），對(duì)其它材料用量的要求與一般混凝土基本相同 。有關(guān)試驗(yàn)表明3，只摻加膨潤(rùn)土的塑性混凝土（A種）、只摻加黏土的混凝土 （B種）和同時(shí)摻加膨潤(rùn)土和黏土的塑性混凝土（C種）的三種混凝土具有不同的RE相 關(guān)關(guān)系（如圖1所示）。圖1表明，當(dāng)R相同時(shí)，A種混凝土的E值最小，C種混凝土的E值次之，B種混凝 土的E值最大。要配制出具有較低彈性模量和較高強(qiáng)度的塑性混凝土應(yīng)采用A種混凝土較好。雖然塑性混凝土的E、R存在以上關(guān)系，但影響塑性混凝土防滲墻彈性模量的因素較 多，如黏土和膨潤(rùn)土的黏粒含量和塑性指標(biāo)、水泥的標(biāo)號(hào)和品種、骨料的粒徑和硬度（各種 試驗(yàn)表明，骨料粒徑大 的塑性混凝土所能承受的強(qiáng)度

6、和變形能力比骨料粒徑小的塑性混凝土要小得多，即在塑性混 凝土中宜選擇一級(jí)配的粗骨料）、外加劑的型號(hào)和摻量等。這就決定了塑性混凝土配合比設(shè) 計(jì)的難度和復(fù)雜性，需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力物力。同時(shí)，基礎(chǔ)防滲墻工程往往從工程一 開(kāi)始就組織施工（基礎(chǔ)工程施工是關(guān)鍵工序），因此為確保工程的正常順利開(kāi)展，設(shè)計(jì)單位 應(yīng)事先根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳笆橇虾退嗥贩N進(jìn)行塑性混凝土的室內(nèi)配合比試驗(yàn)，確定塑性混凝土 防 滲墻的配合比。塑性混凝土防滲墻還有其它指標(biāo)，如滲透系數(shù)或抗?jié)B標(biāo)號(hào)、坍落度、擴(kuò)散度 等，在工程施工中，承包商應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的配合比和技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比的復(fù) 核試驗(yàn)，以確定塑性混凝土施工配合比和最佳施工參數(shù)

7、。 3施工質(zhì)量控制在施工上，塑性混凝土防滲墻的質(zhì)量控制與普通混凝土和高強(qiáng)度混凝土基本相同，但應(yīng)針對(duì) 塑性混凝土防滲墻墻體自身的特點(diǎn)，采取一些專(zhuān)門(mén)控制措施。防滲墻工程是重要的隱蔽工程 ，尤 其是塑性混凝土防滲墻的強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)指標(biāo)一般不宜通過(guò)打孔取芯檢測(cè)，為確保施 工質(zhì)量，需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ず陀行У馁|(zhì)量監(jiān)控。3.1膨潤(rùn)土的摻加方式在漫水灣閘壩工程中，膨潤(rùn)土的摻入方式先后采用了兩種方式：(1)先將水泥、膨潤(rùn)土和砂 石骨料混合干拌，然后加水進(jìn)行攪拌；(2)將膨潤(rùn)土加入專(zhuān)用水池中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢璨⑴渲?成一 定濃度，然后加入砂石骨料和水泥進(jìn)行拌合。施工過(guò)程中，在第一種的方式下，膨潤(rùn)土經(jīng)常 形 成粒

8、徑1030mm的團(tuán)塊，不能形成泥漿，從而降低了膨潤(rùn)土在塑性混凝土中的作用，最終主 要導(dǎo)致塑性混凝土彈性模量和強(qiáng)度增大。在第二種的方式下，膨潤(rùn)土不出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，分 散很 均勻，不僅保證了塑性混凝土的拌合質(zhì)量與試驗(yàn)結(jié)果一致，還增大了坍落度。因此，建議在 塑性混凝土拌合過(guò)程中，膨潤(rùn)土采用濕摻法。3.2準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制施工準(zhǔn)備是為施工階段提供有效的、正常施工的物質(zhì)條件和技術(shù)保障，作為質(zhì)量控制人員的 監(jiān)理工程師應(yīng)加強(qiáng)這方面的控制，嚴(yán)格控制并落實(shí)承包商的施工設(shè)備、材料和技術(shù)力量。在 施工準(zhǔn)備階段，除應(yīng)做普通混凝土防滲墻的準(zhǔn)備工作外，承包商應(yīng)重點(diǎn)為施工作好以下方面 的工作，而監(jiān)理工程師也應(yīng)對(duì)此進(jìn)行重點(diǎn)控制

9、：（1）根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的條件和塑性混凝土防滲墻的技術(shù)要求，周密、詳細(xì)地做好施工組織 設(shè)計(jì)的編制和審查工作（與一般混凝土防滲墻相比，塑性混凝土防滲墻更應(yīng)重視現(xiàn)場(chǎng)混凝土 的配合比試驗(yàn)，黏土或/和/膨潤(rùn)土的摻和方法等內(nèi)容）。（2）投入塑性混凝土防滲墻混凝土澆筑的施工設(shè)備是否能滿(mǎn)足工程實(shí)際需要，尤其是塑 性混凝土拌合系統(tǒng)中膨潤(rùn)土摻加設(shè)備（黏土和/或膨潤(rùn)土制成泥漿或漿液摻加效果較好，建 議采用濕加設(shè)備）和混凝土運(yùn)輸設(shè)備?；炷吝\(yùn)輸設(shè)備應(yīng)與運(yùn)輸距離相一致，出機(jī)口至澆筑 現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)榛炷猎谶\(yùn)輸過(guò)程中坍落度、擴(kuò)散度損失較大。（3）按施工順序、造孔方法和施工組織確定的槽孔劃分原則合理地進(jìn)行槽孔劃

10、分。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)提供的配合比和技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比的復(fù)核試驗(yàn)和材料的檢測(cè) 試驗(yàn)，塑性混凝土必須檢測(cè)黏土/和膨潤(rùn)土的黏土含量與塑性指標(biāo)，并滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及配合比要 求 。（5）選擇防滲墻中心線上具有典型代表的部位進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，以確定造孔、固壁泥漿 、墻體澆筑等的施工工藝和參數(shù)。3.3施工階段的質(zhì)量控制在施工準(zhǔn)備充分的條件下，承包商就可以進(jìn)行防滲墻施工。施工過(guò)程中，承包商應(yīng)嚴(yán)格按監(jiān) 理工程師批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，監(jiān)理工程師應(yīng)派出經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員進(jìn)行 現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)理，并按重要隱蔽工程的要求實(shí)行旁站監(jiān)理。作為塑性混凝土防滲墻，不僅具有普通混凝 土防滲墻的一般施工要求，還應(yīng)嚴(yán)格按以下方面進(jìn)

11、行施工和嚴(yán)格控制：（1）在每次進(jìn)行塑性混凝土澆筑前，應(yīng)嚴(yán)格仔細(xì)檢查砂石骨料的粒徑，確保砂石骨料的 粒徑與試驗(yàn)確定的配合比所要求的粒徑一致。（2）膨潤(rùn)土若采用濕摻方式，應(yīng)隨時(shí)檢查并控制液體濃度，確保實(shí)際摻入量與試驗(yàn)確 定的配合比一致；若采用干摻方式，應(yīng)考慮膨潤(rùn)土結(jié)塊現(xiàn)象，實(shí)際摻入量應(yīng)大于配合比量， 具體量視拌合后結(jié)塊現(xiàn)象而定。同時(shí)，應(yīng)檢查膨潤(rùn)土和水泥的保存質(zhì)量。（3）在防滲墻墻體澆筑前，應(yīng)根據(jù)水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范制定澆筑 方案。若運(yùn)輸時(shí)間和澆筑時(shí)停留時(shí)間太長(zhǎng)，塑性混凝土的坍落度和擴(kuò)散度的損 失較嚴(yán)重，因此在制定澆筑方案時(shí)應(yīng)充分考慮混凝土的運(yùn)輸方式和入倉(cāng)方式。（4）每個(gè)槽段在混凝土

12、澆筑前，監(jiān)理工程師應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督承包商根據(jù)骨料的含水情況 進(jìn)行混凝土試拌，檢查拌制混凝土的坍落度和擴(kuò)散度。若運(yùn)距較遠(yuǎn)，拌制混凝土應(yīng)考慮 運(yùn)輸和澆筑時(shí)的坍落度和擴(kuò)散度的損失，必要時(shí)適當(dāng)增大出機(jī)口的坍落度和擴(kuò)散度使其超過(guò) 設(shè)計(jì)值，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。（5）在澆筑過(guò)程中，可能因某種因素導(dǎo)致混凝土坍落度和擴(kuò)散度損失嚴(yán)重而不能滿(mǎn)足混凝 土的澆筑要求，發(fā)生這種情況嚴(yán)禁直接向混凝土中加水。（6）雖然塑性混凝土的擴(kuò)散度較大，在澆筑過(guò)程中仍應(yīng)確保混凝土面均勻上升，故應(yīng)經(jīng) 常測(cè)量混凝土面高程，并及時(shí)填繪澆筑指示圖。（7）塑性混凝土的坍落度損失快，為避免堵管事件，施工人員應(yīng)經(jīng)常提動(dòng)導(dǎo)管（特別是 澆筑速度較慢時(shí)），混

13、凝土的拌合、運(yùn)輸應(yīng)保證澆筑能連續(xù)進(jìn)行。若因故中斷，現(xiàn)場(chǎng)負(fù) 責(zé)人員應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取應(yīng)急措施進(jìn)行處理。（8）若對(duì)澆筑完成的塑性混凝土防滲墻進(jìn)行帷幕灌漿，應(yīng)特別注意 控制灌漿壓力，防止防滲墻破壞。3.4施工質(zhì)量的檢查驗(yàn)收塑性混凝土防滲墻與常規(guī)混凝土防滲墻一樣都需進(jìn)行混凝土質(zhì)量檢查和墻體質(zhì)量檢測(cè)，但 在具體的檢查方法上存在差異?；炷临|(zhì)量檢查混凝土質(zhì)量檢查是指對(duì)已澆筑的塑性混凝土的物理力學(xué)性能的檢查，主要應(yīng)包括抗 壓強(qiáng)度、彈性模量、抗?jié)B標(biāo)號(hào)（或抗?jié)B系數(shù)）。由于塑性混凝土的強(qiáng)度較低，不宜采 用鉆孔取芯的方法對(duì)成墻混凝土進(jìn)行取芯，只能在混凝土澆筑時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)取樣成型試件，用試 件的試驗(yàn)結(jié)果代替防滲墻的實(shí)際性能指標(biāo)。一般塑性混凝土的強(qiáng)度R28為0.52MPa。用常規(guī)混凝土滲透儀進(jìn)行塑性混 凝土的滲透試驗(yàn)時(shí)，由于試樣為一個(gè)ø175ø185和高150mm的截頭圓錐體，常常在不 大的滲 水壓力作用下，就會(huì)沿著混凝土試樣與外面的金屬筒之間接觸面發(fā)生破壞。另外，由于塑性 混凝土本身的黏結(jié)力較差，試驗(yàn)密封材料與試樣黏結(jié)不牢而出現(xiàn)微小間隙，形成滲水通道。 做抗?jié)B標(biāo)號(hào)試驗(yàn)時(shí)可以采用清華大學(xué)水電系研制的塑性混凝土滲透試驗(yàn)儀器進(jìn)行試驗(yàn)，或采 取專(zhuān)門(mén)的保護(hù)措施，以防加壓時(shí)破壞試件，影響試驗(yàn)結(jié)果。 3.4.2