摘要：本文主要从大坝碾压混凝土的原材料选择、配合比设计及工艺试验、施工过程、施工特殊条件、变态混凝土区、结构物周边、异种混凝土交界处等施工各方面、各工序及各种条件下，对碾压混凝土层间结合质量控制技术进行阐述，并从改善层间结合质量创新方面对施工前景进行了有益的设想。
关键词：碾压混凝土；层间结合；质量控制
前言：
碾压混凝土大坝是通过良好的层间结合将逐层碾压的混凝土胶结成为一个整体的挡水建筑物。碾压混凝土层间结合质量对整个大坝稳定性和功能发挥起着至关重要的作用，如果层间结合质量不佳，整个大坝成为“千层饼”状态，将会出现层间渗水通道、混凝土侵蚀等病害，大坝整体性、稳定性差，其设计功能无法发挥。碾压混凝土施工质量问题大多与层间结合质量有关，控制好层间结合质量是保证大坝施工质量的关键。
本文主要从材料、施工工艺等方面来说明碾压混凝土层间结合质量控制技术。
1原材料选择
1.1细骨料中合理的石粉含量
碾压混凝土是贫胶材的干硬性混凝土，在碾压振动等外力作用下，拌合物振动液化，骨料、浆体相对运动后重新排列，浆体填充密实，部分浆体上浮表面泛浆。拌和物中浆体材料量直接影响密实性和表面泛浆效果。正常情况下，浆体材料越多泛浆效果越好，越利于层间结合。由于大坝属大体积混凝土，温控要求严格，在满足设计要求下，胶材越少越利于温控和防裂。增加石粉（尤其是细粉）能与胶材共同形成浆体材料，填充和泛浆效果好。大量试验研究表明，砂中适当的石粉对碾压混凝土物理性能和施工性能均有改善。砂中石粉（小于0.16mm颗粒）含量达到16%~22%时，碾压混凝土和易性和可碾性好，尤其是细粉（小于0.075mm颗粒）含量达到6%~10%时，拌和物包裹性好，在运输、卸料、整平时抗离析效果好，振碾3~4遍后，表面泛浆达70%以上，碾压6遍后全面泛浆，且浆层均匀、粘性好，能很好的与上层混凝土结合。人工砂中最佳石粉含量与砂的石质有关，研究表明，石灰岩质为17.6%、花岗岩质为15.5%、白云岩质为20%的石粉含量时，拌和物各项性能均较优。
1.2低含粉量砂的应用方法
实际生产中，砂中石粉含量偏低情况较多，有时不到10%，其中细粉含量甚至不到1%。部分河砂中0.16mm以下含量不足8%，0.075mm以下颗粒基本缺失，用其配置碾压混凝土，其和易性差，离析严重，施工泛浆差，层间结合质量无法保证。
对人工砂石粉含量低，天然砂细颗粒含量缺失的情况，应增加细颗粒含量。主要方法有单独掺加石粉和用粉煤灰、矿渣粉等掺和料代砂来增加拌和物中细颗粒含量。一般按比例掺配含粉量高的砂或石粉。当用掺和料代砂时，一般按砂总量的4%~8%掺配（代砂部分掺合料不作为胶材计算）。通过工程实例证明，这两种方法均能有效改善拌和物性能和层面泛浆效果，能有效保证层间结合质量。
2配合比设计和工艺试验
各项性能良好的配合比，是保证碾压混凝土大坝施工质量的前提。配合比设计时合理的浆砂比、VC值和凝结时间等设计参数能有效保证层间结合质量。根据经验，浆砂比（PV值）大于0.42，现场施工时泛浆效果良好。VC值选择时应注意，VC值偏大时泛浆效果差，导致粘接砂浆面形成不全面；VC值偏小时可能陷碾，不利于施工；应根据运距、气候条件等，通过工艺试验确定合理的出机口和仓面VC值控制范围。
混凝土凝结时间也会直接影响层间结合质量，凝结时间短，在上层混凝土还未覆盖，下层层面已初凝或终凝；上层碾压振动对下层造成扰动；表面暴露也会加速凝结形成初凝或终凝的薄弱夹层。一般可采用调整缓凝剂掺量、调整外加剂缓凝时间或采用高温缓凝剂。当然，凝结时间的调整，还需结合层面上升、模板翻升时间等综合考虑，避免跑模和振动扰动。合理的凝结时间应结合施工现场通过工艺试验明确不同环境下直接铺筑允许时间、铺垫层允许铺筑时间及作为冷缝处理的时间范围，在施工中严格控制，保证层间结合质量。
3施工过程控制
施工中，在直接铺筑允许时间内，防渗区每层层面均应铺洒净浆；在铺垫层允许铺筑时间内应在上下游整个层面铺筑10~15mm水泥砂浆；冷缝面按要求处理后铺筑砂浆或小骨料混凝土。
在混凝土拌制、运输、卸料、整平过程中，须采取防护措施，保证拌和物VC值在允许范围内，采用三点装料、控制堆料高度、避免急停、后退法两点卸料、一堆三推整平法、人工辅助减少离析等合适的工艺。
在仓面应根据天气情况，采取喷雾降温、增湿补水等措施改善仓面施工小环境，以利于层面水泥浆保持湿润，对局部泛浆效果欠佳点人工补洒净浆，保证层间结合净浆面。
层面冲毛应冲除乳皮，露出粗砂或半露碎石，用洁净水将层面冲洗干净，避免车辆、人员、污水等污染层面；层面砂浆铺设时应保证厚度，避免漏铺。
4特殊条件下层间结合质量控制
高温、低温、雨天及大风干燥天气时碾压混凝土层间结合质量控制的重点和难点。
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4.1高温、大风、干燥天气，层间结合质量控制技术
高温天气的特点是外界温度高、蒸发快、VC值损失快、初终凝时间缩短、层面水泥浆层硬化快等，这些特点都不利于碾压混凝土层间结合。高温季节一般不宜进行碾压混凝土施工，如需施工须采取相应措施解决好以上问题。
4.1.1降低原材料温度来减少VC值损失和凝结时间缩短。对水泥、粉煤灰等材料应控制入罐温度，对罐体包裹防晒。砂石骨料搭设遮阳棚，并对粗骨料采取喷洒凉水、预冷、风冷、地笼取料等方法来降低骨料温度。对水、外加剂等液体材料应采取防护措施，必要时采用冷水、加冰等措施降低液体温度。
4.1.2运输、整平、碾压过程的层间结合质量控制技术。运输过程应进行防护，避免外界热量倒灌、水分损失、混凝土干燥，缩短运输和整平时间，减少中转环节。仓面整平后应尽快封面，减少蒸发，并采取喷雾等措施，降温增湿。对碾压完的层面避免表面干硬，应及时覆盖保湿，外露部分应喷雾进行表层补水湿润，必要时每隔一段时间无振碾压层面，保持表层浆面的湿润。
4.1.3根据试验确定可采用高温缓凝剂延长初终凝时间，保证层间间隔时间。采用薄层铺筑，缩短工序流转时间，降低碾压层面外露时间。白天高温时段覆盖防护，晚班加快施工进度。每层均铺设水泥净浆，使层间结合浆面有保证。合理规划浇筑仓面，适当减少仓面面积，使工序连贯满足层面间隔时间要求。加强资源配置，避免影响或中断施工。
4.2雨天层间结合质量控制技术
雨天的特点主要是外来雨水进入拌合物、仓面，VC值和水灰比改变、冲洗层面结合砂浆、形成层面积水层等。小雨时可采取措施继续施工，降雨量大时，应停止拌和。雨天VC值损失小，外来雨水进入可能增加含水量，拌和时VC值应适当上调，一般为8s~20s，并作好运输过程防护。入仓混凝土应尽快整平封面，避免雨水渗入。碾压完成层面应及时覆盖防护，避免层面砂浆流失；当层面砂浆受雨水影响时，应补洒水泥净浆来保证层间结合砂浆面。及时排出层面积水，雨量增大时，应立即覆盖，待雨后根据层面间歇时间进行相应处理。
4.3低温季节层间结合质量控制技术
进入低温季节时，应严格按低温季节的相关要求进行施工。注意骨料的保温，避免使用受冻的骨料进行混凝土拌制。随时监测出机口和现场混凝土温度，保证混凝土不受冻害。注意层面保温，避免表层结冰冻害形成薄弱夹层。对表层受冻害影响的混凝土应彻底清除后再进行上层混凝土施工。
5变态混凝土区、结构物周边、异种混凝土交界处层间结合质量控制
变态混凝土是大坝重要的防渗区，施工前应进行变态混凝土施工工艺试验，确定合理的铺料厚度、铺料方式、加浆振捣工艺等参数。施工时应严格按确定的工艺参数施工，变态区和碾压区交界处应骑缝碾压。采用加浆工艺时，应严格控制浆液浓度和加浆量，保证变态混凝土水灰比，避免表面过厚的浮浆层或泌水层，形成薄弱层面。采用机制变态工艺时，应确保拌制质量、入仓方式、入仓时间、振捣工艺，避免水灰比增大、振捣不密实、混凝土初凝等形成薄弱层面。每升层变态混凝土层面处理时应将表层浮浆彻底冲除露出层面粗砂或半露碎石，以利与上层的结合。
结构物周边均应采用变态或常态混凝土，以保证与结构物混凝土结合良好。异种混凝土交界处应避免离析、侵占、高差等情况，异种混凝土均应骑缝碾压，保证相互结合良好。
6斜层碾压混凝土层间结合质量控制技术
斜层碾压混凝土层间接合质量控制重点在坡脚尖角处的处理。每层坡脚尖角处铺料前应清扫干净后再按要求铺筑层面砂浆，应控制好坡脚处铺料厚度，避免太薄造成骨料破碎，太厚造成层厚超厚。对坡脚处薄层混凝土出现初凝、VC值损失过大、离析严重等时应及时清出仓面，保证坡脚处层间结合质量。
7改善碾压混凝土层间结合的创新设想
7.1增大骨料粒径、增加层厚
随着对碾压混凝土施工技术的不断探索，一些新技术在国内外一些大中型项目中得到不断创新，如采用四级配碾压混凝土、铺筑层厚度达50cm等已得到成功应用，碾压机械吨位不断增大，各种配套的筛分系统、拌合系统生产能力也不断提高，这些均为混凝土生产、铺筑能力提供了条件。从理论上分析，大坝碾压混凝土层数越少，层间结合面越少，出现层间结合质量问题的几率就越少，随着配套设施生产能力的不断提高，碾压混凝土骨料粒径增大和层厚增加将得到更加广泛的应用，对层间结合质量控制也将提供更有利的条件。
7.2提高上游防渗区、降低下游区混凝土各项性能要求
为保证整个坝体防渗效果，如将上游防渗区耐久性指标、施工质量控制标准等适当提高，将坝体整个防渗挡水等设计功能主要由上游防渗区承担；降低下游重力区性能要求，相应的材料标准、强度等级、层间结合、压实度等质量标准均适当调整，简化下游重力区施工控制环节，将使占整个坝体比重较大的下游重力区施工简化，成本降低，施工速度快，将更有利于保证上游防渗区的施工质量。
8结束语
碾压混凝土层间结合质量涉及到整个大坝整体稳定性和其挡水功能，层间接合质量控制与施工中每一工序和环节紧密相关，必须从材料选择、技术准备、施工组织、管理等多方面入手，来提高团队整体技术水平、管理能力、质量意识等，才能保证整个项目碾压混凝土施工质量。
参考文献：
[1]《水工碾压混凝土施工规范》DL/T 5112-2009，中国电力出版社；
[2]《水工混凝土施工规范》SL677-2014，中国水利水电出版社；
[3]《碾压混凝土快速筑坝技术》，田育功，中国水利水电出版社。
论文作者:朱建秋,李敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/18
标签：混凝土论文; 层面论文; 骨料论文; 质量控制论文; 大坝论文; 时间论文; 砂浆论文; 《基层建设》2017年第26期论文;