楊廣亮

碾壓混凝土拱壩采用通倉薄層鋪筑、全斷面碾壓、連續(xù)上升，一經(jīng)凝結(jié)就形成了拱的作用，減少了分縫及灌漿工程量，大大縮短了施工期。實踐證明，碾壓混凝土筑壩新技術(shù)相對于傳統(tǒng)筑壩技術(shù)的優(yōu)越性在于：水泥用量少，施工速度快，絕熱溫升少，施工工藝機械化高。此外，碾壓混凝土施工的勞動強度相應(yīng)較低，從拌和運輸、攤鋪、平倉到碾壓等全過程，可實現(xiàn)機械化，比常規(guī)混凝土的人力平倉、人工振搗省力得多，在施工過程中每道工序能精密相連、循序前進。

目前在建的碾壓混凝土壩大多數(shù)均取消碾壓混凝土外包常態(tài)混凝土的形式，而采用全斷面碾壓混凝土結(jié)構(gòu)形式，在建筑物周邊、廊道等部位采用變態(tài)混凝土。

一、碾壓混凝土Vc值和層間結(jié)合的現(xiàn)狀

目前，我國大多數(shù)壩體全斷面采用三級配碾壓混凝土，采用壩體自身防滲，上游面多數(shù)為三級配或二級配變態(tài)混凝土。碾壓混凝土的Vc值的取值有了很大調(diào)整。在發(fā)展初期，Vc在7～11s之間，碾壓混凝土稠度較小，結(jié)合度相對較?。辉谀雺夯炷林渭夹g(shù)的發(fā)展中，逐漸形成了低Vc值碾壓混凝土，一般采用在3～5s之間，層間結(jié)合有了很大的改進。

碾壓混凝土筑壩技術(shù)的發(fā)展初期，層間結(jié)合是當時最薄弱的環(huán)節(jié)，也是大壩滲漏主要因素。當時認為處理碾壓混凝土的層間結(jié)合，不可能和普通常態(tài)混凝土一樣，在振動力的作用下，上層混凝土的骨料陷入下層，下層的砂漿滲入上層。另外，施工中始終強調(diào)在下層層面初凝前鋪壓上層混凝土，但混凝土初凝的界定一般按試驗室測定的時間折扣執(zhí)行，而在混凝土初凝的過程中，受控于水泥的自身條件外，在碾壓層面上，更受控于氣溫、相對濕度、風力和陽光等自然條件的左右，這些因素的時刻變化，使得初凝狀態(tài)難以界定。

從大量碾壓混凝土芯樣中可以看到：芯樣不僅表面光滑，而且很難找到接縫面，即使找到，也能明顯看到上下層粗骨料互相嵌入、砂漿互相滲入，上下層結(jié)合界面并不呈平面，而是凹凸不平。芯樣接縫軸拉試驗，也有不少不在接縫面斷開。這就是說，碾壓混凝土層間結(jié)合完全可以做好。

二、碾壓混凝土質(zhì)量管理要點

1.拌和樓的質(zhì)量控制

拌和樓的稱量系統(tǒng)和機械自動化系統(tǒng)保持完好狀態(tài)是混凝土拌和質(zhì)量的關(guān)鍵。拌和樓的稱量系統(tǒng)按規(guī)定校核，經(jīng)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局驗收后才可投產(chǎn)。液體、灰料的稱量允許誤差為1%，骨料的稱量允許誤差為2%，當骨料出現(xiàn)超遜徑，砂的細度模數(shù)、石粉含量及含水率發(fā)生變化時，應(yīng)及時調(diào)整各級配料量。拌和出機的混凝土出現(xiàn)下列情況之一時，作廢料處理，嚴禁入倉。

一是拌和不充分的生料；二是由于配料差錯，使水灰比超過設(shè)計值的0.05以上；三是因水泥、粉煤灰等嚴重欠稱或外加劑欠量達到5%以上。

2.出機口的檢測和控制

Vc值是用來表現(xiàn)干硬性混凝土稠度的一個重要指標，根據(jù)工程機械設(shè)備和施工季節(jié)等環(huán)境要求，Vc值的控制范圍3～7s，碾壓混凝土Vc值應(yīng)每2h檢測1～2次，試驗人員依據(jù)不同氣象情況對出機口Vc值進行動態(tài)控制。

3.運輸過程中的質(zhì)量控制

根據(jù)流波水電站大壩工程的實際情況，采用自卸汽車直接入倉，路面避免坑洼不平，力求汽車運輸中較平穩(wěn)，運輸過程盡量避免急剎車，減少在運輸過程中產(chǎn)生分離。

4.碾壓時質(zhì)量判斷和控制

澆筑過程中的質(zhì)量控制，包括鋪料碾壓Vc值、入倉溫度和壓實密度的現(xiàn)場控制，特別是倉面層間間隔時間和骨料集中，應(yīng)予以特別注意。

（1）現(xiàn)場判定

當振動碾壓3～4遍后，表面仍未出現(xiàn)灰漿泛出，時有粗骨料被碾碎現(xiàn)象，或混凝土表面有一些裂紋出現(xiàn)，表明拌和物比較干硬，Vc值偏大。

當振振動碾壓1～2遍后，混凝土表面有灰漿泛出，或有較多灰漿被振動輪沾起，低檔行走時有陷車可能，表明拌和物比較干濕，Vc值偏小。

（2）采用儀器檢測

按照目前通行的檢測方法，用維勃工作度儀測定實際的Vc值，實際檢測頻率為每隔2h檢測1次，兩次測試結(jié)果與平均值之差不超過平均值的25%即為合格，若超過25%，試驗重新做，直至合格為止。

混凝土拌和物含氣量、溫度應(yīng)同步進行檢測。留取混凝土試樣做抗壓強度檢測。

（3）碾壓混凝土入倉

混凝土攤鋪在自卸汽車直接入倉的情況下，從遠端退鋪到近端，卸料出現(xiàn)骨料集中現(xiàn)象時，由人工及時將分離的骨料均勻地攤鋪到未碾壓的混凝土表面，平倉過的混凝土表面不能向下游側(cè)傾斜。

5.碾壓混凝土大壩誘導縫施工工藝的質(zhì)量控制

大壩誘導縫設(shè)置是為防止碾壓混凝土干縮變形及應(yīng)力的作用產(chǎn)生裂縫而設(shè)置。誘導縫安裝要求銜接處的間距不大于10cm，隔板高度應(yīng)比壓實厚度低3～5cm。每次安裝完畢，用混凝土覆蓋碾壓。

碾壓混凝土大壩上游設(shè)置80～150cm、下游設(shè)置50cm寬的變態(tài)混凝土，其主要作用為防滲和保持外形光滑，通過施工實踐證明，加漿量均勻，宜少不宜多，達到可振即可，變態(tài)區(qū)基本與碾壓同步進行。振動棒必須插入下一層混凝土，以利于上下層緊密結(jié)合。

三、影響碾壓混凝土質(zhì)量的因素分析

碾壓混凝土質(zhì)量控制重點為層間結(jié)合，在借助振動碾的強力振動和加壓，使上下層結(jié)合，結(jié)合質(zhì)量的好壞，除受振動碾擊振力和線壓力等機械參數(shù)影響外，還取決于：上層混凝土的粘性；可壓實性包括灰漿與砂漿含量、稠度、各級粗骨料比例等；攤鋪時粗骨料分離與集聚情況；上下層混凝土的可塑性（連續(xù)上升鋪筑時）；可粘性等。

1.膠凝材料用量對層間結(jié)合的影響

隨著膠凝材料的增加，層間結(jié)合效果也相應(yīng)增大，然而碾壓混凝土膠凝材料控制在較低的范圍內(nèi)，一般控制在135～190kg/m3，可獲得較好的層間結(jié)合質(zhì)量。

2.灰漿和砂漿含量對層間結(jié)合的影響

碾壓混凝土配合比的設(shè)計，也可以采用“填充包裹”的理論，即灰漿應(yīng)填滿砂子孔隙和包裹砂粒表面；砂漿應(yīng)填滿粗骨料間的孔隙和包裹石子表面，并有一定的富裕?；覞{和砂漿用量，在配合比設(shè)計中，以α和β值表示（α為灰漿體積與砂子孔隙體積之比，一般取1.1～1.3；β為砂漿體積與粗骨料孔隙體積之比，一般取 1.3～1.5）。

α值在取1.1～1.3時，灰漿體積在填充砂子的孔隙之后，尚有10%～30%的富裕，但由于粗骨料的表面首先也是灰漿包裹，以及所有一切與碾壓混凝土接觸的器具物料等表面也由灰漿首先粘著，導致灰漿富余不多；其次是實際施工過程中使用的粗細骨料各級顆粒數(shù)量與進行配合設(shè)計時的不一致，常有波動，且多朝增大骨料孔隙和骨料比表面積的方向波動，導致需漿量增加。灰漿量不足，使得砂漿流動性（灰漿起潤滑作用）降低，無富余的漿液去充填上下層碾壓混凝土層間結(jié)合的孔隙和粘結(jié)，影響層間膠結(jié)質(zhì)量。

β值取1.3～1.5，可見砂漿富余量較大，為30%～50%，但因骨料的超遜徑等，引起骨料數(shù)量的變化，導致孔隙率增大和比表面積增加，也可能導致砂漿量不足。砂漿量不足，不僅降低了碾壓混凝土的可碾性（可壓實性）、適應(yīng)骨料分離、集聚能力減弱（引起局部架空），而且無足夠漿體去填充上下層界面間的孔隙和上下層的粘結(jié)，但因配比設(shè)計中β值較大，富余較多，故其對層間結(jié)合性能影響不如α值突出。

3.Vc值對層間結(jié)合性能的影響

Vc值大小，在一定程度上反映了碾壓混凝土拌和物的可壓實性。施工中對碾壓混凝土稠度（Vc值）的最基本要求是：既能承受振動碾在其上作振動、碾壓作業(yè)時碾輪不陷落，又不能過干，難于壓實。Vc值大小，一般與灰漿、砂漿含量和用水量等有關(guān)。在配合比基本確定以后，一般靠用水量調(diào)整Vc值：用水量減少，Vc值增大，碾壓混凝土本體強度提高，但振動碾在其上進行振碾作業(yè)時，能量沿深度方向衰減快，壓實效果差，砂漿和骨料移動能力弱；水膠比增大，混凝土本體強度降低，砂漿內(nèi)聚力降低，砂漿和骨料移動能力增強，容易使上下層碾壓混凝土中的砂漿和粗骨料互相滲透、嵌入（上下層塑性結(jié)合時），從而使上下層界面結(jié)合密實。

某些碾壓混凝土壩建設(shè)工程中，就采用較低的Vc值，如安徽省流波水電站碾壓混凝土拱壩為7～9s，白蓮崖水庫碾壓混凝土壩采用3～7s。

4.上下層施工層間間隔時間的影響

混凝土在初凝以前，可塑性基本不變。但層面結(jié)合性能隨著層面暴露時間的延長而降低。初凝前結(jié)合的，降幅較?。怀跄蠼Y(jié)合的，降幅明顯增大。所以，提高混凝土層間結(jié)合性能，必須快速施工，在下層混凝土初凝前完成上層混凝土鋪筑和碾壓。

5.骨料分離和集聚對層間結(jié)合質(zhì)量的影響

在施工過程中，卸料和平倉時，粗骨料往往分離并集聚到料堆周邊，如不采取措施，會造成層間結(jié)合部骨料架空，這也是碾壓混凝土出現(xiàn)滲漏和層間結(jié)合質(zhì)量缺陷的主要原因之一。

6.層面處理質(zhì)量對層間結(jié)合的影響

層面鋪砂漿、刷水泥粉煤灰漿對層間結(jié)合的影響。初凝后層面鋪砂漿或刷水泥漿，可以大幅度提高層間結(jié)合性能，但在鋪設(shè)砂漿或水泥漿后應(yīng)在其初凝前及時鋪筑上層混凝土，否則效果大大減弱，影響結(jié)合性能。

五、提高層間結(jié)合性能，加強碾壓混凝土質(zhì)量管理

在碾壓混凝土中，要獲得良好的施工質(zhì)量，一是要充分發(fā)揮碾壓混凝土筑壩技術(shù)快速施工的優(yōu)勢，在下層碾壓混凝土初凝之前鋪筑上層混凝土；二是根據(jù)實際施工環(huán)境和材料狀況，優(yōu)化碾壓混凝土配合比，選擇適當?shù)摩梁挺轮?，提高碾壓混凝土的可碾性；三是選用緩凝保水性能良好的外加劑，采用適當?shù)挠盟浚３忠欢ǖ腣c值，并減少Vc值的損失和延緩混凝土的凝結(jié)硬化速度；四是在施工倉面采取噴霧等保濕措施；五是加強過程現(xiàn)場檢測控制，出現(xiàn)影響層間結(jié)合性能的情況，要及時采取措施，及時處理，從而確保碾壓混凝土質(zhì)量■。