房利挺,陳文亮,黃建超

(1.寧波杭州灣新區(qū)海洋水利管理中心,浙江 寧波 315336;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

低彈?；炷练罎B墻是相對普通混凝土防滲墻而言具有較低彈性模量(彈性模量小于10000MPa)的混凝土防滲墻,因此在壩體中適應(yīng)不均勻受力及相應(yīng)的變形能力更強,能使防滲墻墻體自身的應(yīng)力狀態(tài)得到較大的改善。在浙江省近幾年實施的一些土石壩除險加固中低彈?；炷练罎B墻得到了廣泛應(yīng)用,并已成為病險土石壩壩體防滲處理的主要措施之一。

防滲墻工程是重要的隱蔽工程,需要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ず陀行У馁|(zhì)量控制確保施工質(zhì)量。低彈?；炷练罎B墻施工質(zhì)量控制與普通混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制相似,但也有其特殊性。本文在分析總結(jié)混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制方法的基礎(chǔ)上,針對浙江省土石壩病險水庫除險加固工程中大量采用的低彈?；炷练罎B墻,探討了其施工質(zhì)量控制技術(shù),為低彈模混凝土防滲墻施工提供參考。

2 防滲墻成墻質(zhì)量控制

混凝土防滲墻施工質(zhì)量主要與施工用泥漿、原材料及混凝土拌和物、混凝土與泥漿的密度差、造孔工藝、孔斜、導(dǎo)管間距及埋深、導(dǎo)管底高差、混凝土澆筑速度、孔底淤積厚度等因素有關(guān),每個因素若不滿足要求或檢測不準(zhǔn)確,都會影響防滲墻的施工質(zhì)量[3]。

造孔泥漿密度、黏度、穩(wěn)定性、含砂量等要求,孔斜,清孔泥漿比重、黏度和含砂量,孔底淤積厚度,混凝土原材料計量、拌和時間、坍落度、擴(kuò)散度,混凝土運輸過程質(zhì)量,泥漿下混凝土澆筑的導(dǎo)管配置、導(dǎo)管布設(shè)、導(dǎo)管埋深、混凝土澆筑速度要求等,SL 174—96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》和DL/T 5199—2004《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》已明確了此部分的質(zhì)量要求、檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)。低彈模防滲墻混凝土造孔、清孔、混凝土澆筑的質(zhì)量要求與普通混凝土防滲墻并無差別,低彈?；炷练罎B墻成墻質(zhì)量控制應(yīng)按上述規(guī)范要求執(zhí)行,而防滲墻的中心線及高程、槽段劃分、嵌巖深度、混凝土物理力學(xué)性能等則應(yīng)滿足設(shè)計要求。

3 防滲墻混凝土澆筑質(zhì)量控制

3.1 混凝土原材料及拌和物質(zhì)量要求

低彈?；炷练罎B墻除滿足設(shè)計提出的抗壓強度、彈性模量、抗?jié)B性能等指標(biāo)要求外,拌和物還應(yīng)具有良好的工作性以滿足施工要求。低彈?；炷练罎B墻所用原材料及混凝土拌和物應(yīng)滿足以下要求:

(1)水泥選用普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號不低于32.5,選用的水泥必須符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)。

(2)砂子選用天然純凈的河砂,以中、粗砂為宜。石子應(yīng)優(yōu)先選用天然的卵石和碎石,級配良好,最大骨料粒徑一般不大于20 cm。

(3)混凝土拌和物必須具有良好的和易性和流動性,坍落度為18～22 cm,擴(kuò)散度為34～40 cm。

混凝土澆筑質(zhì)量對防滲墻墻體質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,施工前,必須進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計,通過試驗優(yōu)選配合比,以確保工程質(zhì)量。不具備試驗條件的施工單位應(yīng)委托具備條件的試驗單位進(jìn)行配合比試驗。配合比設(shè)計時,根據(jù)初定的配合比,通過對不同的水膠比、砂率和不同的膨潤土、外加劑摻量下的防滲墻混凝土進(jìn)行性能試驗,在滿足設(shè)計要求的前提下,綜合考慮結(jié)構(gòu)安全性、耐久性、方便施工和降低造價等因素,從中選出最適宜的防滲墻混凝土配合比,供工程選用[4]。配合比設(shè)計時應(yīng)確定以下基本參數(shù):

(1)水膠比。水膠比對低彈?；炷练罎B墻許多性能都有影響,是決定混凝土強度、抗?jié)B性及耐久性等最重要的參數(shù),在滿足施工要求的前提下,選擇合理的水膠比,不宜大于0.65。

(2)用水量和水泥用量。用水量主要根據(jù)混凝土拌合物的坍落度、粗骨料最大粒徑、外加劑等,水泥用量主要根據(jù)水膠比及用水量。

(3)砂率。砂率主要根據(jù)砂的細(xì)度模數(shù)、骨料品種、品質(zhì)、水膠比等確定,低彈模混凝土一般砂率較大。

(4)膨潤土摻量。低彈?；炷林幸话銚饺腩w粒較細(xì)、膨脹指數(shù)較高的鈉基膨潤土,從而降低混凝土彈性模量,并提高混凝土的抗?jié)B性能。

(5)外加劑摻量。低彈模混凝土摻入適量的外加劑主要是為了減少膠凝材料用量節(jié)約成本,并改善混凝土的和易性,一般選用緩凝型高效減水劑。

3.2 混凝土原材料及中間產(chǎn)品質(zhì)量控制

通過質(zhì)量檢測控制混凝土原材料及中間產(chǎn)品的質(zhì)量,分3個層次進(jìn)行。施工企業(yè)試驗室按國家、行業(yè)規(guī)范的內(nèi)容、數(shù)量自行檢測;監(jiān)理工程師按施工企業(yè)試驗室檢測內(nèi)容平行抽檢試驗數(shù)量的10%～20%;檢測單位按施工企業(yè)試驗室檢測數(shù)量的2%左右檢測工程原材料及產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2.1 原材料質(zhì)量檢測

3.2.1.1 水 泥

工程所用水泥應(yīng)有出廠合格證和試驗報告。施工單位、監(jiān)理單位和業(yè)主必須按批次對其復(fù)檢,主要檢測指標(biāo)有:體積安定性、凝結(jié)時間、細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、強度等,檢測指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

施工單位自檢頻次:每批次中200～400 t為一取樣單位,如不足200 t也作為一取樣單位。

3.2.1.2 骨 料

細(xì)骨料檢測指標(biāo)主要有:細(xì)度模數(shù)、黏土、淤泥及細(xì)屑含量、有機(jī)質(zhì)含量等;粗骨料檢測指標(biāo)主要有:含泥量、壓碎值、針片狀顆粒含量以及超徑和遜徑等。骨料的檢測指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計和有關(guān)施工規(guī)范的要求。

施工單位自檢頻次:每400 m3或600 t為1次,不足400 m3或600 t也為1次;且每季度至少1次。

3.2.1.3 外加劑

外加劑檢測指標(biāo)主要有:含固量、細(xì)度、砂漿減水率、凈漿流動度等指標(biāo)。

施工單位自檢頻次:摻量大于或等于1%的外加劑以100 t為1批,摻量小于1%的外加劑以50 t為1批,摻量小于0.01%的外加劑以1～2 t為1批,一批進(jìn)場的外加劑不足1個批號數(shù)量的,應(yīng)視為1批進(jìn)行檢驗。

3.2.1.4 膨潤土

膨潤土檢測指標(biāo)主要有:膨脹指數(shù)、過篩率、含水率等。

3.2.2 混凝土中間產(chǎn)品物理力學(xué)性能檢測

3.2.2.1 檢測項目

SL 174—96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:墻體材料應(yīng)滿足設(shè)計提出的抗壓強度、抗?jié)B性能及彈性模量等指標(biāo)要求;DL/T 5119—2004《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》規(guī)定:墻體材料的性能主要檢查28 d齡期的抗壓強度和抗?jié)B性,有要求時,也可以對28 d齡期的彈性模量進(jìn)行檢查。

相對普通混凝土防滲墻,低彈?；炷练罎B墻更需注重混凝土彈性模量,因為彈性模量的大小直接影響防滲墻與周圍土體之間協(xié)調(diào)變形能力,但是低彈模混凝土防滲墻的強度與彈性模量在實際配合比設(shè)計時合理的匹配關(guān)系較難確定。因此設(shè)計單位在確定強度與彈性模量指標(biāo)時一定要經(jīng)過壩體的應(yīng)力應(yīng)變分析。

低彈?；炷练罎B墻混凝土物理力學(xué)性能檢測一般是對設(shè)計提出的抗壓強度、彈性模量、滲透系數(shù)、水力坡降、抗拉強度等指標(biāo)進(jìn)行檢測[5]。除在機(jī)口取樣檢測混凝土物理力學(xué)性能外,還應(yīng)在防滲墻成墻后通過鉆芯取樣法檢測混凝土物理力學(xué)性能。

3.2.2.2 施工自檢數(shù)量

抗壓強度試件每100m3成型1組,每個墻段至少成型1組;抗?jié)B性能試件每3個墻段成型1組;彈性模量試件每10個墻段成型1組;抗拉強度試件每5個槽孔分別成型1組[5]。

3.2.2.3 取樣及檢測方法

混凝土成型試件宜在槽口取樣,也可在機(jī)口取樣。

混凝土物理力學(xué)性能檢測按SL 352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》進(jìn)行。

3.2.2.4 質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)

因目前水利工程尚無專門的低彈模混凝土防滲墻質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)[6],質(zhì)量評定參照普通混凝土防滲墻質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。試塊抗壓強度滿足SL 176—2007《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程》合格標(biāo)準(zhǔn),彈性模量、抗拉強度、滲透系數(shù)、水力坡降等指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計要求。

3.3 防滲墻混凝土成墻質(zhì)量檢測

混凝土防滲墻成墻后應(yīng)進(jìn)行墻身質(zhì)量檢測,主要檢測內(nèi)容有墻體的均勻性、完整性、可能存在的缺陷和墻段接縫等,一般采用鉆孔取芯法和超聲波法相結(jié)合的方法,在成墻1個月后進(jìn)行。

防滲墻成墻質(zhì)量檢測時尤其要重視墻底沉渣的檢測,如果沉渣厚度不能滿足要求,則水庫依然存在滲漏隱患?？刹捎贸暡ǚㄟM(jìn)行檢測,如果沉渣厚度不能滿足要求則可通過灌漿手段對墻底進(jìn)行防滲處理。

4 結(jié) 語

(1)SL 174—96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》和DL/T 5199—2004《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》對混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制有明確的規(guī)定,低彈模混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制應(yīng)參照規(guī)范執(zhí)行。

(2)影響混凝土防滲墻施工質(zhì)量的因素眾多,施工過程中需對每個因素進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保施工質(zhì)量。

(3)施工質(zhì)量檢測分3個層次進(jìn)行,施工單位自檢、監(jiān)理平行抽檢、第三方檢測。

(4)彈性模量是低彈?；炷练罎B墻的重要力學(xué)參數(shù),在混凝土物理力學(xué)性能中尤其要注意彈性模量和強度的匹配。

[1]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.SL 174—96水利水電工程混凝防滲墻施工技術(shù)規(guī)范 [S].北京:中國水利水電出版社,1996.

[2]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.DL/T 5199—2004水電水利工程混凝防滲墻施工規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2005.

[3]薛云峰.混凝土防滲墻質(zhì)量控制及檢測技術(shù)研究 [R].長沙:中南大學(xué),2007.

[4]黃榮衛(wèi).低彈?；炷练罎B墻在土石壩工程中的應(yīng)用[J].大壩與安全,2006(3):50-55.

[5]范國平,陳文亮.城頭水庫除險加固工程低彈模混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制與檢測[J].浙江水利科技,2011(3):56-58.

[6]華偉南.壩體低彈?；炷练罎B墻質(zhì)量安全控制研究[J].浙江水利科技,2010(1):54-58.