姜建平

(云南德宏州隴川縣麻栗壩水庫管理局，云南 隴川 678701)

麻栗壩水庫城子渡槽混凝土預(yù)制澆筑試驗(yàn)分析

姜建平

(云南德宏州隴川縣麻栗壩水庫管理局，云南 隴川 678701)

德宏麻栗壩水庫城子渡槽全長2214m，渡槽最大高度15m，槽身為U形薄殼結(jié)構(gòu)，槽身長12m，壁厚12cm并布有兩排鋼筋，混凝土入倉凈寬4.00cm?；炷寥雮}難度大、振搗困難是混凝土預(yù)制過程中兩個(gè)最大難點(diǎn)。通過改善混凝土和易性、添加火山灰、適當(dāng)加寬槽身壁厚、改變常規(guī)模板拼裝等措施，使槽身混凝土預(yù)制澆筑質(zhì)量得到了保證。

薄殼渡槽；預(yù)制澆筑；試驗(yàn)

DehongPrefectureinYunnanProvince,Longchuan678701,China)

1 工程概況

德宏麻栗壩水庫城子渡槽位于德宏州隴川縣城子鎮(zhèn)，渡槽全長2214m，進(jìn)口底板高程965.65m，出口底板高程963.42m。進(jìn)口樁號7+473，出口樁號9+679，渡槽底坡i=1/1000，槽身采用C20鋼筋混凝土預(yù)制，每跨槽身預(yù)制長度12m，壁厚t=12cm，寬度B=2.90m，總高H=2.55m，內(nèi)半徑R=1.45m；渡槽設(shè)計(jì)過流流量Q=7m3/s，加大引用流量Q=7×1.20=8.40m3/s。

槽身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 槽身結(jié)構(gòu)(單位：m)

2 試驗(yàn)?zāi)０暹x用及其效果分析

大型U形薄殼渡槽模板的選用，關(guān)系著槽身預(yù)制能否成功，根據(jù)不同工程，選用適合于工程特點(diǎn)的模板，不僅能保證預(yù)制件外觀質(zhì)量，而且有利于工程進(jìn)展，降低工程施工費(fèi)用。

2.1 槽身預(yù)制鋼模選用

城子渡槽工程槽身預(yù)制大規(guī)模開工前，先進(jìn)行了兩個(gè)槽身的預(yù)制試驗(yàn)。試驗(yàn)中，槽身內(nèi)外模都采用定型鋼模，外模由6塊鋼模板組裝成U形槽身斷面，在定型鋼模板上每隔2m設(shè)一排附著式振動(dòng)器；內(nèi)模由7塊定型模板組裝成U形槽身斷面，弧線段上每一塊內(nèi)模開混凝土澆筑窗口并掛附著式振搗器。預(yù)制過程中，混凝土由兩個(gè)施工組從槽身底部中間位置開始，按由中間向兩邊、由底部向頂部的施工順序進(jìn)行澆筑。由于混凝土入倉難度較大，預(yù)制一跨槽身混凝土的澆筑時(shí)間約為8h，澆筑方量15.20m3，模板組裝如圖2所示。

圖2 模板組裝(單位：m)

2.2 模板拆除后槽身內(nèi)外表面存在的問題

模板拆除后，在槽身內(nèi)表面出現(xiàn)大面積蜂窩、麻面及露筋現(xiàn)象，并存在多處輕微水平分層等質(zhì)量缺陷；槽身內(nèi)表面，特別是在圓弧段出現(xiàn)了一定程度的混凝土離析現(xiàn)象；槽身外表面除在模板連接處有漏漿現(xiàn)象外，外表面整體光潔、平整。

3 槽身預(yù)制過程中出現(xiàn)的問題分析及研究

3.1 異形模板對混凝土澆筑質(zhì)量的影響

由于渡槽槽身為U形薄殼，混凝土入倉及振搗難度較大。目前市場上最小的插入式混凝土振搗棒的直徑為3cm，長45cm，主要用于澆筑較薄的混凝土板，如果棒徑及長度變小都會(huì)影響混凝土的振搗質(zhì)量，采用30mm振搗棒澆筑時(shí)(振搗棒的一次插入深度見圖2)一次振搗深度僅為12.47cm，因此在澆筑過程中，弧線段混凝土不能實(shí)現(xiàn)徹底振搗。

由于槽身較薄，振搗棒一次插入深度小，原定型鋼模板兩排窗口之間的距離為52cm，在內(nèi)弧線段上有很大一部分不能插入振搗；薄槽身使得混凝土入倉難度加大，15.20m3混凝土30個(gè)普工澆筑約需8h，因此澆筑時(shí)間及振搗均是影響混凝土外觀質(zhì)量的主要因素。

3.2 對混凝土澆筑原材料的分析

a. 粗骨料。粗骨料為二級配(級配見表1)人工碎石，最大粒徑小于30mm，碎石母巖為花崗巖。

表1 粗骨料級配

b. 細(xì)骨料。槽身預(yù)制用砂為河砂(級配見表2)。

表2 細(xì)骨料級配

c. 砂石料篩分分析。碎石中粒徑大于1.50cm的占75%左右，小于1.50cm的占25%，小石子所占比例小，碎石料級配不理想，進(jìn)一步影響了混凝土流動(dòng)性及黏聚性；在表1中，小于0.074mm的石粉含量為8.00%，根據(jù)試驗(yàn)室多次配料試驗(yàn)，石粉含量在12%左右時(shí)混凝土的流動(dòng)性及和易性都較好且不影響混凝土強(qiáng)度，石粉含量偏少，混凝土的保水性及流動(dòng)性要差；由表2可以看出，大于5mm的粒徑含量只有4.10%，砂料偏細(xì)，在一定程度上會(huì)影響水泥用量。在城子渡槽槽身預(yù)制過程中，石料級配差，瓜子石及石粉含量偏少也是造成外觀質(zhì)量差的主要原因。

d. 水泥。城子渡槽所用水泥中CaO含量為1.29%，屬高堿性混凝土，體積穩(wěn)定性差。

e. 外加劑。槽身預(yù)制過程中使用了生威SW高效緩凝減水劑，減水率為7%～10%。

3.3 混凝土配合比分析

試驗(yàn)中，混凝土拌和物采用表3的配合比進(jìn)行試配，除攪拌機(jī)出料口的混凝土保水性及黏聚性有點(diǎn)差以外，基本上能滿足預(yù)制要求。

表3 混凝土配合比

3.4 槽身預(yù)制中混凝土離析原因分析

水泥含堿量對水泥與外加劑的適應(yīng)性影響大，因此在使用不同批次的水泥時(shí)，當(dāng)水泥中含堿量發(fā)生明顯變化時(shí)，會(huì)對混凝土黏度及流動(dòng)性造成影響；碎石級配差，且砂是河砂，砂含水量高；混凝土入倉后，由于U形薄壁內(nèi)布有雙排筋，混凝土不能暢通流入倉面。上述原因造成混凝土離析。

4 應(yīng)對措施

4.1 提高原材料質(zhì)量

a. 砂石料質(zhì)量控制。在后續(xù)槽身預(yù)制生產(chǎn)中，混凝土澆筑碎石選用粒徑小于2cm的瓜子石(見表4)。

表4 修改后的粗骨料級配

碎石料在施工現(xiàn)場用2cm孔徑篩人工過篩后，碎石級配明顯變好，瓜子石含量達(dá)到40%左右，對改善混凝土的和易性及入倉條件都有利；對含水量較高的河砂進(jìn)行試驗(yàn)控制含水量。

b. 砂率?？紤]到碎石級配及混凝土的高流動(dòng)性，混凝土拌和物中砂率取45%。

c. 外加劑。高效緩凝減水劑延用原來的生威SW型外加劑。

d. 火山灰。為改善混凝土黏聚性及保水性，在混凝土拌和物中摻入了20%的火山灰。

4.2 調(diào)整混凝土配合比

混凝土配合比采用調(diào)整后的配合比(見表5)。各種原材料采用混凝土電子秤量配料系統(tǒng)配料，混凝土用水量采用電子感應(yīng)式流量計(jì)控制?；炷涟韬臀镏屑尤牖鹕交液?，混凝土和易性、流動(dòng)性及保水性、黏聚性明顯變好。

表5 修改后的混凝土配合比

4.3 改善施工工藝

a. 混凝土振搗。在槽身預(yù)制過程中，當(dāng)槽身厚度為12cm時(shí)，采用30mm插入式振搗棒在槽身弧線段1次插入深度為12.47cm，當(dāng)槽身厚度改為14cm時(shí)，采用30mm插入式振搗棒在槽身弧線段1次插入深度為33.40cm，保證混凝土振搗質(zhì)量。

b.槽身預(yù)制模板。槽身弧線段內(nèi)模由原來的定型鋼模板改為30cm高的全內(nèi)榫式滑動(dòng)模板，每倉澆筑厚度30cm，其最大特點(diǎn)是模板在骨架內(nèi)可以上下滑動(dòng)，為混凝土入倉及振搗創(chuàng)造條件。

5 結(jié) 語

在現(xiàn)有砂、石料及水泥的基礎(chǔ)上，通過選用高效緩凝減水劑或高效流化泵送劑可提高混凝土和易性、流動(dòng)性，減小混凝土用水量，降低膠結(jié)材料用量；通過摻磨細(xì)火山灰，可彌補(bǔ)砂料中細(xì)顆粒嚴(yán)重不足及石料級配不良的缺欠，由于火山灰具有較好的活性，同時(shí)可以取代部分水泥，有效提高混凝土和易性和質(zhì)量均勻性，保證混凝土強(qiáng)度和提高抗?jié)B性能。

Precast Pouring Test Analysis of Chengzi Aqueduct Concrete in Maliba Reservoir

JIANG Jianping

(MalibaReservoirManagementDepartmentofLongchuanCountyin

The total length of the Chengzi aqueduct in Maliba Reservoir in Dehong is about 2214m. The maximum height of the aqueduct is 15m. The aqueduct body is a U-shaped thin shell structure, the length is 12m. The wall thickness is 12cm and cloth with two rows of steel bars. The clear width of concrete is 4.00cm. The difficulty of pouring concrete vibrating are the two most difficult problems in the concrete prefabrication process. By improving the workability of concrete, add volcanic ash, the appropriate widening of the aqueduct wall thickness, change the conventional template assembly and other measures to make the aqueduct concrete prefabricated pouring quality obtained guaranteed.

thin shell aqueduct; prefabricated pouring; test

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.05.020

TV672+.3

B

1673-8241(2017)05- 0056- 04