[科普中国]-碾压混凝土施工

碾压混凝土施工是指用振动碾压实超干硬性混凝土修建建筑物的施工技术。采用这种方法所筑的坝，称碾压混凝土坝。

简介碾压混凝土施工是指用振动碾压实超干硬性混凝土修建建筑物的施工技术。采用这种方法所筑的坝，称碾压混凝土坝1。

技术简介碾压混凝土技术从20世纪60年代开始研究，70年代试用于小坝及围堰，80年代有较迅速的发展。1980年日本建成了高 90m的岛地川坝；1982年美国建造高49m的全碾压式威洛克里克坝；1986年中国建成高56.8m的福建坑口坝。现已逐渐发展到修建百米以上的碾压混凝土高坝。各国的施工方法不尽相同。日本仅将碾压混凝土用于坝体内部，外部及基础部分均用常规混凝土。美国除溢流面用多灰量小骨料混凝土外,上下游面及内部混凝土在配合比和含灰量方面虽有差别，但采用了全断面碾压的施工方法。中国有的工程与日本施工方法相类似，如铜街子工程的部分坝段；有的工程采用了全断面碾压，上游面另设防渗层的施工方法，如坑口坝2。

特点不论哪一种施工方法，碾压混凝土的共同特点是：

①低胶凝材料用量,包括水泥与掺和料共120～160kg/m；

②超干硬性，以维勃仪加压测定,拌和物的稠度值在20s左右；

③大量使用掺和料,如用粉煤灰或天然火山灰，掺量为胶凝材料总量的30%～60%；

④不设纵横缝,但有的坝在一层碾压完毕进行横缝切缝,在切缝上游设置止水设施；

⑤混凝土拌和可用自落式或强制式拌和机,但用自落式拌和机时,受大掺量掺和料的影响，需根据具体情况适当延长拌和时间，相应产量有所下降；

⑥混凝土运输过程中，需尽量减少倒运次数，以免产生分离；

⑦混凝土的平仓与摊铺，有的用推土机，有的用摊铺机，摊铺层厚度大体为15～25cm，铺料过程尽量控制水平；

⑧混凝土的碾压,根据层厚不同采用不同性能的振动碾，一般铺料两层或三层后进行一次碾压，碾压遍数通过试验确定。

碾压混凝土施工较之常规混凝土，具有造价低，施工速度快、节省水泥、模板和劳动力等优点，技术经济效益显著。据美国威洛克里克坝的经验，碾压混凝土的单价约为常规混凝土的1/3，在短短4个月时间内，全部30万m混凝土的工程，即告竣工。日本各坝的经验，亦较常规浇筑方法缩短工期。岛地川坝节省水泥7000t、模板减少44%。中国坑口坝，缩短工期一半, 节省水泥44%，综合造价降低16%。但碾压混凝土也还存在一些问题有待研究解决。如层面结合处容易成为渗水的薄弱层面；混凝土运输与摊铺过程易产生骨料分离等3。

设计要求针对碾压混凝土坝的施工特点，对碾压混凝土坝的设计也有一定的要求，主要是：

①为了便于碾压，尽量减少在坝体内设置孔洞,对难以省略的廊道，有的用预制块拼装、有的在廊道位置先填碎石，碾压完毕后再行挖除；

②混凝土的分块与温度控制尽量简化；

③采用薄层大仓面浇筑时，混凝土浇筑块的厚度一般为50cm或70cm，个别达100cm，再浇筑时每层均须作为施工缝处理；根据温度控制的条件与混凝土凝结时间长短，也可采用连续浇筑法，浇筑层面无需另作处理；

④为了减少分离,选择混凝土配合比时,粗骨料的最大粒径多为80mm，砂率略大；个别工程的粗骨料最大粒径为150mm,当采用人工砂石料时，石粉含量可放大至砂量的15%；

⑤防渗体的构造，由于碾压混凝土的层面结合部位往往是抗渗的弱点,因此采用多种形式的防渗体:有的在上游面浇筑一定厚度具有抗渗性能的混凝土，在横缝处设置止水设施；有的在混凝土模板后面填筑灰浆较富的混凝土；有的在混凝土防护板中填沥青砂浆。

大坝外部碾压混凝土现场抽样检测相对压实度不得小于98%；内部碾压混凝土相对压实度不得小于97%。

质量控制碾压混凝土施工质量的控制包括下列方面：

①粗骨料级配有无分离与破碎，如骨料级配与配合比设计不符，须及时纠正；

②砂石含水量对稠度值甚为敏感，在进拌和机前，如发现超过预定要求，须调整用水量；

③经常检查拌和机的叶片磨损程度及称料精度；

④水泥和掺和料的混合比例是否准确；

⑤碾压前的混凝土稠度值波动范围是否在控制标准之内；

⑥混凝土的出机温度、浇筑温度是否满足要求，气温要有记载，如低于4℃或高于32℃需采取相应的措施；

⑦使用核子密度仪检验压实后的混凝土密实度，如密实度不足，需增加碾压遍数，并找出原因；

⑧注意混凝土的层面结合、养护与防护；

⑨根据设计要求，留取混凝土抗压试件，进行初始养护，用以检验到达设计龄期的混凝土强度。

除上述例行的质量控制外，尚应钻取一定数量的芯样，检查混凝土的分离情况和层面的结合效果。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所