CN101144279A - 抛石型堆石混凝土施工方法 - Google Patents

Abstract

抛石型堆石混凝土施工方法，涉及一种大体积混凝土施工方法。本发明采用抗离析性能优越且保塑性能良好的自密实混凝土，先将其浇注入仓，后将粒径大于4cm的块石或者卵石使用机械或者人工的方式抛入已浇注的自密实混凝土中，自密实混凝土可随时将石块沉降路径中造成的空缺填充密实，高抗离析性保证了自密实混凝土在石块的冲击下不离析不泌水，最终形成致密且具有较高强度的堆石混凝土。该方法具有施工简便，在提高施工效率和节约施工成本方面具有显著的效果，所形成的堆石混凝土密实度高、水泥用量少、水化温升低、体积稳定性好，综合性能优良，同时还具有节能、环保，易于连续施工等优点。

Description

抛石型堆石混凝土施工方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土施工方法，特别涉及在大体积混凝土施工时，可用于替代各种混凝土及砌石混凝土工程。

背景技术

大体积混凝土是混凝土工程中非常重要的组成部分，在实际工程中往往在施工的成本、效率、温控等方面存在着较多的问题。传统的大体积混凝土施工方法主要包括普通混凝土，砌石混凝土以及碾压混凝土三种。近些年，清华大学的金峰、安雪晖教授等人发明了《堆石混凝土大坝施工方法》，发明专利号03102674.5，该方式结合了压浆混凝土和自密实混凝土的优势，大量使用大粒径的块石或者卵石作为主要充填材料，不仅节省了混凝土的用量，降低了成本，而且大幅降低了水化热，提高了大体积混凝土的综合性能；但是在混凝土的浇筑方法上需要预埋压浆管，通过一定的压力将混凝土压入堆石体的孔隙中。在堆石体中预埋压浆管的做法在实施时较为复杂，施工难度比较大，而且对于大体积混凝土施工时需要埋置的数量较多，大大降低了施工效率，施工成本也相对较高。为保证自密实混凝土填充的密实性，要求所使用的块石或者卵石的粒径不宜过小，单层浇筑高度也不宜过高；难于实现循环施工。堆石入仓是堆石混凝土施工中的重要环节，可以采用机械或人工的方式自然堆积，但是受施工现场条件的限制，在狭小或者大纵深的仓位进行堆石入仓时较为复杂，不易操作。在我国的有些地区，比如新疆，工程现场往往有着大量5～10cm粒径的卵石储备，由于粒径过小不宜作为堆石预先堆积入仓，作为普通混凝土的骨料又需经过加工破碎方可满足要求，虽然料源充足，但利用成本较高。

在传统的大体积混凝土施工中，存在着一种被称为毛石混凝土的施工工艺，方法大致如下：选用不超过30cm的石料，每浇注8～15cm混凝土后将毛石***混凝土中约一半，再浇注混凝土通过振捣保证混凝土填满所有空隙，依次循环直至顶面；***毛石时，毛石间距一般不小于10厘米，且毛石体积不超过总体积的30％。该方法可以在一定程度上降低水化热，节约材料成本，但是施工程序复杂，施工质量受人为干扰大，施工速度慢；随着现代工程对施工质量的稳定性以及建设速度的提高，毛石混凝土的致命缺陷是无法补救的。

发明内容

本发明的目的是在《堆石混凝土大坝施工方法》专利技术的基础上，为进一步发挥堆石混凝土综合的优良性能，拓展堆石混凝土技术的施工领域，提高其施工的灵活性，全面使用各种粒径的块石或者卵石以节约能源、降低成本，提供一种抛石型堆石混凝土施工方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的，该方案包括如下步骤：

1)为所需浇筑堆石混凝土的仓面设置模板或替代物，模板替代物采用砌石墙或混凝土墙等封闭构筑物，有天然阻隔的仓面无须设置模板或替代物；

2)使用抗离析性能优良的自密实混凝土2浇注入仓面，所浇注的自密实混凝土应满足以下性能要求：坍落度240～260mm，扩展度450～650mm，V型漏斗通过时间20～50s，扩展度保持时间大于抛石填满自密实混凝土的时间；自密实混凝土浇注入仓的厚度至少为20cm；

3)使用粒径大于4cm的块石或卵石3自然的抛入已浇注自密实混凝土中，形成完整的堆石混凝土；

4)抛石填满已浇筑的自密实混凝土后，即完成了一仓抛石混凝土的施工；

5)重复步骤2)和3)，直至浇筑到设计高度，实现循环施工。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：

本发明在对已有的堆石混凝土施工方法进行分析研究的基础上，提出了一种新型的堆石混凝土施工方法，即抛石型堆石混凝土施工方法，通过对本发明技术细节的试验与研究，明确提出了关键的技术指标与参数。本方法对施工设备的要求较低，可用于各种仓位尺寸的混凝土浇筑，在实际工程中的适用范围更加广泛。本方法简化了施工程序，易于实现循环施工，可显著提高工效、节省工期。与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①大大简化了施工工艺和所需的施工设备，只需混凝土工程的普通设备并且不再需要振捣设备即可完成整个施工，完全不需要振动碾、压浆管及压浆设备，混凝土浇筑更加灵活快速，施工速度得到显著提高。②块石和卵石的大量使用大大减少了混凝土的使用量，每方堆石混凝土仅需40％～50％的混凝土，可有效降低30％以上的成本；单方堆石混凝土中水泥的低含量有效地解决了大体积混凝土的水化温升问题，水化热可达到常规混凝土的40％以下。③由于解决了水化热等问题，堆石混凝土的浇筑厚度可以超过10m以上，超过了常规混凝土和碾压混凝土仓位厚度的数倍，并且可以循环施工，显著的提高了施工进度。④块石或卵石的选用不再受粒径的约束，可以将常规混凝土工程中的超径骨料完全用作抛石料，抛入自密实混凝土中，形成堆石混凝土，超径料的直接利用能够有效的节约能源，而且大幅度的减少了水泥用量使得工程的修建更加绿色环保。

附图说明

图1a、1b是抛石型堆石混凝土施工方法示意图。

图2是堆石混凝土浇筑完成的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施方式：

本发明是在现有技术的基础上，先将自密实混凝土浇注入仓，然后将各种粒径的块石或者卵石抛入自密实混凝土中，块石或者卵石在自重作用下在自密实混凝土中沉降堆积，最终形成完整密实的堆石混凝土。具体实施方式可按如下步骤实施：

1)为所需浇筑堆石混凝土的仓面设置模板或替代物1，模板替代物可采用具有一定刚度和强度的砌石墙或混凝土墙等封闭构筑物，有天然阻隔的仓面无须设置模板或替代物；对于已具有阻隔的仓面可不设置模板，也可使用砌石墙或混凝土墙等封闭构筑物替代模板。

2)浇注抗离析性能优良的自密实混凝土2入仓面

可采用泵送入仓、吊罐入仓、串筒(流槽)入仓、装载机(挖掘机)入仓等多种形式浇注抗离析性能优良的自密实混凝土，采用《自密实混凝土应用技术规程》(CECS203：2006)中关于坍落扩展度和v型漏斗的检测工具与方法检测自密实混凝土的工作性能，应满足以下要求：坍落度240～260mm，扩展度450～650mm，V型漏斗通过时间20～50s，扩展度保持时间应大于抛石填满自密实混凝土的时间。自密实混凝土的浇注厚度应根据所能实现的抛石速度确定，必须在所浇注自密实混凝土的工作性能损失超过下限标准前完成抛石过程，当石块抛入混凝土后混凝土无法自密实则应立即停止抛石，须重新浇注自密实混凝土。自密实混凝土的最小浇注厚度应不小于20cm。

3)使用粒径大于4cm的块石或卵石3自然的抛入已浇筑自密实混凝土

采用机械设备或人工将粒径大于4cm的块石或卵石均匀抛入仓面内自然下落堆积即可，所选用的块石或卵石还应满足结构物所要求的基本物理力学性能。抛石的高度不宜超过10m，当抛石的高度超过10m时应相应的增加所浇注的自密实混凝土的厚度，以加强自密实混凝土对块石的缓冲作用，以避免所抛入石块的高速撞击。如需进一步提高石块的抛入量，则应尽量快速均匀的将石块抛入已浇注的自密实混凝土中。

4)抛石填满已浇筑的自密实混凝土后，即完成了一仓抛石混凝土的施工；

5)实现循环施工：按照2)的要求继续浇筑自密实混凝土，重复3)直至浇筑至设计高度。

如需缩短工期加快施工速度，可以先将1)中所述模板或者模板替代物一次性建造到位，然后按照2)、3)的要求循环施工。

具体实施例：

在具体的实施中，所使用的堆石粒径从4cm至80cm不等，堆石中既有块石也有卵石，粒形以块状居多，含有长条形堆石，数量较少，堆石粒径分布不均匀，自密实混凝土可采用泵送、流槽、自由下落等方式浇注入仓，浇注约1m后自密实混凝土后，采用自卸汽车、推土机、挖掘机等设备快速将大量石块均匀抛入自密实混凝土中，直至将自密实混凝土填满；然后继续浇注自密实混凝土，再抛石块，实现循环施工。使用了满足坍落度为240～260mm，扩展度为450～650mm，V型漏斗通过时间为20s～50s的自密实混凝土进行浇注，浇注方式采用了泵送入仓、吊罐入仓、溜漕入仓、反铲入仓等多种形式。对形成的堆石混凝土进行了切割观测、钻孔取芯、压水试验等检测，得到如下结果：堆石混凝土的密实性优良，石块抛入自密实混凝土后不会留下空洞，内部非常密实，而且抛石不会影响结构物的外观质量；堆石混凝土的抗压强度略高于用于浇注的自密实混凝土，使用C15等级自密实混凝土浇注的堆石混凝土芯样达到了C15等级，且略高于自密实混凝土，可以通过调整自密实混凝土的配合比配制强度等级为C10～C50的堆石混凝土。

Claims (1)

1.一种抛石型堆石混凝土施工方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)为所需浇筑堆石混凝土的仓面设置模板或替代物(1)，模板替代物采用砌石墙或混凝土墙封闭构筑物，有天然阻隔的仓面无须设置模板或替代物；

2)使用抗离析性能优良的自密实混凝土(2)浇注入仓面，所浇注的自密实混凝土应满足以下性能要求：坍落度240～260mm，扩展度450～650mm，V型漏斗通过时间20～50s，扩展度保持时间大于抛石填满自密实混凝土的时间；自密实混凝土浇注入仓的厚度至少为20cm；

3)使用粒径大于4cm的块石或卵石(3)自然的抛入已浇注的自密实混凝土中，形成完整的堆石混凝土；

4)抛石填满已浇注的自密实混凝土后，即完成了一仓抛石混凝土的施工；

5)重复步骤2)和3)，直至浇筑到设计高度，实现循环施工。

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