梁跃先

摘要：碾压混凝土施工过程中，在一些部位常会出现混凝土的密实度、外观质量较差、存在无法使用机械设备碾压的问题。传统的解决办法是采用常态混凝土对这些部位进行浇筑，但由于两种混凝土同时上升施工的相互干扰，不能够通仓连续上升施工，结合部位容易形成沿结合面的软弱带，产生面层裂缝的几率大，且拌和楼频繁变换配合比影响碾压混凝土施工工效，因此采用常态混凝土浇筑效果不理想。

关键词：变态混凝土；碾压混凝土；水利水电施工；工艺特点；工艺流程；经济效益

1.变态混凝土简介

变态混凝土是一种介于常态混凝土和碾压混凝土之间的特殊混凝土，进仓方式与碾压混凝土相同；通过在碾压混凝土中加入水泥灰浆使其具备常态混凝土的可振捣性，同时又具备碾压混凝土施工快、强度高等优势。

变态混凝土的应用解决了异种混凝土结合部位胶结和压实的问题，使混凝土面层结合质量得到提高；接触模板部位的混凝土的密实度得到改善，使混凝土外观质量大大提高，保证了混凝土的浇筑质量；同时解决了一些部位无法使用机械设备进行碾压的问题。变态混凝土的应用显示了其独特的优越性，社会效益显著。

2.变态混凝土施工工艺特点

2.1 施工过程方面：施工操作简单，在拌制混凝土料时与相邻条带的碾压混凝土料同时拌制，同时摊铺平仓，在成型和初凝之前需在其内均匀加浆，并用插入式振捣器振动密实。

2.2材料的性质方面：其所用的原材料与碾压混凝土相同，其所需的初凝时间比常规混凝土的初凝时间稍长，但与相邻条带碾压混凝土的初凝时间基本相同。

2.3施工成本方面：其成本比浇筑同等级大体积的常规混凝土的成本稍低，在浇筑变态混凝土的相应部位改用常规混凝土浇筑时由于仓位狭窄，摊铺平仓比较费工费时，而在该相应部位浇筑变态混凝土时，只加浆需一些时间和人工成本，可实现机械化通仓连续上升施工。因此，变态混凝土用于浇筑混凝土仓面边缘和一些无法使用机械设备碾压的部位有成本的优势。

3.适用范围

适用于在碾压混凝土大坝、围堰等结构的施工中，一些无法直接使用碾压混凝土施工的部位；如上、下游迎水面防渗部位，暴露面有外观质量要求的部位，模板边缘、坝内配筋处、止水埋设处、廊道周围、孔洞周边等不能直接使用机械碾压的部位。

4.工艺原理

在碾压混凝土施工过程中，工作仓面已摊铺好的碾压混凝土物料在经过人工造孔或掏槽后洒布流动性良好的水泥灰浆，使原有干硬性的碾压混凝土物料工作度变为接近常态混凝土，通过机械振捣使碾压混凝土物料具有饱满性、可振性、粘结性和较好的强度、较好的抗渗防裂性能的混凝土。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

变态混凝土施工工藝流程如图6.1-1所示。

图6.1-1 变态混凝土施工工艺流程图

5.2操作要点

5.2.1变态混凝土分层厚度与施工宽度

变态混凝土的分层厚度一般为30cm左右，施工宽度一般采用0.3m～0.6m。宽度太小，无法保证加浆和振捣的施工质量，宽度过大，增加了变态混凝土的施工量，影响碾压混凝土的施工速度，从而增加了胶凝材料用量，且不利于坝体温控。

5.2.2 变态混凝土摊铺

碾压混凝土当中应用变态混凝土施工工艺进行铺料时，通常以人工辅助作为变态混凝土摊铺平整的方式。这是由于如果使用平仓机摊铺变态混凝土时，往往会导致骨料集中，给后续的振捣施工带来不便。为防止变态混凝土的灰浆往碾压混凝土仓面流失，造成变态混凝土灰浆不足而碾压仓面因灰浆流入而脏乱甚至软化的问题，则需要控制变态混凝土部分摊铺高度，高度应比相邻碾压混凝土低6～10cm左右。

5.2.3浆液配制

① 单位体积浆体各组分材料用量采用绝对体积法进行计算。

浆体配合比按下式进行计算：

W+C/rc+F/rf=1000

式中：W、C、F-单位浆体用水量、水泥用量、粉煤灰用量，Kg/m3；

rc、rf-水泥、粉煤灰密度，g/cm3。

② 变态混凝土所需浆液采用制浆机高速拌和统一制备，严格按照试验室开出的配合比进行制浆。

5.2.4确定加浆量

变态混凝土加浆量是随碾压混凝土VC值变化的变量，加浆量控制范围为碾压混凝土体积的4%～6%（V/V），加浆后保证变态混凝土塌落度值在1cm～3cm之间。由于进行变态混凝土施工时，采用振捣器振实，因此加浆时变态混凝土的坍落度须满足振捣要求。准确的加浆量控制也是降低变态混凝土施工成本的主要手段。

5.2.5浆液运输

① 依施工现场环境所定，如制浆机可设在相对混凝土施工作业面地势较高处，水泥灰浆沿岸坡设置管道自流并均匀喷洒至仓面所需部位。

② 由制浆机统一制备的变态混凝土所用水泥灰浆，装入胶轮车运至仓面，人工撒浆。

5.2.6铺浆方法

① 垂直注浆法，碾压混凝土摊铺后，均匀地在混凝土面上垂直造孔，造孔按梅花形进行布置，孔径100mm、孔距30cm、孔深20cm左右。然后将水泥灰浆注入孔中，待浆液浸透后，开始振捣混凝土至密实。

垂直注浆法示意图

② 顶部掏槽注浆法，变态混凝土的分层摊铺厚度一般为30cm左右，在摊铺

完毕的碾压混凝土面上挖一个深15cm、宽20cm左右的沟槽，将配制好的灰浆按一定量均匀地铺洒在沟槽中，然后回填15cm厚的碾压混凝土，接着在碾压凝土面层均匀地铺洒灰浆，待浆液浸透后，开始振捣混凝土至密实。

掏槽注浆法示意图

5.2.7振捣

振捣是变态混凝土施工中的重要环节。在振捣施工过程中，应做好以下几方面的工作：

① 在周边混凝土碾压结束之后进行振捣，在选用振捣器时通常选用直径为?100或?80的高频振捣器和直径为?70mm的软轴式振捣器。

② 在振捣工序时，应在加浆10～15分钟之后开始振捣，且在振捣过程中振捣至下层的深度应在10cm以上，振捣时间应控制在25s到30s之间。

③ 在变态混凝土与碾压混凝土交叉部位选用高频振捣器振捣时，其振捣范围应大于二者的交叉范围，以确保二者紧密连接。

5.2.8结合部位碾压

变态混凝土与碾压混凝土结合部位，振捣器垂直插入到碾压混凝土中，精心振捣，确保两种混凝土融混密实；异种混凝土结合部位表面再用小型振动碾碾压收平；相邻区域碾压混凝土与变态混凝土搭接宽度不小于200mm。

5.2.9养护

混凝土硬化后，应及时覆盖并洒水养护，夏季施工需采用仓面喷雾保湿降温措施。

6.材料与设备

6.1材料

变态混凝土所用材料为碾压混凝土和水泥灰浆。水泥灰浆由水泥和粉煤灰并掺用外加剂拌制而成，其水胶比宜不大于同种碾压混凝土的水胶比。

6.2设备

变态混凝土主要生产、施工设备见表7-1，主要检测设备见表7-2。

7.质量控制

7.1 标准

变态混凝土施工主要参照《水工碾压混凝土施工规范》（DL/T5112—2000）及设计技术要求。

7.2 变态混凝土施工质量控制

7.2.1在进行变态混凝土施工时，其配比设计必须科学合理，通过实验严格控制灰浆、碾压混凝土、水灰各自所占份量。同时，应该选用质量合格的外加剂，对其用量多少也要严格控制，确保外加剂的性能符合施工要求。严格控制加浆量，加浆量过低混凝土振捣不密实，而且外观容易出现蜂窝、麻面现象；加浆量过大混凝土密实性虽然好，但混凝土仓面及表面易行成多余灰浆层、泪痕，影响外观质量且会造成变态混凝土的成本增加。

7.2.2做好灰漿质量的控制。要想确保灰浆的质量，可以采用机械拌制的方式以保证其据有必要的均匀性。为了防止灰浆出现沉淀的问题，在使用灰浆之前，应该对其实施慢速的搅拌。

7.2.3工序设计应该科学合理，便于施工和质量控制，特别是对于变态混凝土与碾压混凝土的搭接宽度，应该确保其宽度至少有20cm。并严格控制施工过程中每一个工序、每一个细节，确保施工质量。

7.3变态混凝土质量检测

钻孔取芯是评定变态混凝土质量的综合方法，该方法能够真实地反映变态混凝土的基本性能、层间胶结及施工质量。钻孔取芯主要对碾压混凝土、变态混凝土及异种混凝土结合处进行取芯，测试混凝土在28天和90天龄期的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、极限拉伸、层间接触面抗剪断强度。

8.技术经济效益分析

变态混凝土的应用解决了异种混凝土结合部位胶结与压实的问题，提高了碾压混凝土的层面结合质量，改善了碾压混凝土的密实度，解决了碾压混凝土施工当中特殊部位不能直接使用机械设备碾压的技术问题，施工质量更有保证，确保了碾压混凝土快速施工的连续性。

传统解决上述问题的办法是采用常态混凝土对这些部位进行浇筑，而浇筑效果并不理想；变态混凝土相较常态混凝土施工成本低，施工工效高；同比常态混凝土可降低造价约15.4%。

参考文献：

[1]《水工碾压混凝土施工规范》（DL/T5112—2000）

[2]变态混凝土--《水利科技与经济》2014年11期

[3]浅谈变态混凝土施工工艺--《四川水力发电》2013年05期