碾壓混凝土成縫與處理

李麗波，高淑紅，單曉麗

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江大慶163000)

碾壓混凝土施工要求有足夠大面積的倉面，因此，施工中通常設置施工縫。施工縫一般應垂直于結構的縱軸線，所以施工中通常取消縱縫，而橫縫多在薄層澆筑后再進行人工造縫。

1 人工造縫的方法

根據前蘇聯《動力建設》1983年7期《修筑混凝土壩不設模板的造縫方法》一文介紹，對薄澆筑層進行切縫有兩種方法:即連續成縫和間歇成縫。

連續成縫基本上適用于新澆流態混凝土(碾壓混凝土可借鑒)，其方法如下:

1)將聚乙烯薄膜鋪在新混凝土鋪筑層的分縫線上，設法使其延著層高(或部份高度)復貼在縫面上，薄膜使已經鋪設的混凝土塊的一部分與另一部分隔開。

2)沿著縫線，借助于掛在拖拉機上的振動刀片，將鋪好的混凝土料向兩邊擠開成縫。為了防止被振動擠開的縫在以后合攏，緊跟著刀片的擠入，一片橡膠護壁板按鋪筑層的整個高度或部分高度擠入裂縫，就形成了所需的接縫。

3)沒著接縫線用掛在拖拉機上的振動刀片，使混凝土澆筑層切開成縫，同時向縫內回填細顆粒的碎石或礫石，使縫壁固定不能合攏。

4)沿著所要形成的伸縮縫線，采取使所澆的一層混凝土強度削弱的方法，例如借助于對該部混凝土料注水的辦法，改變新澆混凝土的水灰比，或是在該處用阻礙水泥發生水化熱作用的流體物質(如機器油)，使兩塊混凝土分離的方法。

間歇成縫法如下:

1)借助于振動，刀片順著接縫線，將新鋪筑的混凝土切成兩塊，待混凝土具有一定的強度已能保持自己的形狀時，把刀片抽掉而成縫。

2)借助于振動，刀片順著接縫線將新鋪筑的混凝土切開成縫，刀片底部開口同時作為向縫內填充碎石和礫石的扁平料斗，抽出這個料斗刀片時，從料斗里溜下的填充物就留在縫里，切開的縫壁就不會閉合。

3)順著縫線，切縫板順縫面底部向上拉，把新澆混凝土切開成縫。

4)順著縫線，在混凝土達到1～2 d齡期時，將邊緣呈鋸齒形狀的刀片靠振動和壓力沉入混凝土中。然后再把它抽出的方法成縫。

根據日本島地川、大川等壩和國內沙溪口工程開關站擋墻的碾壓混凝土施工情況來看，“先切后碾”和“先碾后切”兩種方式均是可行的，其優缺點是:①在平倉后即進行切縫，則切割方便，縫面經碾壓后平整，無損傷跡象，但其縫位易偏離，不好控制且對施工干擾大;②在碾壓后切縫，一般可在碾壓后2～4 h以內進行，其縫位明顯準確，施工干擾小，但容易造成縫邊角的破損。

2 施工縫處理

大壩混凝土分層分塊澆筑產生的水平施工縫，縫面一般有水泥漿所形成的乳皮，嚴重影響了層間結合，降低抗剪和抗拉強度，為保證混凝土大壩的整體性、抗滲性、耐久性，采取必要的措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質量的關鍵技術問題之一。

碾壓混凝土施工的倉面一般較大，鋪筑層厚度較薄，施工縫和處理工作較大，目前通常采用“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”的方法。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。處理方法有“人工鑿毛法、高壓水沖毛法、低壓水沖毛法、利用風砂槍沖毛法、鋼絲刷機械刷毛法、噴灑緩凝劑法”，我國烏江渡工程曾對施工縫的各種處理方法做過對比試驗，施工縫采用不同的處理方法后的抗剪強度見表1。從表1可以看出，高壓水沖毛的接縫膠結強度最高。高壓水沖毛主要有以下優點:①采用清水作為工作介質，沖毛時無多余廢棄物產生。②對混凝土表層沖蝕深度很小，可按需要僅將混凝土表面1～3 mm厚的乳皮、鈣膜和水銹等各種污染物迅速剝落。③沖毛時混凝土表面較清潔，易于操作人員辨認混凝土表面的污染程度。④可有效地提高混凝土接縫的抗剪強度。⑤沖毛效率高，大大降低工人的勞動強度。這6種方法以高壓水沖毛法較為經濟合理。近年來大體積混凝土一般都采用有成功經驗的高壓水沖毛技術，沖毛壓力0～50 MPa，要求沖毛后處理的混凝土縫面無乳皮，無水銹青苔雜質，露出粗砂或小石，但不得損傷內部骨料。高壓水沖毛關鍵是掌握沖毛時機，應根據混凝土配合比、施工時的氣候和沖毛機械的性能來確定，一般情況下，可在混凝土初凝以后到終凝之前進行。已處理好的施工縫層面在新混凝土覆蓋前應保持潔凈、濕潤狀態，一方面是為了避免雜物、污物使兩層混凝土“隔離”，另一方面是為了改善水泥砂漿的膠結條件。

表1 不同處理方法的施工縫抗剪強度

3 施工縫處理的試驗和應用

1)美國ACI—207委員會有關碾壓混凝土施工的報告認為:采用骨料最大粒徑為38 mm或以下的混凝土鋪筑水平施工縫，能達到令人滿意的膠結效果。這種混凝土的灰漿量比產生最大密度的灰漿量至少＞20%，同時混凝土的稠度不宜過稀，以便作為整個鋪筑層厚度的一部分同上層混凝土合在一起進行碾壓，它的厚度以8 cm左右為宜。

2)美國《碾壓混凝土施工規定》要求:當鋪筑新的碾壓混凝土之前，須在老的層面上鋪筑一層厚度為25 mm的碾壓混凝土墊層或常規貧混凝土墊層。最大的墊層厚度不超過75 mm，而平均墊層厚度為20～50 mm。

3)美國陸軍工程師團在歐克溪(ELK Creek)壩的施工計劃中要求，不論其間隔時間多久，在鋪筑每一層碾壓混凝土前，對前一層的層面應采用高壓水進行全面沖冼，以形成一個清潔而粗糙的表面，猶如常規混凝土處理后的表面一樣，同時應注意清除全部清洗水及雜物，不使其污染碾壓混凝土表面。如果采用高壓水沖洗不能達到清潔處理的標準，則應采用動力刷面機以鋼絲刷刷去層面上的水泥漿皮或其它雜質，然后以低壓水沖洗殘留的雜物。經過處理的表面，應鋪一層1.25 cm厚的砂漿。

4)日本幾個工程的施工經驗認為:在已初凝的混凝土面上繼續鋪筑碾壓混凝土時，需鋪上一層1.5～2.5 cm厚的砂漿或厚度為7.5 cm左右的細骨料(最大粒徑為38 mm)塑性混凝土。

5)英國的《碾壓混凝土》認為:水平施工縫必須鋪砂漿，才能保證層間的結合良好。

6)國內沙溪口工程和銅街子工程等對碾壓混凝土施工縫的處理，要求用高壓水沖毛或刷毛機清除表面浮石、浮漿，在混凝土鋪筑之前，在老的層面鋪筑一層2.5 cm厚的砂漿。

另外，還有一些工程在層面處理的方法和工藝上進行了探索，例如:

美國北環工程對冷縫處理方法進行了4種處理措施的比較，其中有3種效果較好:①鋪一層干水泥;②鋪水泥漿;③鋪水泥砂漿。

國內水利水電部葛洲壩工程局局長辦在現場試驗中，采用控制較高的VC值(即避免或減少碾壓混凝土表面出現“泛漿”而產生“乳皮”現象)，從而在施工縫或冷縫處理時取消刷毛或沖毛工序，以求簡化層面處理。

4 收倉處理

碾壓混凝土和鋪筑層面在收倉時要基本上到達同一高程或預定的層面形狀，根據施工機械能力安排鋪筑計劃和設置的施工縫，以及由于降雨等原因停止鋪筑所留的施工縫，其坡度應以振動碾能夠行駛的標準(爬坡能力)確定，一般采用1∶4。日本《碾壓混凝土施工》關于施工縫的說明如下:

4.1 停鋪位置

為了保證碾壓機及切縫機作業所必須的寬度，停鋪位置離收縮縫的最小距離為300 cm寬。同時，為了使停鋪部位不重迭，上下層停鋪部位的最小距離亦應為300 cm。

4.2 停鋪坡面的整形和壓實

停鋪坡面應不陡于振動碾能施工的最陡坡度1∶4.0(≈14°)，且平倉后要使用輪胎式裝載機對坡面整形。此外，按施工縫處理要求，在混凝土鋪筑計劃區邊緣，將坡面肩部形成隆起10 cm高的圍埂，然后進行壓實。坡面碾壓密實后，削去坡腳的薄層部分(厚10 cm)，削角面用插入式搗固器搗實。任一鋪筑層的任一邊緣出現冷縫時，這一道縫與同一方向上出現的另一道冷縫之間的距離應。不允許在平行于建筑物縱軸方向上產生連續的垂直向的冷縫。為防止養護水流入正在鋪筑的倉面。可在施工縫面上設路肩，集水坑等阻水設施。

［1］ 劉祥柱.水利水電工程施工［M］.鄭州:黃河水利出版社，2009.

［2］ 中水東北勘測設計研究有限責任公司.SL303—2004水利水電工程施工組織設計規范［S］.北京:中國水利水電出版社，2004.