第5章 混凝土工程

第五章混凝土工程

混凝土建筑物的施工方法有現(xiàn)場澆筑和預(yù)制裝配兩大類?，F(xiàn)場分倉澆筑可分為傳統(tǒng)的分層分塊澆筑和薄層碾壓澆筑。

混凝土壩的施工工藝流程

骨料開采毛料貯存骨料加工凈料貯存骨料溫控摻和料加工水泥貯存摻和料貯存外加劑外加劑貯存拌和水溫控

混凝土拌和模板安裝模板制作鋼筋架立鋼筋加工壩體混凝土澆筑圖5-2混凝土壩的施工工藝流程圖第一節(jié)

骨料料場規(guī)劃和生產(chǎn)加工

一、骨料料場規(guī)劃

料場規(guī)劃是骨料生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。砂石骨料的質(zhì)量是料場選擇的首要前提。骨料的質(zhì)量要求包括：強度、抗凍、化學(xué)成分、顆粒形狀、級配和雜質(zhì)含量等。骨料來源：①天然骨料；②人工骨料；③組合骨料，天然骨料為主，人工骨料為輔。

1．骨料料場規(guī)劃的原則

1)滿足水工混凝土對骨料的各項質(zhì)量要求、其儲量應(yīng)滿足各設(shè)計級配的需要，有必要的富裕量。

2)選用的料場，應(yīng)場地開闊，高程適宜，儲量大，質(zhì)量好，開采季節(jié)長，主輔料場應(yīng)能兼顧洪枯季節(jié)互為備用的要求。

3)選擇可采率高，天然級配與設(shè)計級配較為接近，用人工骨料調(diào)整級配數(shù)量少的料場。

4)料場附近有足夠的回車和堆料場地，且占用農(nóng)田少。

5)選擇開采準備工作量小，施工簡便的料場。

2．骨料的加工過程

天然骨料需要通過篩分分級，人工骨料需要通過破碎、篩分加工，其生產(chǎn)流程:

圖5-3天然骨料生產(chǎn)流程

骨料開采量取決于混凝土中各種粒徑料的需要量。若第i組骨料所需的凈料量為qi，則要求開采天然骨料的總量Qi可按下式計算:

式中

k—骨料生產(chǎn)過程的損失系數(shù)；

Pi—天然骨料中第i種骨料粒徑含量的百分數(shù)。

3．骨料開采量的確定

第i骨料凈料需要量qi與第j種標號混凝土的工程量Vj有關(guān)，也與該標號混凝土中i種粒徑骨料的單位用量eij有關(guān)。于是，第i組骨料的凈料需要量qi可表達為：式中

kc—混凝土出機后運輸、澆筑中的損失系數(shù)，約為l%～2%。

如需要利用開采石料作為人工骨料料源，則石料開采量Vr可按下式計算：

式中

k—人工骨料損失系數(shù)；

e—每方混凝土的骨料用量，t／m3；

V0—混凝土的總需用量，m3；

β—塊石開采成品獲得率，取80％～95％；

γ—塊石容重，t／m3。

4．骨料生產(chǎn)能力的確定

可根據(jù)混凝土澆筑進度對骨料的用料要求，用供需累計過程線確定各階段要求的骨料生產(chǎn)能力，如圖

1-需要量累計曲線2-生產(chǎn)量累計曲線圖5-4骨料生產(chǎn)能力確定圖

產(chǎn)量累計過程線的斜率就是加工廠的生產(chǎn)強度，斜率最大的時段就是骨料的高峰生產(chǎn)時段。據(jù)此可確定骨料加工的生產(chǎn)能力P式中

V—骨料生產(chǎn)高峰期的總產(chǎn)量，m3；

T—骨料生產(chǎn)高峰時段的月數(shù)；

K1—高峰時段骨料生產(chǎn)的不均勻系數(shù)；

K2—時間利用系數(shù)，可取0.8～0.9；

m—每日有效工作時數(shù)，可取20h；

n—每月有效工作日數(shù)，可取25～28d。

5．天然骨料的開采設(shè)備

索鏟

(天然骨料開采,在河灘多用索鏟)1-工作臂桿；2-牽引索；3-土斗；4-操作索圖5-5索鏟圖5-6

ESH20.90型步行式(索鏟)采砂船

（在一定水深中采掘沙礫石）1-工作大梁提升索2-工作大梁3-砂斗4-從動輪5-主動輪6-接砂斗7-主機房8-絞車9-吊桿10-皮帶運輸機11-瀉水槽12-平衡水箱圖5-7采砂船示意圖二、骨科加工及加工設(shè)備

將采集的毛料加工，一般需通過破碎、篩選和沖洗，制成符合級配，除去雜質(zhì)的碎石和人工砂。根據(jù)骨料加工工藝流程，組成骨料加工廠。

1．骨料的破碎

使用破碎機械碎石，常用的設(shè)備有顎板式、反擊式和錐式三種碎石機。

（1）顎板式碎石機1-破碎槽進口；2-偏心輪；3-固定顎板；4-活動顎板圖5-8

顎板式碎石機示意圖2．骨料的篩分

為了分級，需將采集的天然毛料或破碎后的混合料篩分，分級的方法有水力篩分和機械篩分兩種。前者利用骨料顆粒大小不同，水力粗度各異的特點進行分級，適用于細骨料。后者利用機械力作用經(jīng)不同孔眼尺寸的篩網(wǎng)對骨料進行分級，適用于粗骨料。大規(guī)模篩分多用機械振動篩，有偏心振動和慣性振動篩兩種。

3．砂的水力分級

無論天然砂還是人工砂通常多用水力分級，這時分級和沖洗同時進行。也有用沉砂箱承納篩分后流出的污水砂漿，經(jīng)初洗和排污后再送入洗砂機清洗。4．骨料加工廠

大規(guī)模的骨料加工，常將加工機械設(shè)備按工藝流程布置成骨料加工工廠。其布置原則是，應(yīng)充分利用地形，減少基建工程量；有利于及時供料，減少棄料；成品獲得率高，通常要求達到85%～90%。當成品獲得率低時，應(yīng)考慮利用棄料二次破碎，構(gòu)成閉路生產(chǎn)循環(huán)。在粗碎時多為開路，在中、細碎時采用閉路循環(huán)。三、骨料的堆存

防止跌碎和分離是骨料堆存質(zhì)量控制的首要任務(wù)。為此應(yīng)控制卸料的跌落高度，避免轉(zhuǎn)運過多，堆料過高。堆料時應(yīng)分層堆料，逐層上升，或采用動臂堆料機，使卸料跌差保持在3m以內(nèi)。跌差過大，應(yīng)輔以梯式或螺旋式緩降器卸料。

堆料場內(nèi)還應(yīng)設(shè)排污和排水系統(tǒng)，以保持骨料的潔凈。砂料堆場的排水尤應(yīng)良好，應(yīng)有三天以上的堆存時間，以利脫水。

第二節(jié)

模板和鋼筋作業(yè)

一、模板作業(yè)

1．模板的作用

模板的主要作用是對新澆塑性混凝土起成型和支承作用，同時還具有保護和改善混凝土表面質(zhì)量的作用。

2．模板的基本類型

根據(jù)制作料材，模板可分為：木模板、鋼模板、混凝土和鋼筋混凝土預(yù)制模板；根據(jù)架立和工作特征，模板可分為固定式、拆移式、移動式和滑動式。固定式模板多用于起伏的基礎(chǔ)部位或特殊的異形結(jié)構(gòu)。拆移式、移動式和滑動式可重復(fù)或連續(xù)在形狀一致或變化不大的結(jié)構(gòu)上使用，有利于實現(xiàn)標準化和系列化。

3．模板的基本要求、選型及設(shè)計荷載

（1）模板的基本要求①具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性；

②保持結(jié)構(gòu)物的形狀尺寸和各部分的相互位置

正確；

③拼接縫緊密不漏漿、混凝土表面平整光滑；

④制作簡單、裝拆方便、周轉(zhuǎn)次數(shù)多；

⑤盡可能少用木材，以鋼代木原則。（2）模板的選型（3）模板的設(shè)計荷載①豎向荷載：模板及支架結(jié)構(gòu)自重；新澆混凝土重量及鋼筋重量；澆筑設(shè)備、工具及施工人員的荷載；振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；傾倒混凝土的沖擊力產(chǎn)生的荷載。

②水平荷載：新澆混凝土的側(cè)壓力；振搗、卸料及機械平倉產(chǎn)生的水平荷載；風(fēng)荷載；模板與混凝土的粘結(jié)力。4．模板的制作、安裝和拆除

（1）模板的制作（2）模板的安裝（3）模板的拆除

非承重模板，應(yīng)在混凝土強度達2.5MP以上，能保證表面和棱角不因拆模而損壞。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承重模板，應(yīng)在混凝土達到下表所列強度（按混凝土設(shè)計標號的百分率計）時，才能拆模。

懸臂板、梁其他板、梁、拱跨度≤2m跨度>2m跨度≤2m跨度2~8m跨度>8m70％100％50％70％100％二、鋼筋的加工和安裝

1．鋼筋的加工

2．鋼筋的安裝

鋼筋的安裝可采用散裝和整裝兩種方式。散裝是將加工成型的單根鋼筋運到工作面，按設(shè)計圖紙綁扎或電焊成型。整裝是將加工成型的鋼筋,在焊接車間用點焊焊接交叉結(jié)點，用對焊接長,形成鋼筋網(wǎng)和鋼筋骨架。實踐證明：整裝不僅有利于提高安裝質(zhì)量,而且有利于節(jié)約材料，提高工效,加快進度，降低成本。

第三節(jié)

混凝土的制備

一、混凝土拌和設(shè)備及其生產(chǎn)能力的確定

拌和機拌制混凝土有兩種方式：一種是利用可旋轉(zhuǎn)的拌和筒上的固定葉片，將混凝土料帶至筒頂自由跌落拌制，多用來拌制具有一定塌落度的混凝土；另一種是裝料鼓筒不旋轉(zhuǎn)，固定在軸上的葉片旋轉(zhuǎn)帶動混凝土料進行強制拌和，多用來拌制干硬性混凝土。

自由跌落式拌和機有鼓筒式和雙錐式兩種。圖5-38鼓筒式圖5-39雙錐式拌和機的小時生產(chǎn)率P可按下式計算：式中

N—每臺拌和機每小時平均拌和次數(shù)；

V—拌和機出料容量，m3；

t1—進料時間；

t2—拌和時間；

t3—出料時間；

t4—必要的技術(shù)間歇時間；

Kt—時間利用系數(shù)。

二、拌和站、拌和樓及其設(shè)備容量

(一)拌和站、拌和樓的布置中小工程、分散工程或大型工程的零星部位，通常設(shè)置拌和站，而對于用料集中的大、中型工程，則多設(shè)置拌和樓?；炷料到y(tǒng)內(nèi)部布置應(yīng)利用地形高差呈臺階形布置，減少物料提升能量消耗。

拌和站的布置，對臺階地形，拌和機數(shù)量不多，可一字形排列；對溝槽路塹地形，拌和機數(shù)量多，可采用雙排相向布置，如圖所示：圖5-40

拌和樓是集中布置的混凝土工廠，常按工藝流程分層布置，分為進料、貯料、配料、拌和及出料共五層，其中配料層是全樓的控制中心，設(shè)有主操縱臺，如圖：圖5-42(二)拌和設(shè)備容量的確定

拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)能滿足混凝土質(zhì)量品種和澆筑強度的要求，其小時生產(chǎn)能力可按混凝土月高峰強度計算?；炷涟韬驮O(shè)備需要滿足的小時生產(chǎn)能力：

式中

n—高峰月每日平均工作時數(shù)，一般取20h；

m—高峰月有效工作日數(shù)，一般取25d；

K—小時生產(chǎn)不均勻系數(shù)，可按1.5考慮；

Qmax—混凝土月高峰澆筑強度。

確定混凝土拌和設(shè)備容量和臺數(shù)，還應(yīng)滿足如下要求：1）能滿足同時拌制不同標號的混凝土；2）拌和機的容量與骨料最大粒徑相適應(yīng)；3）考慮拌和、加冰和摻合料以及生產(chǎn)干硬性或低坍落度混凝土對生產(chǎn)能力的影響；4）拌和機的容量與運載重量和裝料容器的大小相匹配；5）適應(yīng)施工進度，有利于分批安裝，分批投產(chǎn)分,批拆除轉(zhuǎn)移。第四節(jié)

混凝土的運輸方案

運輸過程包括水平和垂直運輸，其設(shè)備應(yīng)配合協(xié)調(diào)；在運輸過程中要求混凝土不初凝、不分離、不漏漿、無嚴重泌水、無過大的溫度變化，能保證混凝土入倉溫度的要求。

從混凝土出機到澆筑倉前，主要應(yīng)完成水平運輸，從澆筑倉前至倉里主要完成垂直運輸。

三、混凝土運輸澆筑方案

（一）門、塔機運輸澆筑方案

1.門、塔機棧橋運輸澆筑方案

設(shè)棧橋的目的在于擴大起重機的工作范圍，增加澆筑高度，為起重、運輸機械提供行駛線路，避免干擾，以利安全高效施工。棧橋和起重機的布置方案，實質(zhì)上就是如何使起重機在平面和高程上控制整個建筑物的澆筑部位。

四、混凝土運輸澆筑方案的選擇及起重機械數(shù)

量的確定

（一）運輸澆筑方案的選擇原則1）效率高，成本低，運轉(zhuǎn)次數(shù)少，不易分離，質(zhì)量易保證；2）起重設(shè)備控制整個建筑物的澆筑部位；3）主要設(shè)備型號單一，性能良好，配備設(shè)備能使主要設(shè)備的生產(chǎn)能力充分發(fā)揮；4）在保證工程質(zhì)量前提下能滿足高峰澆筑強度的要求；5）除滿足混凝土澆筑要求外，同時能最大限度地承擔模板、鋼筋、金屬結(jié)構(gòu)及倉面小型機具的吊運工作；6）在工作范圍內(nèi)能連續(xù)工作，設(shè)備利用率高，不壓澆筑塊，或不因壓塊而延誤澆筑工期；

對于高大建筑物，垂直運輸應(yīng)以門、塔機棧橋方案作為主要的比較方案；而以履帶式起重機、汽車、皮帶機運輸為輔助方案。門、塔機方案適合河谷較寬的壩址；中偏低或低壩可不設(shè)棧橋；高壩則設(shè)棧橋。狹窄河谷首先考慮纜機方案；當順流向建筑物尺寸大或有多個建筑物，則多采用以輻射纜機為主的方案；澆筑強度較大時，可采用一固定塔架、多臺輻射式纜機方案；

對中等高度、結(jié)構(gòu)單薄的壩，如薄拱壩、支撐壩，在缺乏大型起重機械時，可采用固定式纜機（走線）或固定鋼塔配合小車轉(zhuǎn)運的方案，起重鋼塔可垂直架立，也可沿支墩斜面傾斜布置。對高度較低的建筑物，例如低壩、廠房、水閘、船閘、護坦及各種墩、墻零星分散的小型建筑物，則常以履帶式起重機、汽車、皮帶機為主要澆筑手段。

（二）起重機數(shù)量的確定

1.月實用生產(chǎn)率

式中

Pt—起重機的技術(shù)生產(chǎn)率，Pt=Noq

（No為每小時吊運罐數(shù)，q為每罐的有效）；

m—每月有效工作天數(shù)，可取m＝25d；

n—每天有效工作時數(shù)，可取n=20h；

K1—吊罐有效容積利用系數(shù)；

K2—時間利用系數(shù)；

K3—綜合利用系數(shù)。

2.小時澆筑強度

式中

—澆筑高峰年或高峰時段的月平均強度；

Km—月不均衡系數(shù)；

Kd—澆筑的日不均勻系數(shù)；

Kh—澆筑的小時不均勻系數(shù)；m、n—意義同前。

3.起重機需用數(shù)量

式中Qm——施工進度要求的月澆筑強度；

Pm——起重機實際臺月生產(chǎn)率，m3／臺月；

Ko——備用系數(shù)。

由上式可見：應(yīng)改善供料條件，加強起重機械的管理和維修，盡量提高時間利用系數(shù)；宜搭配必要的輔助機械，用以完成輔助作業(yè)，最大限度地提高綜合利用系數(shù)，讓主導(dǎo)起重機械充分用來澆筑混凝土。

第五節(jié)

混凝土的澆筑和養(yǎng)護

為了避免由于不均勻沉降引起壩體開裂，常用結(jié)構(gòu)縫將壩體分段，為了控溫防裂和施工方便，用縱縫將壩段分成若干柱狀塊，在澆筑時又用臨時的施工縫將柱狀塊分層，形成若干澆筑倉，又稱澆筑塊。保證每個倉的澆筑質(zhì)量，是保證壩體質(zhì)量的基礎(chǔ)。

一、混凝土澆筑的工藝流程

(一)澆筑前的準備作業(yè)澆筑前的準備作業(yè)包括基礎(chǔ)面的處理、施工縫處理、立模、鋼筋及預(yù)埋件安設(shè)等。

澆筑前澆筑時澆筑后1．基礎(chǔ)面處理

對于砂礫地基，應(yīng)清除雜物，整平建基面，再澆10～20cm低標號混凝土作墊層，以防漏漿；對于土基應(yīng)先鋪碎石，蓋上濕砂，壓實后，再澆混凝土；對于巖基，在爆破后，用人工清除表面松軟巖石、棱角和反坡，并用高壓水槍沖洗，若粘有油污和雜物，可用金屬絲刷刷洗，直至潔凈為止，最后，再用壓風(fēng)吹至巖面無積水，經(jīng)質(zhì)檢合格，才能開倉澆筑。2．施工縫處理

施工縫系指澆筑塊間臨時的水平和垂直結(jié)合縫，也是新老混凝土的結(jié)合面。在新混凝土澆筑前，必須采用高壓水槍或風(fēng)砂槍將老混凝土表面含游離石灰的水泥膜（乳皮）清除，并使表層石子半露，形成有利于層間結(jié)合的麻面。

3．模板、鋼筋和預(yù)埋件的安設(shè)

4．開倉前全面檢查經(jīng)質(zhì)檢部門全面檢查，發(fā)給準澆證后，才允許開倉澆筑。一經(jīng)開倉則應(yīng)連續(xù)澆筑，避免因中斷而出現(xiàn)冷縫。（二）入倉鋪料

混凝土入倉鋪料多用平澆法。沿倉面某一邊逐條逐層有序連續(xù)鋪填，如圖所示：圖5-64

層間間歇時間超過混凝土初凝時間，會出現(xiàn)冷縫，使層間的抗?jié)B、抗剪和抗拉能力明顯降低。如氣溫一定，倉面尺寸和澆筑鋪層厚度應(yīng)與混凝土運輸澆筑能力相適應(yīng)。換言之，當允許層間間隔時間t（h）已定后，為不出現(xiàn)冷縫，應(yīng)滿足以下條件：

或

式中K—混凝土運輸延誤系數(shù)，取0.8~0.85；

P—澆筑倉要求的混凝土運澆能力，m3/h；

t1—混凝土從出機到入倉的時間，h；B、L—澆筑塊的寬度和長度，m；

h—鋪料層厚度，m。

倘分塊尺寸和鋪層厚度已定，設(shè)備能力難以增加，可將平澆法改變?yōu)樾睂訚仓螂A梯澆筑。

圖5-65（三）平倉與振搗

卸入倉內(nèi)成堆的混凝土料，按規(guī)定要求均勻鋪平稱為平倉。

振搗是保證混凝土密實的關(guān)鍵。由于振搗器能夠產(chǎn)生高頻低振幅的振動，使塑性混凝土液化，骨料相互滑移，砂漿充填骨料間的空隙，排出其中的空氣，使混凝土達到密實。

二、混凝土養(yǎng)護

養(yǎng)護是保證混凝土強度增長，不發(fā)生開裂的必要措施，通常采用灑水養(yǎng)護，或安管噴霧。模板對混凝土表面有保護作用，故確定拆模時間應(yīng)考慮養(yǎng)護的要求。養(yǎng)護時間與澆筑結(jié)構(gòu)、水泥發(fā)熱特征有關(guān)。

圖5-68混凝土灑水養(yǎng)護三、混凝土施工的質(zhì)量控制

物理監(jiān)測，采用超聲波、γ射線、紅外線等儀表監(jiān)測裂縫、空洞和彈模。

鉆孔壓水是一種普遍的檢查方法。用地質(zhì)鉆機取樣，進行抗壓、抗拉、抗剪、抗?jié)B等試驗。

原型觀測，一般在混凝土澆筑中埋設(shè)電阻溫度計監(jiān)測運行期混凝土內(nèi)的溫度變化；埋設(shè)測縫計監(jiān)測裂縫的開合；埋設(shè)滲壓計監(jiān)測壩基揚壓力和壩體滲透壓力的大小；埋設(shè)應(yīng)力應(yīng)變計監(jiān)測壩體應(yīng)力應(yīng)變情況；埋設(shè)鋼筋計監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的工作情況。同時進行位移、沉降等外部觀測。

第六節(jié)水下混凝土施工

在澆筑水下混凝土?xí)r要防止水流和波浪沖擊等的影響。在選擇配合比時，要求混凝土有更好的塑性、流動性和抗分離性能。混凝土澆筑時應(yīng)不間斷地進行。水下混凝土施工方法有袋裝法、導(dǎo)管法、傾灌法、壓漿法和水下不分散混凝土等。

1.袋裝法

袋裝法有袋裝混凝土和模袋裝填兩種工藝。

袋裝混凝土是指將拌制好的混凝土（坍落度5cm～7cm）裝入稀孔的織物袋內(nèi)，然后由潛水工在水下將它們疊置起來。常用于填平基巖坑穴及臨時的和次要的工程。

模袋裝填是指模袋砂漿或模袋混凝土。此法常用來填充縫隙，如建筑物和岸壁接頭處，在基礎(chǔ)要求較高（象沉箱預(yù)制廠的軌道基礎(chǔ)）的拋石基床或混凝土方塊之間的空隙等。2.導(dǎo)管灌筑法

導(dǎo)管法要求混凝土有較大的流動性，有足夠的抗泌水和抗分離性能(可摻入引氣劑并適當提高砂率)。

導(dǎo)管承料漏斗提升機具球塞圖5-71導(dǎo)管灌筑法示意圖

3.水下不分散混凝土

水下不分散混凝土（簡稱NDC）是將具有特定性能的聚合物（即NDC抗分散劑）做摻加劑，按水泥重量的1／4加入到混凝土中，從而改善混凝土材料的組成和配合比，使混凝土具有極好的粘聚力，能避免水泥流失，限制新拌混凝土的分散、離析，保證了混凝土強度。此外，這種混凝土還具有極好的流動性，可自流平，自密實。具有緩凝性（初凝時間大于15h），幾乎不泌水。這就給澆筑水下混凝土帶來了施工便利和質(zhì)量保證。

NDC水下不分散混凝土適用于水下建筑物的建造和修補，如大壩、護岸、港口碼頭、橋梁、海岸防波堤、地下連續(xù)墻等工程施工中。第七節(jié)鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件的制作

預(yù)制構(gòu)件的主要生產(chǎn)過程有：原材料的驗收及儲存；混凝土制備；鋼筋制作；構(gòu)件成型和養(yǎng)護；構(gòu)件的脫模和堆放等。其中構(gòu)件成型和養(yǎng)護是中心環(huán)節(jié)，對保證構(gòu)件質(zhì)量和生產(chǎn)率的實現(xiàn)起著決定性作用。一、預(yù)制構(gòu)件制作的工藝組織

根據(jù)成型和養(yǎng)護的不同特點，有下列三種組織方式。

1．臺座式生產(chǎn)工藝

2．機組流水式生產(chǎn)工藝

3．傳送流水式生產(chǎn)工藝二、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件制作

基本制作方法：先張法和后張法。

先張法是在澆筑混凝土前將鋼筋張拉到設(shè)計控制應(yīng)力，并用夾具將其臨吐固定在兩端的臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土。待混凝土達到一定強度，保證預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間有足夠的粘著力之后，放松預(yù)應(yīng)力，鋼筋回縮，借助于混凝土與預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)，使混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。生產(chǎn)過程如圖所示。

圖5-72

后張法是在構(gòu)件設(shè)計配置預(yù)應(yīng)力筋的部位預(yù)先留出孔道，待混凝土達到設(shè)計強度后，將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道，然后進行張拉并錨固。張拉的反作用力通過錨固裝置直接傳到構(gòu)件本身，使混凝土受到預(yù)壓應(yīng)力，最后向預(yù)留孔道進行灌漿，使預(yù)應(yīng)力筋不銹蝕并與構(gòu)件連成整體。生產(chǎn)過程如圖所示。后張法是直接在構(gòu)件上張拉,不需要專門的臺座,宜于在現(xiàn)場制作大型構(gòu)件。同時,也可以作為一種預(yù)制構(gòu)件的拼裝手段,在預(yù)制廠制作小型塊體,然后運到現(xiàn)場穿入預(yù)應(yīng)力筋,通過施加預(yù)應(yīng)力拼裝成整體。

2．先張法施工工藝

（1）張拉

張拉是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，張拉程序按設(shè)計要求進行。張拉時應(yīng)準確地控制張拉應(yīng)力（鋼筋截面所允許承受的最大拉應(yīng)力值），其大小必須在保證構(gòu)件生產(chǎn)和使用安全的前提下盡量充分利用鋼筋強度。一般有如下規(guī)定（以σk表示控制張拉應(yīng)力，表示鋼筋的標準強度）:

鋼絲、鋼絞線：σk≤0.7

冷拉熱軋鋼筋：σk≤0.9

在構(gòu)件制作和使用過程中，由于混凝土收縮和徐變、鋼筋松弛、錨固設(shè)備變形等影響，鋼筋預(yù)應(yīng)力將要損失一部分。為了減少這種損失，施工中常常要進行“超張拉”，將鋼筋張拉到105%σk或者更多一些(但不得超過鋼筋屈服點；對鋼絲、鋼絞線不得超過其抗拉強度的75％)。張拉程序如下：鋼絲:О→初應(yīng)力→105%σkО→σk或者О→103%σk

鋼筋：О→初應(yīng)力→105%σk

О→90%σk→σk（2）放松鋼筋

當混凝土強度達到設(shè)計強度的70%以上時方可放松鋼筋。放松鋼筋應(yīng)緩緩進行，以免產(chǎn)生沖擊而損害構(gòu)件。圖5-74三、混凝土構(gòu)件的密實成型

1．振動法及振動加壓法

圖5-75圖5-762．離心成型法

離心成型法是將裝有混凝土的模板放在離心機上，使模板以一定的轉(zhuǎn)速繞著本身的縱軸旋軸，混凝土在離心力作用下分布于模板內(nèi)壁并擠出水份，從而使混凝土得到密實。離心法制作的構(gòu)件都是具有圓形空腔的管形構(gòu)件。

圖5-77四、混凝土構(gòu)件養(yǎng)護工藝

1.常壓蒸汽養(yǎng)護2.高溫高壓蒸汽養(yǎng)護3.熱拌混凝土熱模養(yǎng)護4.遠紅外線養(yǎng)護圖5-78第八節(jié)

碾壓混凝土施工

一、概述

用碾壓混凝土筑壩，通常在上游面設(shè)置常態(tài)混凝土防滲層以防止內(nèi)部碾壓混凝土的層間滲透；有防凍要求的壩，下游面亦用常態(tài)混凝土；為提高溢流面的抗沖耐磨性能，一般也采用標號較高的抗沖耐磨常態(tài)混凝土，這樣就使斷面形成所謂“金包銀”的結(jié)構(gòu)形式。

二、碾壓混凝土的施工特點

碾壓混凝土壩通常的施工程序是先在下層塊鋪砂漿，汽車運輸入倉，平倉機平倉，振動壓實機壓實，在擬切縫位置拉線，機械對位，在振動切縫機的刀片上裝鐵皮并切縫至設(shè)計深度，拔出刀片，鐵皮則留在混凝土中，切完縫再沿縫無振碾壓兩遍。施工流程：自卸汽車供料→平倉機平倉→振動碾壓實→切縫機切縫

碾壓混凝土施工的主要特點：1．采用VC值為10~30s的干貧混凝土

2．大量摻加粉煤灰，減少水泥用量

3．采用通倉薄層澆筑4．碾壓混凝土的溫控措施和表面防裂三、碾壓混凝土的倉面質(zhì)量控制(一)碾壓時拌和料干濕度的控制和檢查碾壓混凝土的干濕度一般用VC值來表示。VC值太小表示拌和太濕，振動碾易沉陷，難以正常工作。VC值太大表示拌和料太干，灰漿太少，骨料架空，不易壓實。(二)卸料、平倉、碾壓中的質(zhì)量控制和檢查1）保證層間結(jié)合良好2）卸料、鋪料厚度要均勻，減少骨料分離3）為了保證入倉混凝土及時攤鋪和碾壓4）結(jié)合部的控制5）密實度的控制

施工中可通過測定混凝土容重ρm和理論密實容重ρT，表示碾壓混凝土的相對密實度D四、碾壓混凝土的養(yǎng)護和防護

碾壓混凝土澆筑后必須養(yǎng)護，并采用恰當?shù)姆雷o措施，保證混凝土強度迅速增長，達到設(shè)計強度。在施工中應(yīng)盡量避免不利的早期干縮裂縫和其他有害影響。

從施工組織安排上應(yīng)盡量避免夏季和高溫時刻施工。五、碾壓混凝土壩施工的改進和展望

第九節(jié)

混凝土的溫度控制

一、混凝土溫度控制的基本任務(wù)

為了明確混凝土溫度控制的基本任務(wù)，應(yīng)首先弄清混凝土的溫度變化過程及與溫度變化密切相關(guān)的溫度裂縫問題。

（一）混凝土的溫度變化過程T(℃)溫升期冷卻期穩(wěn)定期TmaxTrTpTf圖5-79大體積混凝土溫度變化線溫升期、冷卻期（或降溫期）和穩(wěn)定期混凝土內(nèi)的最高溫度Tmax等于混凝土澆筑入倉溫度Tp與水化熱溫升值Tr之和。由Tp到Tmax是溫升期，由Tmax到穩(wěn)定溫度Tf是降溫期，之后混凝土體內(nèi)溫度圍繞穩(wěn)定溫度隨外界氣溫略有起伏。Tmax與Tf之差稱混凝土體的最大溫差，記為△T

（二）混凝土溫度裂縫1．表面裂縫

ΩT為注塊內(nèi)溫度分布線的包絡(luò)面積，a為結(jié)構(gòu)物或澆注塊的厚度，ΩT／a是平均溫度。設(shè)一橫座標通過這一平均溫度線，則橫座標上下的正負溫度應(yīng)力包絡(luò)的面積彼此相等。aaxx00ΩTT

拉力區(qū)壓力區(qū)σΩT／a溫度分布溫度應(yīng)力分布圖5-80混凝土澆注塊自身約束的溫度應(yīng)力

沿結(jié)構(gòu)物或塊厚方向溫度應(yīng)力σ的變化可按下式計算:式中

—混凝土的線膨脹系數(shù)；

—混凝土的彈性模量；

—橫座標x點的溫度，℃。

2．貫穿裂縫和深層裂縫

變形和約束是產(chǎn)生應(yīng)力的兩個必要條件。

基礎(chǔ)對新澆不久的混凝土產(chǎn)生溫度變形所施加的約束作用，稱為基礎(chǔ)約束。這種約束在混凝土升溫膨脹期引起壓應(yīng)力，在降溫收縮時引起拉應(yīng)力。當此拉應(yīng)力超過混凝土的允許抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫，稱為基礎(chǔ)約束裂縫。由于這種裂縫自基礎(chǔ)面向上開展，嚴重時可能貫穿整個壩段，故又稱為貫穿裂縫。

溫度變化引起變形εT為基礎(chǔ)的約束應(yīng)力產(chǎn)生的變形εσ所抵銷，表現(xiàn)為緊貼基礎(chǔ)部位無變形發(fā)生，根據(jù)變形相容條件有

式中—溫度應(yīng)力；

—分別為澆筑塊溫升引起的應(yīng)變和基礎(chǔ)約束產(chǎn)生的應(yīng)變；

—混凝土的泊桑比，可取為0.16～0.2。

考慮松弛系數(shù)后的修正式：

式中

R—混凝土的松弛系數(shù)，通常取0.5；

Kp—約束影響系數(shù)，離基礎(chǔ)面越遠R值越小，其值除與混凝土和基礎(chǔ)的彈性模量之比

E／Er有關(guān)外，也與混凝土注塊高度與其邊長比h/L有關(guān)，取值大小可查表。

（三）大體積混凝土溫度控制的任務(wù)

大體積混凝土溫度控制的首要任務(wù)是通過控制混凝土的拌和溫度來控制混凝土的入倉溫度；再通過一期冷卻來降低混凝土內(nèi)部的水化熱溫升，從而降低混凝土內(nèi)部的最高溫升，使溫差降低到允許范圍。其次，大體積混凝土溫控的另一任務(wù)是通過二期冷卻，使壩體溫度從最高溫度降到接近穩(wěn)定溫度，以便在達到灌漿溫度后及時進行縱縫灌漿。二、大體積混凝土溫度控制標準

溫度控制標準就是將大體積混凝土內(nèi)部和基礎(chǔ)之間的溫差控制在基礎(chǔ)約束應(yīng)力σ小于混凝土允許抗拉強度以內(nèi)，即

式中:σp—混凝土的抗拉強度，Pa；K

—安全系數(shù)。當用混凝土的拉伸應(yīng)變εp來控制，則有：

用基礎(chǔ)約束應(yīng)力作為控制標準，則上式可改寫為：

對壩而言，穩(wěn)定溫度場是個三維空間場，場內(nèi)溫度分布可由熱傳導(dǎo)理論建立熱傳導(dǎo)方程，經(jīng)推導(dǎo)可得

式中T——混凝土壩體溫度，℃；

x、y、z——分別為三維的自變量。

鑒于壩體沿壩軸線方向的長度遠大于其高度和寬度。若令壩軸向為Z，其尺寸過大熱傳導(dǎo)可忽略不計，故可將上式