某土壩除險(xiǎn)加固中的低彈混凝土技術(shù)

某土壩除險(xiǎn)加固中的低彈混凝土技術(shù)低彈混凝土混凝土彈性模量防滲墻抗?jié)B性應(yīng)用***水庫位浙江省******苕溪支流南溪上，始建于1958年，是治理太湖流域水患的大型骨干水利工程之一。水庫匯流面積258平方公里，總庫容1.15億立方米，大壩為粘土心墻砂殼壩，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大。（二）型水庫。由于歷史客觀原因和工程運(yùn)行時(shí)間的推移，在2001年水利廳組織的大壩安全鑒定中，***水庫被列為三類壩需進(jìn)行除險(xiǎn)加固。***水庫大壩為粘土心墻土壩，其除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)采用混凝土防滲墻作為大壩新的防滲體以提高土壩體的抗?jié)B性，設(shè)計(jì)要求混凝土防滲墻的抗壓強(qiáng)度等級(jí)為C8，彈性模量≤14000Mpa，滲透等級(jí)W4，坍落度為8~11cm.一、原材料試驗(yàn)試驗(yàn)所用水泥為安徽寧國海螺32.5R級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥，摻合料采用膨潤土，細(xì)骨料為天然河砂或石屑，粗骨料為一級(jí)配石灰?guī)r碎石，各種材料的物理性能試驗(yàn)成果分述如下。1.1水泥試驗(yàn)所用水泥為安徽寧國海螺32.5R級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥。1.2細(xì)骨料試驗(yàn)所用細(xì)骨料為天然河砂或石屑。1.3粗骨料試驗(yàn)成果表明，本粗骨料含泥量等各指標(biāo)均滿足水工混凝土拌和用粗骨料要求。1.4膨潤土試驗(yàn)所用膨潤土為鈉基膨潤土，其細(xì)度為11.2%（按水泥細(xì)度試驗(yàn)方法）。1.5外加劑試驗(yàn)用外加劑為浙江五龍化工股份有限公司生產(chǎn)的ZWL-B-2型引氣緩凝泵送劑。二、低彈混凝土基本參數(shù)的確定根據(jù)本工程防滲墻的施工特點(diǎn)（采用人工開挖壩體，倒掛井護(hù)壁，人工振搗），因此工作面較小，施工難大較大，要求防滲墻混凝土拌和物應(yīng)具有良好的和易性、粘聚性及一定的流動(dòng)性，而做為防滲墻應(yīng)具有彈性模量低、變形性能好的特點(diǎn)，能有效適應(yīng)土壩壩體的變形。但由于現(xiàn)場施工進(jìn)度要求試驗(yàn)室在一個(gè)月多的時(shí)間內(nèi)，提供合宜的施工配合比。而本工程防滲墻混凝土的設(shè)計(jì)要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C8、壩落度為9～11cm、彈性模量≤14000MPa，抗?jié)B等級(jí)W4，根據(jù)資料分析國內(nèi)同類型防滲墻混凝土設(shè)計(jì)彈性模量為≤15000Mpa，而施工實(shí)測彈性模量均在14000Mpa以上，因此本工程的設(shè)計(jì)要求是比較高的。在這么短的時(shí)間內(nèi)，決定采用非常規(guī)的試驗(yàn)安排，根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同水膠比、水泥用量、膨潤土摻量、細(xì)骨料種類、含砂率等因素經(jīng)優(yōu)化直接進(jìn)行一輪試驗(yàn)，能過試驗(yàn)成果分析，選定合宜的施工配合比，故確定以下參數(shù)。2.1水膠比水膠比是決定混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性及耐久性等指標(biāo)的重要參數(shù)，對(duì)于本工程防滲墻的混凝土應(yīng)具有彈性模量低，較高的抗?jié)B性能，并應(yīng)具有Ｃ8的強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)際細(xì)骨料采用天然砂時(shí)水膠比為0.68、0.70、0.72、0.74、0.75，細(xì)骨料采用石屑時(shí)水膠比為0.70、0.72、0.74、0.76等各種水膠比進(jìn)行混凝土的抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)、及彈性模量等指標(biāo)的試驗(yàn)。2.2膨潤土是以蒙脫石為主要成份的含水硅酸類，屬無機(jī)非金屬礦物，其顆粒一般較細(xì)，摻入混凝土中有利降低混凝土的彈性模量，但由于本工程要求防滲墻混凝土的強(qiáng)度較高，但細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)又較大，故細(xì)骨料用砂時(shí)膨潤土選擇20%、25%、30%的摻量，細(xì)骨料用石屑時(shí)選擇25%、30%、35%的摻量進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)。2.3砂率砂率的變動(dòng)將混凝土拌和物的流動(dòng)性產(chǎn)生很大的影響，并對(duì)混凝土的彈性模量產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)選用較大的砂率，但由于工程工期緊，故混凝土中細(xì)骨料采用天然砂時(shí)選擇50%的砂率，混凝土中細(xì)骨料采用石屑時(shí)選擇60%的砂率進(jìn)行不同水膠比和不同膨潤土摻量的各項(xiàng)性能試驗(yàn)。2.4用水量的確定混凝土單位用水量的多少是控制混凝土拌和物流動(dòng)度大小的主要因素，因此確定單位用水量應(yīng)以混凝土拌和物達(dá)到能滿足施工要求的流動(dòng)度為依據(jù)。根據(jù)本工程設(shè)計(jì)要求壩落度應(yīng)控制在9～11cm之間，并結(jié)合外加劑的減水性能確定混凝土細(xì)骨料采用天然砂時(shí)用水量為260～270kg/cm3之間，混凝土細(xì)骨料采用石屑時(shí)用水量為260～275kg/cm3之間。2.5外加劑的摻量外加劑的摻量根據(jù)外加劑生產(chǎn)企業(yè)提供的摻量為膠凝材料用量的0.25%.三、試驗(yàn)方案及成果分析3.1根據(jù)上述確定的參數(shù)，3.2成果分析查浴絮1槍、水膠比是影毯響混凝土強(qiáng)度皆的主要因素，挽隨著水膠比的撤增大混凝土的河抗壓強(qiáng)度、抗捎拉強(qiáng)度、彈性勞模量、滲透等爭級(jí)均隨著下降昨，這符合混凝魄土和水膠比的布一般規(guī)律。堵楊造2弦、膨潤土摻量金是影響混凝土吉強(qiáng)度的次要因侮素，隨著膨潤騰土摻量的增加江混凝土的抗壓閘強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)色度、彈性模量唉、滲透等級(jí)均個(gè)隨著下降。峰崗窩3拳、在一定范圍匹內(nèi)，砂率對(duì)混始凝土的力學(xué)性穗能影響較小。叢鍋撿4莖、膨潤土摻量程相同，水膠比娛每縮晨小燒0.0程3剖，混凝土的抗蛇壓強(qiáng)度約增傳加默14.3橡%途，抗拉強(qiáng)度約雜增沿加框24.2柴%饅，彈性模量約目增姨加傘9.9%.硬興扎5挪、膨潤土摻量搖相同，混凝土但抗壓強(qiáng)度相同縱的情況下，細(xì)抬骨料使用石屑樹與使用砂比較敗，抗拉強(qiáng)度約友增磁加匹18.5顛%坡，彈性模量約辜增冰加手8.4%.6類.胡抗?jié)B等級(jí)基本薦可滿足防滲墻練的設(shè)計(jì)要求。段綜上所述，水坡膠比和膨潤土哈摻量是影響混峰凝土強(qiáng)度和彈鋪性模量的最主呀要因至素，強(qiáng)美度增加，彈性柄模量也增加，沃但強(qiáng)度的增加氏對(duì)設(shè)計(jì)要求的較彈性模量是不順利的，所以在伙達(dá)到設(shè)計(jì)混凝型土強(qiáng)度等級(jí)的吃條件（盡量降稿低）混凝土的臉彈性模量。通松過以上試驗(yàn)只候要選擇適當(dāng)?shù)膽T水果膠比和膨果潤土摻量是可害以配制出滿足絕設(shè)計(jì)要求的混蝦凝土。著四、工程稅應(yīng)用結(jié)果根據(jù)后室內(nèi)試驗(yàn)的情張況，確定細(xì)骨諸料采用天然砂紛，選用編吵號(hào)攝S馳2齡的配合比作為查現(xiàn)場用施工配掃合比。與并在本工撕程防滲墻應(yīng)用島中取得了較好若的效果?，F(xiàn)場王澆筑情況表明寸，選定的配合撐比和易性好，集易于澆筑，適柄應(yīng)施工要求。攔并經(jīng)現(xiàn)場取樣施試驗(yàn)膀，固28終d離抗壓強(qiáng)度最大催值凡為頓11.3Mp業(yè)a燙、最小值讀為舟8.1Mp某a吐，平均抗壓強(qiáng)不度遇為火9.6Mp植a功；彈性模量最猴大值市為督13426M浪p禽a授、最小值碗為解10770M融p旅a雞，平均彈量模際量中為懼12020M襖p熄a導(dǎo)；抗?jié)B等耀級(jí)蠅≥馬W難4鴉，上述各項(xiàng)指農(nóng)標(biāo)均符合設(shè)計(jì)尼要求物。棍保隨著時(shí)間謊的推移，國內(nèi)做五、六十建造鄰的土壩都相繼稈進(jìn)入除險(xiǎn)加固餐期，而其中對(duì)握土壩壩體作一尾新的混凝土防拼滲體是有效的盟防止壩體的滲嚴(yán)漏的方法，但餡同時(shí)對(duì)防滲墻續(xù)采用的混凝土伏提出了較高的耗要求，其混凝券土應(yīng)具有適應(yīng)療土壩壩體變形刮，又能防止水律流滲漏的能力慌，因此要求配撕制的混凝土應(yīng)匙具有低彈性模價(jià)量、高抗?jié)B的律性能，而且應(yīng)鑒具有相對(duì)低彈救混凝土較高的聯(lián)強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)丹配合比時(shí)在滿滋足和易性的要吧求下，盡量采乖用大砂率，對(duì)惹降低混凝土的斬彈性模量有幫臉助。并在設(shè)計(jì)砍時(shí)可以