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中小型水利工程砌石质量控制的技术措施 王军兴

    浆砌石因取材方便、坚固耐用、造价低廉等优势在水利工程建设中一直被广泛使用[1]。由于砌石施工的机械化问题在短期内难以解决,而手工施工方式则存在劳动强度高,质量难以控制的问题。为保证砌石体的施工质量,有必要在加强质量保证措施的研究,在砌筑前、砌筑中和砌筑后三个阶段全面控制施工质量。
    1 砌体石料的质量要求
    1.1外观要求
    毛石:毛石一般没有规则的外形,中部厚度不小于15cm,整体重量应在25kg以上[2];规格更小的毛石又称为片石,在砌筑中可用于塞缝,但是用量不可过多,一般不应超过砌体重量的十分之一。
    块石:由于砌体施工的块石上下两面应该大致平整,没有明显的尖角,厚度应该在20cm以上。
    粗料石:粗料石包括条形石和异形石,其质量要求是各面大致平整,棱角要分明,同一面的最大高差不超过本身长度1%-3%;石料的总体长度应大于50cm,块高应在25cm以上。
    1.2物理力学指标
    砌筑用石料的物理力学性质应满足表1中的质量标准。
    在石料使用前需要通过试验对其标号进行鉴定,同时测试其物理力学指标[3],如果没有试验资料,可以按照表2的规定执行。
    2 胶结材料的质量控制
    2.1胶结材料的类别
    水利工程中浆砌石使用的胶结材料主要包括水泥砂浆和混凝土,一些不重要的砌石工程还可以用水泥混合砂浆或石灰砂浆[4]。其中,水泥砂浆的常用等级有M5、M7.5、M10和M12.5等四种;砌石体常用的混凝土强度等级有C10和C15两种;水泥混合砂浆根据用途不同可以分为水泥黏土砂浆和水泥石灰砂浆两种,常用等级有M5、M7.5、M10;石灰砂浆的强度为0.1-1.0Mpa。制作胶结材料的水泥、砂、石和水应该符合相关规定要求,石灰必须加水熟化成灰,再利用6-8cm的筛子过筛方可使用。
    2.2胶结材料的配合比
    胶结材料的配合比计算应采用重量比而不是体积比,当采用水泥混合砂浆或石灰砂浆时可以将重量折算为体积;混凝土中的含砂率应略高于试验的含砂率;胶结材料的和易性利用坍落度、沁水性、离析性以及可砌性进行综合评定[5]。其中水泥砂浆的坍落度应掌握在4-6cm,混凝土的坍落度应掌握在5-8cm。砌石施工中所用的混凝土、水泥砂浆、水泥混合砂浆的配合比可以参考表3—表5中的数值,但均应根据试拌试验的结果进行适当调整。
    注:① 坍落度增减1cm,每立方米混凝土用水量需要增减1%;
    ② 卵石改用碎石时,水灰比应乘以1.03-1.05,砂率增加3%-5%,每立方米混凝土用水量增加10-15kg。
    注:稠度在本表范围之外每加减1cm,每立方米砂浆的用水量需增减8kg左右。
    2.3拌合质量要求
    (1) 配料单位必须严格遵守实验室签发的配料单进行配料,严禁擅自更改。配料时称量要认真准确,严格控制误差。其中,骨料误差不超过3%;水泥、混合料、水以及外加剂的误差不超过2%;黏土的误差不超过5%;石灰的误差不超过3%。
    (2) 在拌合过程中,机械拌合的时间不少于2min;如果采用人工拌合,至少要拌合3遍,再湿拌至色泽均匀方可使用。对用量较大的工程最好采用机械拌合,不仅可以降低劳动强度,还可以提高胶结材料的均匀性。
    (3) 胶结材料最好是随用随拌,尽量减少间歇时间[6]。在施工场地气温在20-30℃时,硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过90分钟,矿渣硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过120分钟;施工场地气温在10-19℃时,硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过150分钟,矿渣硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过180分钟;施工场地气温在0-9℃时,硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过180分钟,矿渣硅酸盐水泥胶结材料的间歇时间不超过210分钟。此外,每班至少要对胶结材料的坍落度抽查两次。
    (4) 胶结材料试件留置为同一强度等级的28d龄期,每100-200m3砌体成型一组试件,但是每一分部工程至少要成型一组试件,其强度要满足设计要求[7]。
    3 砌筑过程中的质量要求
    3.1砌体与基岩的连接与层面处理要求
    (1) 砌体层表面必须清理干净,特别是不能有浮渣和积水,如果胶结材料表面过于光滑应进行凿毛处理。
    (2) 砌体基础开挖之后应及时进行清理,清除存在的杂物和石块,对影响砌筑的尖角要进行敲除,并用水清洗干净并晾干。
    (3) 浇筑基础部分的垫层混凝土时,应先润湿基岩表面,然后铺设一层M10水泥砂浆,厚度以3-5cm为宜,然后再按设计要求浇筑垫层混凝土。垫层混凝土层面应大致平整,强度不低于C15号,厚度不低于0.3m。
    (4) 对浇筑好的垫层混凝土要进行洒水养护,在层面胶结材料强度未达到2.5Mpa之前不得进行砌石施工。不同条件下砂浆、混凝土抗压强度达到2.5Mpa的时间可以参考表6。
    3.2浆砌石的砌筑要求
    浆砌石的砌筑施工应该采用铺浆法,其基本要求是平整、稳定、密实、错缝[8]。
    (1) 平整:应分层砌筑,同一层面要基本平整,相邻石块的高差不超过3cm。
    (2) 稳定:石块大面朝下,适当摇动或敲击,使其达到自身稳定。
    (3) 密实:坐浆及竖缝砂浆必须要密实,严禁石块直接接触。
    (4) 错缝:同一砌筑层内相邻石块应错缝砌筑。
    3.3砌体质量检查
    砌筑施工完成后,要对砌体的质量进行检查,浆砌石砌体不仅要满足上节要求,砌体本身的尺寸与位置偏差也应满足表7的规定。
    4 结语
    砌石结构因其取材方便,施工方式简单,在中小型水利工程中得到了广泛应用。但是,随着劳动力成本的不断上升,砌石施工用工量大,施工机械化程度低的问题不断凸现出来,这也造成对施工质量的忽视,进而影响工程寿命。因此,砌石施工应从细微处入手,把好原料关、施工关和检测关,砌石工程的施工质量是可以得到保障的。
    
    参考文献
    [1]李国良.水利工程导流渠中浆砌石的施工技术分析[J].江西建材,2014,05:125.
    [2]马春生.浆砌石护坡的施工技术与质量控制分析[J].黑龙江水利科技,2014,06:153-154.
    [3]吴永生.河道治理工程中浆砌石施工技术分析[J].水利科技与经济,2014,08:147-149.
    [4]马刚.浅谈浆砌石挡土墙施工质量控制[J].治淮,2010,07:26-27.
    [5]吴继明.浆砌石护坡技术在水利工程施工中的应用[J].水利技术监督,2011,04:69-71.
    [6]姚安军.水利工程中浆砌石施工要点探讨[J].水利技术监督,2011,04:72-74.
    [7]程艳娜.棋盘山水库枢纽工程砌体工程施工技术分析[J].黑龙江水利科技,2014,12:54-56.
    [8]李梅生.西冶水电站砌石重力拱坝浆砌石施工工艺浅析[J].山西水利,2015,12:34-35.
    
    作者简介
    王军兴,(1975—) ,男,汉族,辽宁省沈阳市人,高级工程师, 主要从事水利工程施工工作。

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