堆石混凝土技術在黃驊港圍堰工程胸墻中的應用

羅苑平　詹義生　周瑞杰

摘 要：通過堆石混凝土施工技術在黃驊港圍堰工程胸墻中的應用，介紹了堆石混凝土技術的施工方法、施工流程和施工過程中應注意的事項及處理措施。經過該工程實踐經驗，與原設計的漿砌塊石胸墻對比，在保證原來的強度要求條件下，由于施工工藝簡單，人為干預小，滿足施工條件方面更容易保證；同時減少了大量人工，提高了機械化程度，施工效率明顯提高，真正實現了縮短工期，提高經濟效益。

關鍵字： 堆石混凝土 施工技術 胸墻 圍堰工程

工程概況

黃驊港位于河北省滄州市區東邊約90km的渤海之濱，由煤炭港區、綜合港區和河口港區組成，恰置環渤海經濟圈的中部，是朔黃鐵路、邯黃鐵路的直通港口，也是我國主要能源輸出港口之一。

黃驊港圍堰工程位于黃驊港東面，施工范圍遠離陸域，其中的E標段上部結構中，下部設漿砌塊石胸墻，胸墻頂標高+5.5m，胸墻上設0.5m厚壓頂混凝土，頂標高+6.0m。其中，胸墻基座中部2.5m寬部位，由原設計的漿砌石變更為堆石混凝土結構，標號為C25F250，全長3000m，變更工程量為7500m3。具體結構斷面如圖所示。

施工技術

1、堆石混凝土施工技術

堆石混凝土施工技術是由清華大學發明并進行推廣，該技術是指將滿足一定粒徑要求的塊石直接入倉，形成有空隙的堆石體，然后在堆石體表面澆筑滿足特定要求的自密實混凝土，依靠自密實混凝土的自重和流動性填充堆石空隙，形成完整、密實、滿足強度要求的混凝土。堆石混凝土主要包括堆石入倉和專用自密實混凝土澆筑兩道工序。

黃驊港圍堰E標段施工環境遠離陸域，塊石船舶運輸方便，施工操作范圍受限，澆筑線路較長，為了保證強度和避開冬季施工危害而加快施工進度，設計單位把原漿砌石擋墻基礎部位變更為堆石混凝土結構，兩側采用漿砌塊石作為模板。

2、堆石混凝土的優勢

堆石混凝土作為一種新的混凝土施工技術，利用大量的塊石作為建筑材料，充分發揮了低水化熱專用自密實混凝土的性能優勢，除強度、彈模等基本力學性能接近普通混凝土外，還具有低水泥用量、低水化熱、高密度、高強度保證率、流動性大、操作相對簡單等特點；可顯著提高工效、縮短工期、降低施工成本，具有優良的體積穩定性、技術先進、適用面廣等優勢。另外，由于堆石混凝土技術采用大量塊石和粉煤灰，減少了水泥用量和大功率的碾壓機械，可以減少溫室氣體的排放和能量的消耗，是一種環保的混凝土。

施工方法

1、堆石的選取

堆石混凝土所用的堆石材料應是新鮮、完整、地址堅硬、不得有剝落和裂紋，堆石料粒徑范圍為300mm～500mm。堆石混凝土強度標號應不低于C25，堆石材料的飽和抗壓強度應不低于60 M Pa，堆石料的含泥量不高于0.5%，不允許含有泥塊。

2、砌筑石墻（模板）

從圖1可知，該工程堆石混凝土兩側均為漿砌塊石墻，能有效解決模板的剛度、強度及密封的問題。但漿砌石墻應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑專用自密實混凝土的側壓力。澆筑過程中，應安排專職人員檢查漿砌石墻的位置和形態，防止變形、漏漿。

3、堆石入倉

本工程采用挖掘機從運石船或圍堰下部直接取石入倉，此工序操作可不受潮水漲幅限制。運至現場的石料可通過簡易篩選，將300mm以上的石料用以堆石混凝土澆筑。堆石宜進行沖洗，以控制堆石含泥量，嚴禁混入泥塊、軟弱巖塊。

4、專用自密實混凝土的生產

專用自密實混凝土用量比例按設計要求不超過堆石混凝土方量的45%，使用強制式雙臥軸拌機進行拌合，采用混凝土攪拌船攪拌，專用自密實混凝土出機后可直接通過混凝土輸送泵澆筑至倉面。

生產過程中應測定骨料含水率，每一個工作班應不少于2次，當含水率有顯著變化時，應增加測定次數，并依據檢測結果及時調整用水量及骨料用量，不得隨意改變配合比。專用自密實混凝土配合比使用過程中，應根據原材料的變化或專用自密實混凝土質量動態信息及時進行調整。

5、專用自密實混凝土澆筑

專用自密實混凝土從堆石體表面澆筑，利用其卓越的流動性能、抗離析性能和填注性能堆石空隙充填密實，澆筑過程中無需振搗。澆筑前必須檢查堆石倉尺寸、高程，確認正確無誤后，方可進行澆筑。表面外觀有較高要求的部位，為防止表面氣泡，澆筑后，可在表面進行抹平。澆筑點應與均勻布置，澆筑點間距不宜超過2m。在澆筑過程中應遵循單向逐點澆筑的原則，每個澆筑點澆滿后方可移動至下一澆筑點澆筑，澆筑點不應重復使用。澆筑時的最大自由落下高度宜在5m以下。當采用泵送入倉時，應根據現場試驗結果及施工條件，合理確定混凝土泵的種類、輸送管徑、配管距離等，并應根據試驗結果及施工條件確定專用自密實混凝土的澆筑速度。

施工注意事項及處理措施

1、模板

該工程堆石混凝土兩側均為漿砌塊石墻，能有效解決模板的剛度、強度及密封的問題。需注意事項如下：

漿砌石墻應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑專用自密實混凝土的側壓力（側壓力可按照2.5倍水壓力進行估算）和施工過程中產生的荷載。

澆筑過程中，應安排專職人員檢查漿砌石墻的位置和形態，防止變形、漏漿。

2、石料入倉堆放

堆石入倉是堆石混凝土施工過程中的首要環節，堆石料的質量直接影響堆石混凝土的澆筑效果，對入倉的堆石粒徑必須嚴格控制，風化嚴重的石料禁止入倉，含泥量過高的石料入倉前必須清洗，否則會影響自密實混凝土與堆石的粘結效果。在進行堆石時，對碎石過多的石料宜用挖掘機翻倒后再入倉，可減少碎石與石渣入倉，避免過多的碎石與石渣堵塞堆石縫隙，從而影響澆筑效果。

3、專用自密實混凝土生產、澆筑及性能要求

進行堆石混凝土澆筑的自密實混凝土受氣溫、砂石料含水率、級配、攪拌時間等因素影響較大，混凝土自密實性能不易控制，所以必須要有經驗的技術人員進行指導操作。

自密實混凝土具有很強的黏性，對攪拌設備的要求較高，在進行攪拌時盡量采用雙臥軸強制式攪拌機，并確定足夠的攪拌時間。在泵送時，因高壓會造成流動性變化，所以必須對入倉時的自密實混凝土性能按技術指標進行嚴格控制，以保證入倉自密實混凝土的質量。

自密實混凝土澆筑是堆石混凝土施工的重要環節，相鄰澆筑點距離不宜超過2m，以避免混凝土無法自流至相鄰澆筑點中部區域，產生堆石空隙不密實的現象。

專用自密實混凝土要求的性能指標應滿足以下要求：①專用自密實混凝土的工作性能采用坍落度試驗、坍落擴展度試驗、V型漏斗試驗和自密實性能穩定性試驗檢測，其指標應符合表1要求。②專用自密實混凝土強度等級宜與堆石混凝土設計強度等級相同。③專用自密實混凝土的彈性模量、長期性能和耐久性等其他性能，應符合設計或相關標準的要求。

結論

堆石混凝土技術在黃驊港圍堰工程E標段胸墻部位應用中，與原設計的漿砌塊石胸墻對比，在保證原來的強度要求條件下，由于施工工藝簡單，人為干預小，滿足施工條件方面更容易保證；由于堆石體的骨架作用，體積穩定性好，質量影響因素小，容易保證質量；同時減少了大量人工，提高了機械化程度，施工效率明顯提高，真正實現了縮短工期，提高經濟效應。

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（作者單位：中鐵港航局集團有限公司）