混凝土施工(卷名：水利)
concrete construction
按照设计要求的性能、规格和部位，将砂、石、水泥和水等按适当比例拌制后，浇筑成建筑物的工程。在水利工程中，它广泛应用于修建闸坝、引水和泄水系统、厂房、泵站以及各类水工建筑物。混凝土工程施工，需根据混凝土的种类（如不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土）、要求的性能（如干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等）、建筑物的体形（如坝体或厂房基础等大体积混凝土及梁、板、柱等薄结构混凝土）、当时的气温条件（常温、高温或低温季节）以及其他施工条件，采用相应的施工方法。常规混凝土施工一般包括以下工序：①模板的制作与安装（见模板工程）；②钢筋的加工与安装；③基础或浇筑面的清理；④混凝土骨料（见水工建筑材料）的生产，包括开采、筛分和运输；⑤混凝土的拌制；⑥混凝土运输；⑦混凝土浇筑，包括平仓和振捣；⑧混凝土养护；⑨需要进行的混凝土温度控制措施。
混凝土拌制 将砂石骨料、 水泥、 水以及掺和料、外加剂等按规定的配合比拌和制成混凝土拌和物。拌制混凝土的方式要根据工程情况、混凝土工程量、浇筑方法、施工进度、要求的混凝土技术特性、现场布置、交通条件等选用。有些中小型水利工程常采用混凝土拌和站，即将若干小型拌和机集中一处进行生产。其厂房结构简单，机械设备易于购置，便于因地制宜布置，并能同时生产几种标号的混凝土，但一般自动化程度低，拌和机容量小，拌制的混凝土均匀性较差。大中型水利工程多采用混凝土拌和楼(见彩图)，将进料和贮料，配料称量、拌和出料都集中在一个拌和楼上，可自动控制，集中操作，生产效率高。这种拌和楼与骨料堆存场地、水泥贮存罐以及配套的输送、提升和其他装置，构成混凝土拌和系统。有的大型工程，还在两岸不同高程分设几处拌和系统，以适应各部位和各阶段施工的需要。无论采用哪种拌制混凝土的方式，都必须控制好混凝土拌制的质量。首先，要严格按照配料单进行配料，水泥、骨料、水以及掺和料、外加剂等的称量要准确，偏差不超过规定值；其次要将混凝土各组分拌和均匀，遵守规定的投料程序和拌和时间。
混凝土运输 将混凝土拌和物从拌制地点运送到浇筑仓面，既要逾越水平距离，还要克服高程差。因此，混凝土运输通常分为水平运输和垂直运输。
①水平运输分有轨和无轨两种方式。有轨运输通常使用轨距为762mm或1000mm的窄轨铁路，以机车牵引装有混凝土罐的平台列车。无轨运输主要采用自卸汽车。
②垂直运输主要采用门座式、塔式或缆式起重机吊运混凝土拌和物。采用门座式或塔式起重机浇筑混凝土坝时，常需配以栈桥，由铁路机车将混凝土运输平台列车牵引至栈桥上，再由起重机吊运混凝土罐入仓。采用缆式起重机（见彩图）则不需栈桥，可由铁路机车直接牵引混凝土运输平台列车到缆式起重机下面，由缆机将混凝土罐吊运入仓。缆式起重机的布置形式有两岸塔架固定不动的固定式；一端塔架固定，另一端塔架沿弧形轨道移动的幅射式；两岸塔架沿轨道平行移动的平行式等。
③混凝土泵和带式输送机也可用于运送混凝土拌和物。这两种设备均属连续运输机械，都可兼用于水平运输和垂直运输。混凝土泵输送混凝土的水平运距一般为200～500m，最大可达1000m；泵送高度一般为50～100m，最大可达310m。带式输送机的生产率很高，设备投资相对较低，可直接浇筑入仓，但须用专门的槽形带式机，有时因现场条件，使用受到限制。此外，还可以用混凝土搅拌车和混凝土泵车运送混凝土。混凝土搅拌车可运送湿料，也可运送干料，在运输途中加水拌和。运送干料时，兼作拌和设备。在小型水利工地上，也有用小型机动翻斗车或手推车运送混凝土和用提升塔作垂直运输。
混凝土浇筑 根据施工对象、技术要求、施工条件，分别采用不同的浇筑方法，常用的方法如下。
①常规浇筑法:混凝土拌和物入仓后，按照一定的厚度、次序、方向，分层进行浇筑。这是各类建筑物和坝体混凝土施工广泛应用的方法。混凝土浇筑层厚，根据仓面大小、拌和能力、浇筑速度、振捣器性能及气温条件等因素确定。浇入仓内的混凝土要随浇随平仓，并按要求依次振捣。对于大坝等大体积混凝土，为防止产生温度裂缝和受浇筑能力的限制，常将坝体沿坝轴线按15～20m的间距用横缝分成若干坝段。每个坝段又根据其长度用平行于坝轴线的纵缝分成几个坝块。每一坝块每次浇筑高度为0.75～3m，各坝段和坝块交替上升。这种方法称为柱状浇筑法（见图）。随着预冷技术的发展，有些坝不分纵缝，只分横缝，称为通仓浇筑法。采用上述浇筑方法，还必须根据气温条件采取相应的混凝土温度控制措施，并在坝体温度降到稳定温度或达到要求温度以后，进行接缝灌浆。
②泵送混凝土：用混凝土泵或混凝土泵车，将高流态混凝土通过导管压送到浇筑仓内。这种方法适用于场地狭窄、浇筑仓面小、干扰多、作业困难的部位，如隧洞衬砌和一些局部薄结构混凝土。泵送混凝土需要较高的坍落度，所用的粗骨料粒径受到限制，因而单位体积混凝土的水泥用量相对较高。
③喷射混凝土:用混凝土喷射机，以压缩空气为动力将骨料、水泥、水和外加剂等混合料喷向岩石表面，胶结、凝固成混凝土。这种方法主要用于地下工程支护和保护岩质边坡的稳定，常与锚杆配合应用，简称锚喷。
④预填骨料压浆混凝土：将粗骨料先填入需要浇筑的部位，然后用压力灌入水泥砂浆，形成混凝土的施工方法。这种方法适用于钢筋稠密、埋件复杂等不易浇筑和振捣的结构部位以及修补加固混凝土结构物，亦可用于水下混凝土浇筑。压浆混凝土所填的粗骨料，其最小粒径不小于2cm；砂浆需采用细砂，筛除粒径2.5mm以上的粗颗粒。压浆程序要由下而上，逐渐上升，不能间断。浆体上升速度以50～100cm/h为宜。
⑤碾压混凝土：用常规的土石方施工机械运输、铺摊，用振动碾碾压超干硬性混凝土的施工方法（见碾压混凝土施工）。
⑥水下混凝土：将混凝土拌和物按照要求直接浇到水下预定部位的一种施工方法（见水下混凝土浇筑）。
除以上各种混凝土浇筑法外，在结构条件允许，并且具备吊装设备时，有些混凝土构件可以预先在工厂内或现场附近制作，达到一定强度以后再行吊装。水利工程中一些闸坝上面的桥梁、厂房上部的梁、柱结构以及许多渠系建筑物如渡槽等，常采用预制混凝土构件。与现浇混凝土比较，预制混凝土构件可在工厂生产，容易控制质量，有利于产品定型化；可加速模板周转，节省模板费用；可加快工程进度，避免高空立模的困难。混凝土构件在预制时，要考虑吊装的需要，对吊点位置、吊环设置、吊装应力及变形等，都要经过设计计算。
混凝土质量控制 为保证混凝土施工的质量，施工中要对原材料、配合比、施工过程的各主要环节及硬化后的混凝土质量进行控制和检查。对混凝土质量的要求是内部密实，外观符合设计要求，在规定的强度保证率下，实际强度能满足设计强度的要求，并能达到强度匀质性指标，同时还要满足抗渗、抗冻等性能的要求。对强度保证率各国规定不一，中国对水工混凝土规定，按许可应力法设计的结构(如大坝)，混凝土同批试件（试件组数n≥30）统计强度保证率最低不得小于80％;按极限状态法设计的钢筋混凝土结构（如厂房），最低不得小于90％。关于匀质性指标，有的国家采用强度标准离差σ，有的国家采用强度离差系数Cv。中国规定以Cv值评定优劣。