高強混凝土聯鎖塊生產施工質量控制關鍵技術

喻江武，鄔林宏，賀 陽，夏京亮，周永祥，石箭光

（1.中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710065；2.中國建筑科學研究院，北京 100013）

1 高強聯鎖塊生產質量控制關鍵技術

高強聯鎖塊生產工藝包括混凝土（包括底料和面料）的攪拌與輸送、布料與成型、養護與堆垛、成品運輸等，示例工程采用全自動砌體成型機進行高強聯鎖塊的生產，工藝流程如圖1所示。

1.1 原材料檢驗控制

水泥、砂石等原材料質量對高強聯鎖塊性能的影響非常顯著，生產中應對原材料品質提出更高的要求，并在進場時進行嚴格復檢。高強聯鎖塊用水泥應盡可能采用 P.O52.5R型水泥，從而使聯鎖塊在早期具有足夠的強度，可有效減少由于前期強度不足在堆垛、搬運中出現破損。底料用粗骨料的顆粒級配應為 5～10 mm單粒粒級，最大粒徑不應過大，有利于減少底部掉角等問題。面料用細骨料應采用2.36 mm的篩網篩除掉粒徑大于2.36 mm的顆粒，可顯著提高聯鎖塊的表觀質量。除此以外，生產時還應周期性對原材料干燥狀態進行檢驗。當砂、石受潮時，應試驗檢測其含水率，并根據試驗室給出的配比，將砂、石含水量分別在底料與面料的配比用水量中予以扣除，以計算施工配合比。

1.2 混凝土檢驗與配合比調整控制

高強聯鎖塊混凝土作為一種干硬性混凝土，單位用水量是配合比參數中的關鍵，其水膠比通常較低，拌合物狀態難以精確控制，通常以手握成團，落地即散為宜。生產中，應根據出機時聯鎖塊塊體半成品的狀態對面料、底料混凝土的配合比進行及時調整。當面料混凝土過干，成型后塊體表面松散、裂紋、露砂時，應適當增加面料混凝土的用水量；當面料混凝土過濕，造成面料堵塞出料口、布料困難或者粘黏壓頭時，應適當減少面料混凝土的用水量。當底料混凝土過干，造成塊體成型困難時，應適當增加底料混凝土用水量；當底料混凝土過濕，底料粘黏托板時，應適當減少底料混凝土的用水量。這種對高強聯鎖塊配合比及時、合理地調整，對于保證聯鎖塊性能的優異和穩定非常有利。

1.3 生產工藝參數控制

生產過程中，應根據塊體半成品存在的分層、麻面、掉角等問題及時調整預制工藝參數以保證產品質量穩定。底料振動布料時間應控制在1.0～1.4 s，確保底料布料充分；底料一次壓振（預壓）的時間直接決定了面料在聯鎖塊中所占厚度，應控制在0.85～0.95 s，確保面料層厚度控制在6～8 mm；二次壓振的時間應控制在7～10 s，確保壓振充分、塊體密實，當所成型塊體內部不密實而造成強度不足時，應適當提高二次壓振時間。對于脫模出機后形成的半成品，應進行表觀質量檢驗，塊體掉角、破損或表面缺損、裂紋的半成品應劃分為不合格品，不合格品應在30 min內回入底料攪拌系統中，存放超出30 min的不合格品應作報廢處理，當不合格品比例過高時，應停止生產，分析總結原因，并對混凝土配合比和生產工藝參數進行相應的調整。

1.4 養護、堆垛工藝控制

高強聯鎖塊通常采用灑水覆蓋薄膜或土工布的方式進行養護。大量的生產實踐表明，充足的養護時間對于高強聯鎖塊的強度形成至關重要，半成品應至少在養護區養護24 h，才可從底拖板上取下并在堆垛區堆垛，如工期和場地設備條件允許的情況下，養護時間應盡可能延長至 3 d，可大幅減少堆垛過程中造成的人為破損，廢品率相比養護 1 d時降低了約10 %。堆垛過程中工人應輕拿輕放，嚴禁丟、甩、扔塊體，應盡量避免塊體磕碰而造成表面缺損。應使用叉車拖板并在其上成垛，不得采用垛體上預留叉車孔的方式，否則垛體運送時會產生應力集中造成叉車孔周圍聯鎖塊塊體大量破損報廢。半成品堆垛后應繼續覆蓋灑水養護至2 d齡期，才可采用打包繩進行打包，打包繩下應墊有橡膠墊片，打包后由叉車運送至垛體堆放區單層擺放，并應繼續覆蓋灑水養護至28 d齡期，其聯鎖塊才可作為成品出廠使用。

1.5 成品質量控制

所生產高強聯鎖塊的尺寸及質量應滿足國家現行標準《混凝土路面磚》（JC/T 446-2000）的有關規定以及設計要求的技術指標，應制定相應的質量檢驗制度，對每一檢驗批次進行表觀質量、尺寸允許偏差、力學性能和物理性能的檢驗，確保各批次成品的質量滿足要求。

圖1 高強聯鎖塊生產工藝流程

2 高強聯鎖塊施工質量控制關鍵技術

高強聯鎖塊路面結構由面層、基層和墊層組成，其面層由聯鎖塊、接縫用砂和墊砂層組成。高強聯鎖塊施工的質量控制關鍵技術包括以下方面。

2.1 面層材料質量控制

除了高強聯鎖塊以外，接縫用砂、墊砂層用砂等面層材料的質量同樣會影響整個路面結構的性能，在施工時需要嚴格控制。本工程要求接縫用砂采用含泥量≤3.0 %、含水率≤2.0 %、最大粒徑≤2.36 mm的細砂，有利于接縫填灌更加充分。雨雪天氣應做好遮雨防潮措施，含水率大的接縫用砂可能導致灌縫不密實甚至灌不進去。墊砂層用砂要求含泥量≤5.0 %、含水率≤3.0 %，且采用8 mm的篩網篩除掉粒徑大于8 mm的顆粒，避免過多的粗大顆粒引起墊砂層沉降不均勻的問題。

2.2 面層施工準備

面層施工前應對水泥穩定碎石基層進行檢查，驗收其厚度、高程、密實度、平整度、強度等滿足設計要求后，并對基層表面進行清理后才可鋪筑面層。各區域施工前應對該區域現場狀況進行調查，規劃相應的設備、工具的投入與面層材料用量，編制施工組織設計，避免由于施工進度不連續、過程銜接混亂等造成質量事故。

2.3 設置基準點、基準線、控制線

基準點、基準線、控制線的合理有序地設置是保證聯鎖塊施工質量的關鍵措施。本工程基準點的設置位置選取在施工區域的中點附近的邊緣約束位置（混凝土路面等），以同時向兩個方向進行鋪設。通過基準點，分別設置兩條相互垂直的縱、橫向基準線，并以縱、橫向基準線為基準，按照一定間距平行拉放控制線，總體如圖2所示。

圖2 基準點、基準線和控制線設置平面示意

控制線拉放過程中，應先拉放橫向控制線，橫向控制線的間距以4～6 m為宜，不得超過8 m；在相鄰兩條橫向控制線之間，再拉放縱向控制線，縱向控制線的間距以2～3 m為宜，不得超過4 m，過大的控制線間距容易造成較大的誤差。控制線的高程應嚴格控制為路面設計高程，其誤差直接決定了施工后的路面平整度，拉放過程中應對高程反復檢查校核。控制線相互之間應確保平行，并保證平直、繃緊，單線跨度較大時宜設置支撐點，防止控制線松動、局部下凹；控制線宜采用具有一定韌性的魚線等材料。

2.4 攤鋪墊砂層

墊砂層的攤鋪質量控制，尤其是厚度控制是提高面層平整度、減小鄰塊高差的關鍵。墊砂層的虛鋪厚度應根據材料的松鋪系數經試驗計算確定。本工程墊砂層的虛鋪厚度為30±5 mm（荷載作用下會發生10±1 mm的壓實沉降），當部分位置的虛鋪厚度過大或過小時，應停止攤鋪并對基層進行相應處理。最終應使虛鋪墊砂層的頂面高程嚴格控制在控制線（即路面設計高程）以下90 mm的位置（荷載作用下沉降后恰能預留出100 mm的聯鎖塊厚度），如圖3所示。

圖3 墊砂層、控制線高程示意

本工程攤鋪墊砂層采用刮板法。虛鋪后，先用木耙對墊砂層進行人工初平，對縱向控制線附近區域的砂進行適當壓實。之后，在縱向控制線正下方的墊砂層上埋設30 mm×30 mm×8 m的角鋼作為刮平軌道，角鋼角部向上作為軌道頂面，角部與控制線的距離應嚴格控制為90 mm。角鋼埋設時應反復用卷尺檢查兩端和中間的角部是否與控制線保持豎直以及與控制線的距離是否恒定為90 mm，不滿足要求時應及時調整。埋設完成后，采用30 mm×90 mm×4 m的鋁合金板作為刮平器進行刮平，刮平時應保持刮平器上表面沿控制線、下表面沿刮平軌道平穩、緩慢地向前推進。刮平后，應及時取出角鋼，角鋼所留的溝槽應用砂進行人工補平，并采用木板進行人工刮平，過程中不得破壞和擾動已刮平的墊砂層。

不宜將攤鋪好的墊砂層直接暴露在空氣中超過 8 h，必要時應采用薄膜或土工布對已攤鋪的墊砂層進行保護，防止其中含水率發生變化導致后續沉降不均勻。

2.5 鋪筑聯鎖塊

本工程聯鎖塊的鋪筑從基準點開始，以基準線呈 45°方向布置，按人字形鋪筑聯鎖塊。鋪筑過程中宜適當增加設置縱向、橫向控制線，以更好地確保聯鎖塊鋪筑整齊，增加的縱向、橫向控制線的間距以1.62 m為宜，如圖4所示。

圖4 聯鎖塊鋪筑示意

每塊聯鎖塊鋪筑后應采用橡皮錘在豎直和水平方向進行適當敲擊，保證塊體表面高程一致，以及相互間聯鎖位置對齊；橫向敲擊不應用力過大而出現無接縫情況，否則會影響后續灌縫，降低路面結構整體性，接縫寬度應控制為1～3 mm。聯鎖塊鋪筑至控制線時，應用卷尺檢查各塊與控制線的距離是否相等，如有個別聯鎖塊相比其余塊體距離偏差在3 mm以上，應采用夾磚器調整相應塊體的接縫寬度，直至各塊與控制線的距離基本相等，才可移除控制線繼續鋪筑。聯鎖塊鋪筑時，不得站在墊砂層上作業，可在剛鋪筑的路面磚上，墊一塊面積在0.3 m2以上的木板，站在木板上作業，避免局部受力發生擾動。

聯鎖塊鋪筑至邊緣約束位置時，如距離邊緣的間隙不大于20 mm，可通過適當提高周圍若干聯鎖塊的接縫寬度來消除間隙，不建議使用水泥砂漿填補間隙，其較低的強度和剛度通常會在使用不久后便被破壞，降低面層橫向約束程度，接縫寬度增大，從而降低面層整體性；如間隙大于20 mm，應采用切斷塊進行填補。

2.6 初步振壓

聯鎖塊鋪筑完成后，應采用小型振動碾壓機沿鋪筑方向初步振壓2～3遍，由于此時沒有灌縫，面層整體性不高，無法聯鎖承載，所用振動碾壓機的噸位不宜過大，防止塊體受到過分振動甚至被破壞。初步振壓時，振動碾壓機前進速度宜與步行速度相當，不得停止不前或倒退，不得造成路面過分擾動。初步振壓的作業區域應距離聯鎖塊鋪筑作業面2 m以上。

2.7 填灌接縫

初步振壓完成后，采用接縫用砂灌滿填實聯鎖塊之間的接縫，實現聯鎖塊面層的整體性。撒砂后，先用板刷將砂掃入接縫中，直至填滿接縫；采用小型振動碾壓機沿鋪筑方向振壓1遍，使砂灌入；之后，按照上述做法重復掃砂—壓振工序3遍以上，直至接縫灌滿填實為止。最后，為提高整體性，采用大型振動碾壓機沿鋪筑方向振壓1遍。

2.8 質量要求與檢查驗收

施工完成后，應對聯鎖塊面層的外觀、平整度、中線高程、邊線高程、鄰塊高差、接縫寬度偏差進行嚴格檢驗，保證面層質量符合要求，對于不符合要求的區域應標記清楚，及時進行修補或返工。本工程聯鎖塊面層質量要求如表1所示。

表1 聯鎖塊路面面層質量要求

3 結 語

高強混凝土聯鎖塊的生產施工質量控制是一項涉及全過程管理的工作，其中對于關鍵技術的掌控有利于提高管理效率和控制效果，是保證生產施工質量的核心。肯尼亞內羅畢ICD項目高強混凝土聯鎖塊工程通過加強經驗總結，質量控制層層把關，實現了生產施工質量的顯著提升，其中各環節質量控制的關鍵技術希望引起相關生產施工單位的充分重視。