海工混凝土配合比設計及施工控制措施探討

摘要：文章主要選取某海工工程為實例，對海工混凝土配合比進行優化設計，從配合比的制訂、混凝土的拌制、澆注以及表面處理幾個方面探討相關控制措施，以此來提升海工施工質量。

關鍵詞：混凝土;配合比設計;施工技術;質量控制

一、引言

海工工程下部結構為柱式墩，上部結構為變截面等截面預應力砼連續箱梁。該項目地處如意灣海域，受海洋風、浪、流、潮、霧、雨等環境因素影響較大，且地質條件復雜，各部位混凝土材料等級及耐久性要求較高。混凝土采用符合《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》（JTJ275-2000）的海工耐久性混凝土，采用水泥、砂、石料和水均應符合《公路橋涵施工技術規范》（JTJ/TF50-2011）的有關規定，避免發生堿集料反應。海上環境對結構的防腐和耐久性要求高，海工混凝土配合比及施工過程控制要求比較嚴格，混凝土配制應選用優質水泥和級配良好的優質骨料，文章以承臺為例，介紹海工混凝土配合比設計及施工質量控制。

二、海工混凝土配合比設計

水膠比確定，根據混凝土要求進行水膠比計算，結合工程所采用的集料以及水泥品種等，再經由試驗完成混凝土強度與水膠比關系式的明確;在上述試驗資料均不具備的情況下，則可采用卵石混凝土a a 為0.48，a b 為0.33，而碎石混凝土a a 為0.46，a b 為0.07。膠凝材料用量在計算中，若結果顯示超過最低水泥用量，則表明其耐久性符合標準，反之則表示不合格。混凝土砂率越小其坍落度則越佳，在對其選取時，應結合粗骨料粒徑、品種、細度模數以及水膠比來確定。若混凝土的坍落度超過60毫米，需通過試驗對其砂率進行確定，同時還可在細度模數的基礎上，結合坍落度每增加20毫米，即可增加1%的砂率的方式來確定。

三、海工混凝土配合比優化設計

海工混凝土主要用承臺，其配制的強度為49.8兆帕，坍落度則為180～220毫米，84天氯離子擴散系數不大于2.5×10 12 米 2 /秒。根據參數來進行配合比的設計，進行配合比設計并采取試驗。通過對比，基準配合比的和易性、坍落度、擴展度、含氣量、抗壓強度、氯離子擴散系數等指標均滿足設計要求，故本次施工選取PHB-007-2配合比作為本項目承臺配合比。

四、海工混凝土施工質量控制

（一）配合比的制訂

在進行現場施工的過程中，混凝土配合比質量可直接對整個施工質量造成影響，在制訂配合比時，應結合結構特點和相關規定來實施有效控制，若一次性使用量較大的情況下，則需要對混凝土配合比試驗資質與資料等進行審核。在施工過程中，也應當隨時進行抽檢，以免發生偷工減料的情況。根據《混凝土結構工程施工與驗收規范》（GB50204）中規定進行混凝土配合比設計。針對海工混凝土環境的特殊性，在確定最低單方混凝土膠凝材料以及最大水膠比時，需滿足相關規定。除此之外，混凝土的膠凝材料總量必須控制在500千克/米 3 范圍內，通常情況下不得超出550千克/米 3 。若通過計算，其結果超過550千克/米 3 ，則必須通過提高水泥強度等級的方式來進行有效處理。0.8%～1.2%為最佳外加劑摻量。

（二）混凝土的拌制

在對混凝土進行拌和時，必須對其加入的水量進行嚴格控制，準確計算集料帶入的水分，以此來確定施工配合比并且要保證配料偏差能夠滿足以下幾點要求：水、外加劑、膠凝材料（±1%）;粗、細集料（±2%）。采用粉劑作為外加劑時，可適當延長攪拌的處理時間，通常應當達到30秒以上;若采用液體外加劑時，則需要對加入水量進行控制，將溶液中的水量扣除。加料順序是海工混凝土攪拌過程中非常重要的部分，集料在進行拌和期間，會吸入部分外加劑與水泥漿。為此，在將外加劑加入其中的同時，必須嚴格按照集料要求，對其進行充分的拌濕處理，以此來實現對集料吸附的有效控制，從而實現減水的目的。

（三）澆注

在海工混凝土施工過程中，建議采取泵送施工，通過高頻率的振搗來促使其成型。自由傾落度必須控制在2米以內，若沒有出現離析和分層情況，則可適當增加傾落高度，但仍然建議控制在4米以內。建議在進行攪拌處理之后90分鐘內，必須完成泵送。建議通過分塊分層連續澆筑的方式進行處理，這更易避免施工縫的出現。在分層處理時，可通過階梯狀分層或者斜向分層兩種方式來實施，結合施工組織實際情況，確定分層厚度和分塊大小，通常根據混凝土澆筑層、各澆筑塊均不得出現施工冷縫的情況來處理，混凝土分塊和分層必須按照施工方案來確定。但最大分層厚度必須控制在振搗棒的作用范圍內，即不得超過500毫米。

（四）表面處理

海工混凝土表面處理如下：其一，在海工混凝土進行澆筑時，必須及時排除泌水。坡度法、引流法以及真空吸水法均是較常用的泌水排除方法。坡度主要是在混凝土澆筑的過程中，將混凝土表面保留適度的坡度，實現泌水的自動排除;引流法則主要是指在進行澆筑期間，將產生的泌水集中在一起，再運用排水工具來幫助其將泌水排除;真空吸水法則主要是指在完成澆筑處理之后，在混凝土表面放置一個吸水膠墊，經由真空吸水機來幫助混凝土將多余的水分完全去除。其二，在完成混凝土的澆筑處理之后，可運用混凝土抹光機或者刮杠對表面進行抹平、刮平處理，再以水抹子將其搓平，若有要求則可實施壓光處理。在處理過程中，需考慮混凝土收縮過程中產生的力學作用，以免出現裂縫，在終凝之前需反復多次進行抹光處理，確保收縮裂縫能夠及時恢復，以免形成永久性裂縫。其三，若混凝土的表面有較厚的浮漿，則必須在混凝土初凝之前加入石子漿或者將浮漿完全消除，確保混凝土更為均勻。在對石子漿處理時，需將其充分振搗充實，并及時完成表面的處理。

五、結論

海工混凝土由于長期受到風浪、潮汐的影響，為了保障其使用安全性，故加強其配合比設計和施工質量的控制具有重要意義。在對配合比設計中，必須通過試驗確定最佳的配合比，而在施工質量控制中，則從各環節來實現全過程控制，促使混凝土整體質量得到顯著提升。

作者簡介： 萬曉東，中國石油天然氣第七建設有限公司。