无砂砼护坡透水性质量控制

无砂砼护坡透水性质量控制
发布时间：2021-06-07T15:40:46.290Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：沈斌张磊
[导读] 摘要：新建扬州市瓜州泵站工程为古运河、仪扬河流域增加了外排长江的出路，更是重点保障扬州市主城区的排水安全。

扬州市邗江水利建筑工程有限公司江苏扬州 225000
摘要：新建扬州市瓜州泵站工程为古运河、仪扬河流域增加了外排长江的出路，更是重点保障扬州市主城区的排水安全。

本工程中的河道护砌工程采用无砂砼数量较大，无砂砼的技术水平对护坡建设质量有着重大影响，因而有必要对无砂砼透水系数与抗压强度的匹配关系进入深入研究，进而指导无砂砼的配合比设计，制备工艺与工程应用。

关键词：无砂砼的透水性、强度、配合比设计、施工方法
1. 引言
扬州市瓜州泵站位于扬州市古运河、仪扬河流域，为提升流域内合流的排水出路，瓜州泵站发挥着重要作用，对古运河水系发挥出了明显的控制效果，使区域内水质得到改善，同时对主城区排水安全性大幅提升。

该工程中的护砌工程涉及无砂砼护坡总工程量约为14000m³。

无砂砼即由粗集料及水泥胶结料经拌合形成的具有连续孔隙结构的砼，它与普通砼的最大区别在于其无细骨料，仅由水泥、粗骨料、外加剂和水拌合而成。

颗粒均匀的粗骨料被水泥浆包裹其表面，水泥浆在其中不起填充作用，仅仅是将粗骨料胶结在一起，从而形成一种内部含有许多连通孔隙，能够渗透雨水和空气的绿色环保材料。

通常无砂砼的强度不如素砼的强度高，在有强度要求的护坡工程中，无砂砼具有大量的孔隙，有利于透水，更有利于植物的根系渗透，但透水系数与强度成反比，无砂砼制备应用的关键技术难点在于协调透水系数与力学性能之间的匹配性。

本工程中无砂砼数量较大，无砂砼的技术水平对护坡的工程建设质量有着重大影响。

因而有必要对无砂砼的透水系数与抗压强度的匹配关系进行研究分析，进而指导无砂砼的配合比设计，以保证工程质量，为类似工程提供了科学参考依据。

2. 工程概况
瓜州泵站工程作为主城区涝力外排入江的唯一通道。

主要建设内容包括新建设计流量170m³/s泵站1座，开挖上、下游引河约1230m，赔建桥面净宽7m公路桥1座及沿线水系影响工程等。

古运河侧引河断面
无砂砼护坡分缝按3×3m分缝，具体指标如下：透水系数≥1.0mm/s、孔隙率10~20%、强度等级C25、28d弯拉强度≥3.0MPa、28d抗压强度≥25MPa，抗冻性方面，25次冻融循环后质量损失率≤5%、25次冻融循环后抗压强度损失率≤20%。

3. 施工方法
扬州市瓜州泵站引河为新开河道，施工顺序为：河道开挖
▽3.0打纵向轻型井点降水→开挖至河底▽-1.0→护坡底格埂、斜格埂施工→整坡→铺设土工布、砂石垫层→浇筑透水砼护坡（▽2.0）→等强后拔除降水管→继续施工至▽4.6。

主要施工方法如下：
（1）搅拌：搅拌施工前，对物料比例、投放顺序等先确定好，然后按规定工艺进行搅拌施工。

具体施工中，先将碎石、水泥及外加剂加入搅拌机并搅拌30s后，再将适量水加入搅拌机内搅拌1.5~2min。

从投料搅拌到出料，一般情况下350型搅拌机为4分钟，500型搅拌机为3.5分钟。

（2）运输：透水砼属干性砼，初凝速度比较快，通常在运输时间方面需根据气候条件来确定。

一般采用小型三轮车运送，运输过程中不能停留，保证30min内送到施工现场，宜采用彩布条等覆盖保持水分，防止水分损失，影响施工质量。

（3）摊铺浇筑成型：也正因为透水砼初凝时间比较快，所以在砼摊铺过程中必须加快速度，及时摊铺。

如果施工面积比较大，砼摊铺时要采取分块隔仓方法摊铺。

在工作面上均匀摊铺混合物，摊铺前先润湿基层表面，并应考虑振实预留高度，松铺系数宜为1:1.1也可通过试验确定。

先用括尺配合人工平整，再用滚筒进行粗压及找平，然后用平板振动器压实，压实不宜采用高频振动器。

（4）养护：浇筑完成后，用塑料薄膜覆盖在表面，并洒水进行养护，减少水分流失，养护时间不低于1周。

（5）切缝：当透水砼强度达到70%左右时，可以进行切缝，切缝必须用水及时冲洗缝内石粉积浆，保证缝内干净无粉尘。

4. 质量控制
C25无砂透水砼护坡材料由：DA增加剂，硅酸盐42.5水泥，碎石，水组成。

为了满足设计提出的无砂砼各项性能指标，由实验室进行如下试验，确认无砂砼透水系数与抗压强度的匹配关系，主要内容如下：
（1）以目标孔隙率分别达15%，20%和25%为指标，分别对C20，C25和C30三个强度等级无砂透水砼进行配合比设计，确定不同条件下骨料级配、水泥用量、水胶比、外加剂用量等相关参数，并进行无砂砼的试拌，比较不同成型方式（碾压成型，加压成型，振动成型）对砼透水系数的影响。

（2）根据原材料和成型工艺的选定，在不同水胶比（0.25、0.28、0.30、0.35、0.40）条件下和拌无砂砼，砼的透水系数、抗压强度，确定不同目标孔隙率条件下无砂砼水胶比的适宜范围。

（3）采用正交试验设计，对目标孔隙率（15%，20%和25%）、水胶比、水泥用量、外加剂掺量四个因素分别选定3个合适的用量水平，成型制备无砂砼试块。

测试不同条件下无砂砼的透水系数（3d，28d）、抗压强度（3d，28d）、弯拉强度（3d，28d）、连通孔隙率（3d，28d）和抗冻性能（28d），确定满足设计指标无砂砼的最佳配合比及主要影响因素。

（4）对正交试验得到的最佳配合比方案进行重复性试验，测试无砂砼透水系数、抗冻性能、连通孔隙率、抗压强度（28d）和弯拉强度（28d）等指标。

5. 结语
扬州市瓜州泵站工程新开河道防护均采用无砂砼护坡，无砂砼具有大量的孔隙，有利于透水。

通过大量试验，找出了在相适宜的骨料级配，水泥用量，水胶比，外加剂用量等相关参数，综合考虑了无砂砼的透水性能和抗压强度的匹配关系，通过瓜州泵站工程引河的工程实践，达到了预期的设计效果，可为今后类似河道护坡工程设计施工提供一定参考经验。

参考文献：
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