清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测.pdf
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1、广西水利水 电 G U A NG X I WA T E R R E S O U R C E S H Y D R O P O WE R E NG I N E E R I N G 2 0 1 5 ( 5 ) 研究与探讨 清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测 陈建国 , 郭晋川 , 彭华娟 , 刘鲁强 ( 1 广西水利科学研究院, 南宁5 3 0 0 2 3 ; 2 广西水工程材料重点实验室培育基地 , 南宁5 3 0 0 2 3 ) 【 摘要】 清平水库补水工程大坝质量检测采用立方体试块抗压法、 钻孔取芯法 、 混凝土大块体直剪法 、 超声试验法 及井下可视电视法等方法 , 对大坝堆石混凝土进行了
2、力学性能 、 抗渗性能及密实性检测。结果表明: 所检测 自密实 混凝土抗压强度达到 1 7 4 MP a , 芯样抗压强度达到3 5 2 MP a , 摩擦系数为1 0 5 1 , 粘聚力为0 1 2 4 , 抗渗等级为W4 ; 超 声试验法及井下可视电视法能有效检测堆石混凝土的密实性能。其结果均满足设计规范要求。 【 关键词】 清平水库补水工程; 堆石混凝土 ; 质量检测; 力学性能 【 中图分类号】 T V 5 2 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号1 1 0 0 3 1 5 1 0 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 0 1 0 4 清平水库是一座 以灌溉为主 , 结合发电、 供
3、水 、 防洪等综合利用工程。宾阳县城区供水目前主要 依靠抽取地下水 , 没有使用地表水 , 现地下水 已过 量开采 。为了改变 目前 的状况 , 充分利用清平水库 库容大、 装不满的条件 , 拟在合江上修建拦河坝 , 形 成年调节水库。并通过修建引水系统工程, 把合江 之水输送到清平水库 以供宾阳县城区工业 及生活 用水 , 农村人畜用水及农 田灌溉 , 以上兴建 的工程 统称为清平水库补水工程。合江水库建设的目的 是向清平水库跨流域补水 , 是一座以供水 、 灌溉为 主的综合利用小( I ) 型水库。项 目在保证合江坝址 下游生产 、 生 活和生态用水 的前提下 , 充分利用合 江洪水期的水
4、 量 , 引入清平水库 , 缓解 区域 水资源 紧缺 的状况 。补水工程位于宾阳县西部 , 属思陇 、 新桥两镇管地-】 。 堆石混凝土施工方式 , 是将混凝土的粗骨料直 接采用初步筛分的堆石 , 直接入仓 , 必要 时还可 以 考虑采用振动碾将其适当碾压密实, 然后浇筑 自密 实混凝土 , 利用 自密实混凝土 的高流动性能 , 使得 自密实混凝 土 自流 , 填充到堆石 的空隙 中, 形 成完 整 、 密实 、 有较高强度 的混凝土 。采用堆石混凝土 进行大体积混凝土浇筑的主要优点 : 施工速度 快, 质量有保证; 高强、 耐久; 造价相对较低 ; 水化热温升较低, 温控相对容易 ; 只需要
5、拌和一 级配的自密实混凝土 , 拌和楼的规模可减小 。 1 力学性能检测 1 1 抗压强度 1 1 1 混凝土立方体抗压强度试验 制备 3 组抗压强度等级为 C 1 5 堆石混凝土用 自 密实混凝土立方体试块进行抗压强度试验 , 每组试 件各3 个 , 共9 个试件, 试件的尺寸为 1 5 0 ra m 1 5 0 m mX 1 5 0 m m, 试件模 型见 图 1 。开始试验前在标准 养护室 自然养 护2 8 d , 养护结束后采用微机液压万 能试验机对混凝土立方体试件进行抗压强度试 验 。试验参照 水工混凝 土试验规程 ( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) t 中的规定进行 , 混
6、凝土立方体试件抗压强度 结果见表 1 , 混凝土立方体抗压强度按下式计算 : = ( 1 ) 式中 : 抗压强度 , MP a ; P _破坏荷载, N; 试 件承压面积 , m m 。 1 1 2 钻芯法取得的试件抗压强度试验 在清平水库补水工程堆石混凝土坝现场利用 钻头 内径为 1 0 0 m m的混凝土钻 孔取样 机钻 取芯 样。在 4 、 5 坝块各钻取 2 组芯样 , 共钻取4 组 ( 每组 3 块 , 共 1 2 块 ) 芯样 , 芯样为直径 西, 高度h的圆柱体 ( 模型见图2 ) , 试件具体尺寸见表 1 , 芯样钻取方向 为垂直 向下 。钻取的芯样经过锯切 和磨平加工 , 标
7、 准养护一周后 , 按标准 水工混凝土试验规程 ( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) 进行芯样抗压强度试验 , 芯样 的抗 【 收稿日期】 2 0 1 5 0 7 2 7 【 作者简介】 陈建国( 1 9 8 4 - ) , 男, 江苏溧阳人, 广西水利科学研究院工程师, 硕士, 主要从事水泥混凝土材料研究工作。 l 陈建 国, 郭晋川 , 彭华娟 , 刘鲁强: 清平水库补水工程堆石混凝土坝质量检测 压强度结果见表 1 , 芯样抗压强度按下式计算 : f - _ 1 2 7 3 - 式中 抗压强度 , MP a ; 破坏荷载 , N; 试件直径 , m m。 ! 一 ! 互 Q j 图
8、1 混凝土立方体试件示意图 , 、 图2 堆石混凝土芯样示意图 件 ) , 试 点布置在 4 坝块 , 利用 YS 1 5 0 - 1 0 C型试验 C 2 、 专用千斤顶 ( 见 图3 ) 等进行抗剪强度 的测定 。在选 定试 验 区范围内 , 划 出试件范 围, 从现有堆石混凝 土浇筑层面 向下开挖 。在试件部 位开挖 至对应 高 程时 , 预 留5 个规格为长 1 0 0 c m、 宽 1 0 0 c m, 间距 为 1 8 0 e m的堆石混凝土作为试件。试坑开挖工作完 成后 , 对试件进行凿平 、 修补 , 加工成为长 1 0 0 c m、 宽 1 0 0 c m、 高 6 0 c
9、m的表面平整规则试件 。试件模 型见图4 。试验参照 水利水电工程岩石试验规程 ( S L 2 6 4 -2 0 0 1 ) 【4 进行 。按下列公式计算各级垂 直 荷载下 的垂直应力 和剪应力 , 试 验的结果如 图5 、 6 所示。 or= P ( 3 ) 丁 = ( 4 ) 式 中: f , 作用于剪切面上的垂直应力 , MP a ; 丁 作用于剪切面上的剪应力 , MP a ; 作用于剪切面上的总垂直荷载 , 包括施 加的荷载 、 设备重量 、 试体重量 , N; p 作用于剪切面上的剪切荷载( 扣除滚轴 排摩擦阻力 ) , N; A 剪切面积 , mm 。 表 1 混凝土试块和芯样抗
10、压强度检测 结果表 表 1 检测结果表 明 , 3 组立方 体试块抗压强度 平均值 为 1 7 4 MP a , 4 组 圆柱体芯样抗压强度平均 值 为 3 5 2 MP a , 均 超过 堆石 混凝 土坝 的设计 强度 C 1 5 , 芯样的抗压强度为立方体试块抗压强度 2 0 倍 , 说 明堆 石混凝土 的抗压强 度高于 自密实混凝 土 , 通过检测堆石混凝土中 自密实立方体混凝土试 件的抗压强度 , 能有效控制堆石混凝土坝的抗压强 度 , 降低检测费用 以及避免 因钻取芯样 而造成堆石 混凝土坝的破坏。 1 2 抗剪强度 抗剪 ( 断 ) 强 度直 剪试 验 布置 1 组 ( 共 5个试
11、 2 日 = 倒 鉴 糠 摄 图 3 抗剪 ( 断 ) 试验装置 ! QQ ! 图4 直剪试验试件示意图 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 正应 力 MP a 图 5 抗剪断应 力与正应 力( G r ) 关 系曲线 广西水利水电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S&H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I N G 2 0 1 5 ( 5 ) 由于混凝土的水胶t L d ( 0 2 8 ) , 养护龄期在 2 8 d 以内时 , 部 分水泥 、 硅粉 、 粉煤灰颗粒仍未水化 , 在 同条件养护后 ,
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