项目2 水利工程施工质量控制基本知识与技能
任务2.1 混凝土工程施工质量控制
【学习目标】掌握组成混凝土材料质量检查项目及标准，掌握混凝土拌和质量控制基本技能、混凝土浇筑质量控制基本技能、预制构件安装质量控制基本技能、混凝土冬雨季施工质量控制基本技能和钢筋混凝土预制构件制作质量控制基本技能。
混凝土应满足抗压、抗拉、抗渗、抗冻、抗裂、抗冲耐磨和抗侵蚀等设计要求，其拌和物应具有一定的和易性，以便于施工浇筑、振捣密实，保证混凝土的均匀整体性；混凝土经养护至规定龄期，应达到设计要求的强度。在保证混凝土质量的前提下，各项材料的组成应经济合理，尽量节约水泥，降低造价，大体积混凝土，为防止出现温度裂缝，应满足低热性要求。
2.1.1 混凝土组成材料基本知识
1.水泥
（1）水泥品质应符合现行的国家标准及有关部颁标准的规定，每一个工程所用水泥品种以1～2种为宜，并应固定供应厂家，有条件时优先选择散装水泥。
（2）选择水泥品种应符合下列原则：
1）水位变化区外部混凝土、溢流面和经常受水流冲刷部位的混凝土及有抗冻要求的混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，也可选用普通硅酸盐水泥。
2）内部混凝土、水下混凝土和基础混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥，也可选用低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和低热微膨胀水泥。
3）环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀性时，应选择抗硫酸盐硅酸盐水泥。
4）选用的水泥强度等级应与混凝土设计强度等级相适应。水位变化区、溢流面及经常受水流冲刷部位、抗冻要求较高的部位，宜使用较高强度等级的水泥。
（3）运至工地的每一批水泥，应有生产厂的出厂合格证和品质试验报告，使用单位应进行验收检验（按每200～400t同厂家、同品种、同强度等级的水泥为一取样单位，如不足200t也作为一取样单位），必要时应进行复验。
（4）水泥的运输、保管及使用，应遵守下列规定：
1）运到工地的水泥，应按标明的品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，分别储存到有明显标志的储罐或仓库中，不得混装。
2）水泥在运输和储存过程中应防水防潮，已受潮结块的水泥应经处理并检验合格方可使用。罐储水泥宜一个月倒罐一次。
3）水泥仓库应有排水、通风措施，保持干燥。堆放袋装水泥时，应设防潮层，距地面、边墙至少30cm，堆放高度不得超过15袋，并留出运输通道。
4）先出厂的水泥应先用。袋装水泥储运时间超过3个月，散装水泥超过6个月，使用前应重新检验。
（5）水泥强度等级与水泥标号对照，见表2.1。
表2.1 水泥强度等级与水泥标号对照表
（6）常用水泥品种代号。
硅酸盐水泥——P·Ⅰ（纯熟料水泥）、P·Ⅱ（纯水泥）；
普通硅酸盐水泥——P·O；
矿渣硅酸盐水泥——P·S；
火山灰质硅酸盐水泥——P·P；
粉煤灰硅酸盐水泥——P·F；
复合硅酸盐水泥——P·C。
2.骨料
（1）骨料分类，见表2.2。
表2.2 骨料分类
（2）细骨料分类。细骨料根据细度模数Mx大小按下列分类：
特粗砂：Mx＞3.7；
粗砂：Mx=3.1～3.7，平均粒径大于0.5mm；
中砂：Mx=3.0～2.3，平均粒径大于0.5～0.35mm；
细砂：Mx=2.2～1.6，平均粒径大于0.25～0.35mm；
特细砂：Mx=1.5～0.7，平均粒径小于0.25mm。
（3）细骨料（人工砂、天然砂）的品质要求。
1）细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。使用山砂、粗砂、特细砂应经过试验论证。
2）细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%，必要时应采取加速脱水措施。
3）细骨料的质量检查项目及标准，见表2.3。
表2.3 砂的质量检查项目及标准
注 标“△”者为主要检测项目。
（4）粗骨料（碎石、卵石）的品质要求。
施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合：
当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级；
当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级；
当最大粒径为150mm（120mm）时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级。
施工中应注意：
1）粗骨料的最大粒径：不应超过钢筋净间距的2／3、构件断面最小边长的1／4、素混凝土板厚的1／2。对少筋或无筋混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。
2）应严格控制各级骨料的超、逊径含量。以原孔筛检验，其控制标准：超径小于5%，逊径小于10%。当以超、逊径筛检验时，其控制标准：超径为零，逊径小于20%。
3）各级骨料应避免分离。D150、D80、D40和D20。分别用中径（115mm、60mm、30mm和10mm）方孔筛检测的筛余量应在40%～70%范围内。
4）粗骨料表面应洁净，如有裹粉、裹泥或被污染等应清除。
5）碎石和卵石的质量检查项目及标准，见表2.4。
表2.4 粗骨料的质量检查项目及标准
注 标“△”者为主要检测项目。
（5）质量评定。
凡抽样检查中主要检查项目全部符合标准，任意规格的其他检查项目有90%及以上的检查点符合上述标准的，即评为优良；有70%及以上检查点符合标准的，即评为合格。
3.水
凡符合国家标准的饮用水，均可用于拌和与养护混凝土。未经处理的工业污水和生活污水不得用于拌和与养护混凝土。
4.外加剂
（1）水工混凝土中必须掺加适量的外加剂。常用的外加剂有普通减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、缓凝剂、高温缓凝剂、引气剂、泵送剂等。根据特殊需要，也可掺用其他性质的外加剂，外加剂品质必须符合现行的国家和有关行业标准，并由专门生产厂家供应。
（2）外加剂应配成水溶液使用，配制溶液时应称量准确，并搅拌均匀。根据工程需要，外加剂可复合使用，但必须通过试验论证，有要求时，应分别配制使用。
（3）外加剂每批产品出厂时应有检验报告和合格证，使用单位应进行验收检验。
（4）外加剂的分批，当掺量不小于1%的外加剂以100t为一批，掺量小于l%的外加剂以50t为一批，掺量小于0.01%的外加剂以1～2t为一批，一批进场的外加剂不足一个批号数量的，应视为一批进行检验。
（5）外加剂应存放在专用仓库或固定的场所妥善保管，不同品种外加剂应有标记，分别储存。粉状外加剂在运输和储存过程中应注意防水防潮。当外加剂储存时间过长，对其品质有怀疑时，必须进行检验认定。
2.1.2 混凝土拌和质量控制基本技能
1.一般原则和要求
（1）拌和设备投入混凝土生产前，应按经批准的混凝土施工配合比进行最佳投料顺序和拌和时间的试验。混凝土最少拌和时间按表2.5规定。
表2.5 混凝土最少拌和时间
（2）混凝土拌和必须按照试验部门签发并经审核的混凝土配料单进行配料，严禁擅自更改。
（3）混凝土组成材料的配料量均以重量计。称量的允许误差，不应超过表2.6的规定。
表2.6 混凝土材料称量控制的允许误差
（4）混凝土的坍落度，应根据建筑物的结构断面、钢筋含量、运输距离、浇筑方法、运输方式、振捣能力和气候等条件决定，在选定配合比时应综合考虑，并宜采用较小的坍落度。混凝土在浇筑地点的坍落度，可参照表2.7选用。
表2.7 混凝土在浇筑地点的坍落度 单位：cm
2.质量检查内容与标准
（1）混凝土拌和质量检查项目和标准，见表2.8。
表2.8 混凝土拌和质量检查项目和标准
注 标有“△”者为主要检测项目。
（2）混凝土强度质量检查项目及标准，见表2.9。
表2.9 混凝土强度质量检查评定标准
注 标有“△”者为主要检测项目。
（3）混凝土坍落度质量检查允许偏差，见表2.10。
表2.10 混凝土坍落度质量检查允许偏差
（4）混凝土允许间歇时间，见表2.11。
表2.11 混凝土施工中允许间歇时间
（5）混凝土运输时间控制，见表2.12。
表2.12 混凝土运输时间
（6）混凝土取样数量，见表2.13。
表2.13 混凝土取样数量
（7）混凝土试块尺寸及强度换算系数，见表2.14。
表2.14 混凝土试块尺寸及强度换算系数
（8）混凝土施工质量检查次数。
1）原材料配料称重，每8h不应少于检查两次。
2）混凝土拌和时间，每4h应检查1次。
3）混凝土坍落度，每4h应检查1～2次。
4）混凝土拌和物温度，每4h应检查1次。
（9）混凝土拌和物出现下列情况之一者，按不合格料处理：
1）错用配料单已无法补救，不能满足质量要求。
2）混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配，不符合质量要求。
3）拌和不均匀或夹带生料。
4）出机口混凝土坍落度超过最大允许值。
3.混凝土强度质量评定
在全部检查项目符合合格标准的前提下（表2.8、表2.9），如主要检查项目为优良，即评为优良。若主要检查项目为合格，即评为合格。
2.1.3 混凝土浇筑质量控制基本技能
1.一般原则和要求
（1）浇筑混凝土前，应详细检查有关准备工作，包括地基处理（或缝面处理）情况，混凝土浇筑的准备工作，模板、钢筋、预埋件等是否符合设计要求，并应做好记录。
（2）基岩面和新老混凝土施工缝面在浇筑第一层混凝土前，可铺水泥砂浆、小级配混凝土或同强度等级的富砂浆混凝土，保证新混凝土与基岩或新老混凝土施工缝面结合良好。
（3）混凝土的浇筑，可采用平铺法或台阶法施工。应按一定厚度、次序、方向，分层进行，且浇筑层面平整。台阶法施工的台阶宽度不应小于2m。在压力钢管、竖井、孔道、廊道等周边及顶板浇筑混凝土时，混凝土应对称均匀上升。
（4）混凝土浇筑坯层厚度，应根据拌和能力、运输能力、浇筑速度、气温及振捣能力等因素确定，一般为30～50cm，根据振捣设备类型确定浇筑坯层的允许最大厚度，参照表2.15的规定。
表2.15 混凝土浇筑坯层的允许最大厚度
（5）混凝土浇筑振捣应遵守下列规定：
1）混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓。振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉，并开始泛浆为准，应避免欠振或过振。
2）振捣棒组应垂直插入混凝土中，如略有倾斜，则倾斜方向应保持一致，以免漏振，振捣完应慢慢拔出，振捣棒头应插入下层混凝土5～10cm。
3）严禁振捣器直接碰撞模板、钢筋及预埋件。
4）混凝土浇筑过程中，严禁在仓内加水；混凝土和易性较差时，必须采取加强振捣等措施；仓内的泌水必须及时排除；应避免外来水进入仓内，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆；应随时清除黏附在模板、钢筋和预埋件表面的砂浆；应有专人做好模板维护，防止模板位移、变形。
5）在预埋件特别是止水片、止浆片周围，应细心振捣，必要时辅以人工捣固密实。
（6）混凝土养护基本要求。
1）混凝土浇筑完毕后，养护前宜避免太阳光曝晒。
2）塑性混凝土应在浇筑完毕后6～18h内开始洒水养护，低塑性混凝土宜在浇筑完毕后立即喷雾养护，并及早开始洒水养护。
3）混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润，养护时间，不宜少于28d。
4）混凝土养护应有专人负责，并应做好养护记录。
2.混凝土浇筑质量检查项目和标准（表2.16）
表2.16 混凝土浇筑质量检查项目和标准
注 标“△”者为主要检查项目。
3.混凝土质量缺陷检查（表2.17）
表2.17 混凝土质量缺陷检查项目和标准
注 标“△”者为主要检查项目。
4.检查数量
按混凝土浇筑时和拆模后分别进行检查。
5.质量评定
凡主要检查项目全部符合上述合格标准，其他检查项目基本符合上述合格标准的，即评为合格；凡主要检查项目全部符合上述优良标准，其他检查项目符合上述优良或合格标准的，即评为优良。
2.1.4 预制构件安装质量控制基本技能
1.一般原则和要求
（1）构件移运时的混凝土强度，必须符合设计要求。设计无规定时，不得低于设计强度的70%。
（2）吊装时，构件起吊方法、安装位置应符合设计要求，吊装后的构件，不应出现扭曲、损坏现象，吊装结束后，要及时检查，构件与底座、构件与构件的连接应符合设计要求。
2.质量检查内容和标准
（1）构件安装质量检查项目和标准，见表2.18。
表2.18 构件安装质量检查内容和标准
注 标“△”者为主要检查项目。
（2）构件安装质量检测项目和标准，见表2.19。
表2.19 水工建筑物常用预制钢筋混凝土构件安装质量检测项目和标准
3.检查数量
按要求逐项检查，总检测点数不少于20个。
4.质量评定
构件安装质量评定，在主要检查项目符合本标准的前提下，凡检查总点数中70%及其以上符合上述标准的，即评为合格；凡有90%及其以上符合上述标准的，即评为优良。
2.1.5 钢筋混凝土预制构件制作质量控制基本技能
1.一般原则和要求
（1）制作构件的场地应平整坚实，以保证构件质量，模板结果应具有足够的稳定性、刚度和强度，接缝要严密。
（2）钢筋规格、型式、数量和品种应按设计要求进行加工、绑扎或焊接，混凝土配料单应按实验室配料单及设计要求进行，任何一组混凝土试块的强度不低于设计标号的85%，预埋件必须安置准确。
（3）非承重的侧面模板，当构件混凝土强度达到25%以上时，方可拆模。
（4）混凝土应振捣密实，不应有蜂窝、麻面和漏筋现象。
2.质量检查内容和标准
（1）外观规格检查项目和标准，见表2.20。
表2.20 钢筋混凝土外观规格检查项目和标准 单位：mm
（2）模板安装质量检查项目和标准，见表2.21。
表2.21 模板安装质量检查项目和标准 单位：mm
（3）钢筋焊接与安装质量检查项目和标准，见表2.22。
表2.22 钢筋焊接与安装质量检查项目和标准
3.检查数量
按月或按季度抽样检查分析。按构件各种类型的件数各抽查10%，但月检查不少于3件，季检查不少于5件。
4.质量评定
每一类构件抽样的模板、钢筋和外形尺寸的检查点数，分别有70%及以上符合质量标准的，评为合格；凡模板、钢筋和外形尺寸检查，分别有90%及其以上符合质量标准的，评为优良。
2.1.6 混凝土冬雨季施工质量控制基本技能
2.1.6.1 冬季施工质量控制要点
1.一般规定
（1）日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时，按低温季节施工。
（2）低温季节施工，必须编制专项施工组织设计和技术措施，以保证浇筑的混凝土满足设计要求。
（3）混凝土早期允许受冻临界强度应满足：大体积混凝土不应低于7.0MPa，非大体积混凝土和钢筋混凝土不应低于设计强度的85%。
（4）低温季节，尤其在严寒和寒冷地区，施工部位不宜分散。已浇筑的有保温要求的混凝土，在进入低温季节之前，应采取保温措施。
（5）进入低温季节，施工前应先准备好加热、保温和防冻材料（包括早强、防冻外加剂），并应有防火措施。
2.施工准备
（1）原材料的储存、加热、输送和混凝土的拌和、运输、浇筑仓面，均应根据气候条件选择适宜的保温措施。
（2）骨料宜在进入低温季节前筛洗完毕。成品料应有足够的储备和堆高，并要有防止冰雪和冻结的措施。
（3）低温季节混凝土拌和宜先加热水。当日平均气温稳定在-5℃以下时，宜加热骨料。骨料加热方法，宜采用蒸汽排管法，粗骨料可以直接用蒸汽加热，但不得影响混凝土的水灰比。骨料不需加热时，应注意不能结冰，也不应混入冰雪。
（4）在岩基或老混凝土上浇筑混凝土前，应检测其温度，如为负温，应加热至正温，加热深度不小于10cm或以浇筑仓面边角（最冷处）表面测温为正温（大于0℃）为准，经检验合格后方可浇筑混凝土。
（5）仓面清理宜采用热风枪或机械方法，不宜用水枪或风水枪。
（6）在软基上浇筑第一层基础混凝土时，基土不能受冻。
3.施工方法、保温措施
（1）在温和地区宜采用蓄热法，风沙大的地区应采取防风设施。
（2）在严寒和寒冷地区预计日平均气温-10℃以上时，宜采用蓄热法；预计日平均气温-15～-10℃时可采用综合蓄热法或暖棚法；对风沙大，不宜搭设暖棚的仓面，可采用覆盖保温被下布置供暖设备的办法；对特别严寒地区（最热月与最冷月平均温度差大于42℃），在进入低温季节施工时要认真研究确定施工方法。
（3）除工程特殊需要，日平均气温-20℃以下不宜施工。
（4）混凝土的浇筑温度应符合设计要求，但温和地区不宜低于3℃；严寒和寒冷地区采用蓄热法不应低于5℃，采用暖棚法不应低于3℃。
（5）温和地区和寒冷地区采用蓄热法施工，应遵守：保温模板应严密，保温层应搭接牢靠，尤其在孔洞和接头处，应保证施工质量；有孔洞和迎风面的部位，应增设挡风保温设施；浇筑完毕后应立即覆盖保温；使用不易吸潮的保温材料。
（6）混凝土拌和时间应比常温季节适当延长，具体通过试验确定。已加热的骨料和混凝土，应尽量缩短运距，减少倒运次数。
（7）在施工过程中，应注意控制并及时调节混凝土的机口温度，尽量减少波动，保持浇筑温度均匀。控制方法以调节拌和水温为宜。
提高混凝土拌和物温度的方法：首先应考虑加热拌和用水；当加热拌和用水尚不能满足浇筑温度要求时，要加热骨料。水泥不得直接加热。
（8）拌和用水加热超过60℃时，应改变加料顺序，将骨料与水先拌和，再加入水泥，以免假凝。
（9）混凝土浇筑完毕后，外露表面应及时保温。新老混凝土接合处和边角应加强保温，保温层厚度应是其他面保温层厚度的2倍，保温层搭接长度不应小于30cm。
4.温度观测
（1）外界气温宜采用自动测温仪器，若人工测温每天应测量4次。
（2）暖棚内气温每4h测一次，以距混凝土面50cm的温度为准，测四边角和中心温度的平均数为暖棚内气温值。
（3）水、外加剂及骨料的温度每小时测一次。测量水、外加剂溶液和砂的温度，温度传感器或温度计插入深度不小于10cm，测量粗骨料温度，插入深度不小于10cm并大于骨料粒径1.5倍，周围要用细粒径充填。用点温计测量，应自15cm以下取样测量。
（4）混凝土的机口温度、运输过程中温度损失及浇筑温度，根据需要测量或每2h测量一次。温度传感器或温度计插入深度不小于10cm。
2.1.6.2 雨季施工质量控制要点
（1）砂石料仓的排水设施应畅通无阻。
（2）浇筑仓面应有防雨措施并备有不透水覆盖材料。
（3）增加骨料含水率测定次数，及时调整拌和用水量。
（4）中雨以上的雨天不得新开混凝土浇筑仓面，有抗冲耐磨和有抹面要求的混凝土不得在雨天施工。
（5）在小雨天气进行浇筑时，应适当减少混凝土拌和用水量和出机口混凝土的坍落度，必要时应适当缩小混凝土的水胶比。
（6）加强仓内排水和防止周围雨水流入仓内，做好新浇筑混凝土面尤其是接头部位的保护工作。
（7）在浇筑过程中，遇大雨、暴雨，应立即停止进料，已入仓混凝土应振捣密实后遮盖。雨后必须先排除仓内积水，对受雨水冲刷的部位应立即处理。