大體積混凝土承臺溫度裂縫控制技術

XX公路大大體積混凝土承臺溫度裂縫控制技XX項目經(jīng)理部【摘要】XX公路大橋主橋主墩、次主墩的四個承臺均為大體積混凝土基礎，本文主要以8＃次主墩承臺為例，介紹了大體積混凝土施工中采取的溫度控制措施，并通過實測數(shù)據(jù)對溫控效果進行了分析，實踐證明施工中所采取的措施是有效的。1工程概況XX公路大橋全長2743.1m，主橋上部結構為（116+200+220+200+116）m預應力混凝土剛構-連續(xù)結合梁。9＃、10＃主墩承臺的結構尺寸為25.9m（橫橋向）×25.9m（順橋向）×5.0m（厚度），砼3354.059m3；8＃、11＃次主墩結構尺寸為25.9m（橫橋向）×22.0m（順橋向）×5.0m（厚度），砼2849m3；根據(jù)設計及業(yè)主要求，整個承臺混凝土一次灌注，屬于典型的大體積混凝土施工。次主墩8#承臺位于黃河岸灘上，為左右幅整體式基礎，其下布設42根φ1.5m，長度為108m鉆孔灌注樁；原地面標高為9.0m，原地面以下2.5m左右開始出現(xiàn)飽和液化砂土，地質(zhì)條件較差。2大體積混凝土溫度裂縫理論分析及溫控標準2.1溫度裂縫理論分析由于水泥的水化熱作用，混凝土澆注后要經(jīng)歷升溫期、降溫期和溫度穩(wěn)定期三個階段。升溫階段，水泥產(chǎn)生的水化熱大量的聚集在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，內(nèi)外溫差使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，外部產(chǎn)生拉應力，若大于相應齡期的容許拉應力時就有可能產(chǎn)生裂縫；降溫階段，新澆混凝土受內(nèi)部鋼筋、封底混凝土及樁頭約束而不能自由收縮，此時彈性模量相對較低，若降溫梯度過大就容易產(chǎn)生較大的溫度拉應力，當該拉應力大于相應齡期的混凝土容許拉應力時，也容易產(chǎn)生溫度裂縫，因此控制溫差盡量降低溫度梯度是保證不產(chǎn)生裂縫的根本。2.2混凝土內(nèi)部最高溫度計算一般可采取下式近似計算大體積混凝土內(nèi)部最高溫度：――――――――式一式中：T0：混凝土入模溫度，以混凝土澆注時的實際測量數(shù)據(jù)為準；W：每方水泥用量（kg/m3）；θ0：水泥28天水化熱，本工程選用山東鋁業(yè)公司低堿P·O32.5R水泥，通過試驗28天水化熱為350J/g；C：混凝土比熱取0.98KJ/kg·℃；身ρ司：混凝土的密恩度（由配合比戶確定）；鼠ξ冶：不同厚度的贏澆筑塊散熱系然數(shù)（參考相關筒資料），當厚中度大于燭4.0m脆時寇ξ敏=紹1.0m起；械混凝土平均入論模溫度為蜓2擦3海℃切時，將以上數(shù)序據(jù)代入式一，賄計哀算禍8進＃墩承臺中心涂點的最高理論父溫度為損6手5默℃糊。損2.3披煌溫度控制標準勁綜合考慮混凝亂土的入模溫度樹、混凝土水化疲熱的發(fā)展變化清規(guī)律、養(yǎng)護條制件、通水散熱叨等因素，制定昨了以下混凝土廉的溫控標準：琴（擋1見）混凝土的內(nèi)慧表溫差不超過捐2朋5威℃裝；朱（膛2情）拆模時內(nèi)外昌溫差小于店2炕5癥℃押；適（鷹3唱）宴最大降溫速率膜要小于扛2.謝0騙℃瓶/冬d授；沾3港屑大體積混凝土愈溫度控制措施傲通過對大體積覺混凝土產(chǎn)生裂丑縫的機理分析批，我們主要從托降低水泥水化脫熱、降低混凝津土入模溫度、劉通水散熱、混鍛凝土養(yǎng)護、嚴伯格控制拆模時憑間等幾方面做駕好混凝土溫度易控制工作，確撞保內(nèi)外溫差控唱制在樹2韻5嚇℃蘿以內(nèi)，盡量降按低混凝土內(nèi)部瞞溫度的升降速訪率。洗3.啦1耐混凝土配合比河設計誰為降低水化熱淡，同時滿足混怪凝土防腐、抗適凍、泵送的設戚計要求，摻加魚了一定量的礦聲物質(zhì)超細粉，但等量取代水泥懲；摻入一定量尺的高效緩凝減璃水劑，改善了趙混凝土的和易扶性，減少拌合蘇用水量，降低鉤水灰比，同時白推遲了混凝土姨溫度峰值出現(xiàn)襖的時間，相應飄的提高了同齡酬期的容許拉應脖力。丹粗骨料選用連暮續(xù)級配石子，母細骨料選用中回砂，施工中嚴滑格控制粗細骨暴料的含泥陸量剝<1.脂5族％，以提高混移凝土的均勻性匹，增加抗裂能催力。水泥選用槍山東鋁業(yè)公鑄司單P·O32隱.5致R會低堿普硅水泥積，水泥中嚴格藏控繳制說C征3A碰含量小握于柱6趁％，堿含量小款于柄0.潔6族％。意經(jīng)過多次試配湖，混凝土配合凱比優(yōu)選如表一笨：戀確葵竿茅臂碑稿表一率設計標感號濤C30中水泥蜘（報kg革）視超細粉食（合kg旺）琴砂子肢（第kg舒）茂碎石拘（率kg萌）南水粗（博kg濁）腸外加劑李（銷kg個）砌每每m敬3剪用量閘291嶄97津755披1132捕155辣7.372天混凝土主要性疾能指標見表二蓄：占職識留脂仔弄右僚表二源設計坍落度（山cm稈）糖初凝時間（小h址）累終凝時間（攤h盾）午抗壓強度易（須MPa朵）料5鎖6夕天導電量額（庫侖）嘉7補天閱2豬8泥天換1啟4消～蹦18誓16僅20刃31.5尼41.6交645.7砍3.2用童合理的布置散晴熱及測溫系統(tǒng)寨很散熱管的布置裙共設矮置袍4雜層直徑瞇50已mm臭的散熱管，豎位向層距低1.0慶m梁，每層水平間扎距遮1.5餓m伶，具體布置見第圖一。潛散熱管采用耐芬腐蝕的鍍鋅鋼主管，與鋼筋一器起綁扎。在使花用前要求通水番進行密閉性試庭驗，防止管道馳在焊接接頭位槐置處漏水或阻樂塞。通水散熱慮后對散熱管作常壓漿處理。接調(diào)宣測溫設備掘為提供可靠的版數(shù)據(jù)控制混凝屑土內(nèi)外溫差，通考慮承臺平面稈對稱性，在承知臺平暮面要1/月4蹲位置及對角線低上布置溫度應捎變片，用溫度煩顯示儀采集數(shù)聯(lián)據(jù)。（測點布機置與編號見圖勢一）垮采集的數(shù)據(jù)主階要包括不同施康工時段的入模部溫度、每個溫物度應變片處混促凝土不同齡期揚溫度、草袋內(nèi)飄溫度、外界氣畢溫、散熱管進醒出水溫度。鍛鎮(zhèn)沾通水散熱鈔承臺基坑的頂踩部和底部各放忙置一個穿6m3辱水箱，利用高童差形成的勢能利完成水循環(huán)。怕進出水管之間暈用塑料管連接怒，在散熱管的同每個出水嶼口設置一閥門割控制流量。當聰混凝土澆注至座該層散熱管標墾高時，即通水蛇散熱，單根散惡熱管流量按不紋小于飛1.5m3劑/換h菠控制，通水時熄間不小斃于得1撫2疫天。壓3.3巷仆混凝土施工乳為確保大體積皂混凝土施工質(zhì)獨量，保證施工易連續(xù)進行，提摸高混凝土的均窮勻性和抗裂能氏力，在混凝土煎施工前從原材梅料的儲備、施毫工機械和人員槽的配置到施工誠前的技術交底季都做了充分的羨準備。混凝土暴施工嚴格按《宋公路橋涵施工跌技術規(guī)范》辯（蓋JTJ041斯-2000粉）瞇中的相關要求蜜進行，并特別地注意了以下幾內(nèi)個方面的工作搞：挽（沿1佩）因承臺面積設較大，施工中呆采用三臺布料梳桿分三區(qū)進行屈，每區(qū)按一定陵的厚度、順序領和方向分層進衣行澆注，每層捕的澆注厚度不昆大于丘50cm商，相鄰兩區(qū)的惜交界處要注意文振搗，防止出壓現(xiàn)漏振。寒混凝土的澆注鄭順序為自墩身曲預留鋼筋位置敞向外澆注，主聲要目的是保證否墩身附近處混揚凝土的質(zhì)量，拋在澆注過程中灌要防止承臺邊改部浮漿太多，執(zhí)造成表面收縮黑裂縫。羞（燭2肢）混凝土澆注歉時間長，隨著唱外界氣溫的變助化和施工現(xiàn)場鞭原材料含水量得的變化要不斷蝕調(diào)整水灰比，拖盡量使混凝土桑的坍落度均勻透一致，保證混球凝土的和易性下。貌（摔3膚）因是泵送混僻凝土配合比，肥施工中會產(chǎn)生姻一定量的泌水言和浮漿，為此簽在模板的一側娛設置了預留孔常，可以隨時將草泌水及浮漿排水出，提高了混迷凝土的密實性淘。令（直4誠）因承臺鋼筋浴密集，采用不捧同長度的直徑鍬200mm習的鋼管作為導剩管將混凝土送蹲入模板內(nèi)部，銜保證混凝土下刺落高度小于會1.5m運，不產(chǎn)生離析訴現(xiàn)象，而且避貿(mào)免了鋼筋的污獅染。蜘（驅5搶）嚴格控制混腳凝土施工結束怖時間。因承臺館的面積較大，罵表面收光需要最的時間較長，蚊若混凝土在白熄天氣溫較高時犁結束，因混凝芽土初凝時間短擴，且表面的的象水分散發(fā)較快瞎，在表面容易脫產(chǎn)生收縮裂紋拴，因此將混凝棗土的結束時間興控制在下銅午舍4撿：非0榴0湯以后。也3.4做慘養(yǎng)護措施抱養(yǎng)護主要是起遺到保濕和保溫誘作用，保溫的杰主要目的是減岡少混凝土表面乏的熱擴散，降她低表面的溫度要梯度，防止產(chǎn)縮生表面裂縫；皆保濕的主要目鄉(xiāng)的是防止混凝元土表面出現(xiàn)收逆縮裂縫。五混凝土澆注前讀即用一層毛氈棚外加兩層草袋鐘將側面模板覆躍蓋，降低混凝詳土的內(nèi)外溫差答，起到良好的創(chuàng)保溫效果。為瓣使表面覆蓋層臟起到良好的保浩溫和保濕效果仇，副8歪＃墩承臺混凝掉土施工完畢后哭，在最后一漆層混凝土終凝蒙前即用一層毛帥氈外加兩層草辮袋覆蓋。并堅妖持在草袋表面桐灑水保濕，使齡表面覆蓋層始顫終處于濕潤狀脹態(tài)，但不使草撓袋處于飽水狀越態(tài)，以免失去踢保溫作用。郵3.5身滾嚴格控制拆模被時間叔根據(jù)測量的混粘凝土內(nèi)部溫度敬與外界氣溫的刺差值來決定拆灑模時間，若兩件者溫差大于趣2舉5銅℃存，則不能拆模鑼，繼續(xù)通水散膜熱；直至外界嗽氣溫與混凝土葡內(nèi)部溫差小于稿2查5沾℃堆時才可拆模。酷4培鷹溫控結果分析此4.1先黑溫度場分布誘根據(jù)測量收集畏的數(shù)據(jù)對混凝迎土總體溫度變柿化過程分析：楚混凝土入悼模悉1扣2需小時內(nèi)升溫迅鬼速，溫升接近報2導5告℃秩；三天后內(nèi)部箏最高溫度達到嘆6離2怠℃巡的峰值（與理扶論計算的基本溪相符），隨后廊溫度開始下降歐，下齊降梯度為拘1.腸8拐℃趨/撕d江；十天后，溫鑒度梯度線趨于碗平緩。自澆注梅開始至拆模，翠共通水散合熱箭1鄙8組天。拆模時外勵界氣溫姥2蟲4狀℃說，承臺中心處臣最高溫度為榮48.厲8恐℃通，償距井反離承臺外邊緣透0.5m表處的測點的平財均溫度為罩31.0苦1耽℃靜，拆模時滿足表內(nèi)外溫差小于沃2鼠5拴℃踏要求。圖二圖三直溫度沿高度方譯向上，在承臺理中心偏下位置霸溫度最高，沿態(tài)此點向兩邊逐番漸降低，在距脹離頂面燦1m平范圍內(nèi)溫度梯上度最大，底面包由于封底混凝跳土的保溫效果像好，溫度下降璃較慢。沿水平凳方向，從承臺佩中心到邊緣，間溫度逐漸下降醫(yī)。新圖二反映了同迎一豎直面上不懼同高度溫度場妨的分布情況，果圖三反映了設醋置在承臺對角占線上距離承臺藍上表面漸3革米綁高度處的溫度漫—價－時間曲線，倚圖二、圖三中水點的編號和圖毀一中的編號相氏一致。買4.2灘皂保溫效果分析也從測量的草袋當內(nèi)外溫度分析要：一層毛氈和貧兩層草袋起到掛了良好的保溫托效果，保溫一候般在尖8掛℃抖左右，減少了繁內(nèi)表溫差，具臨體典型數(shù)據(jù)見徹表四湯：送從純悟叢踢擱賀肯羞表四巴日期迅測量時間拔草袋內(nèi)空氣溫織度表（稈℃隨）先草袋外溫度飄（緒℃綢）乳溫差越（雙℃匆）獸5-12圍21:40悄25.0謊17.0清8.0時5-13誠8:30伏31.5約24彩7.5己5-14噸4:40弊32.8組25去7.8要5-15愉6:00黨33.6翻25.3拼8.3仿5-17這3:15旁24.5看17扯7.5辨4.3售斗冷卻水管的降無溫效果宰按一定的時間佛頻率測量進出苦水口溫度，從聾直觀上反映了著散熱管的降溫用效果，表五是葛在承臺混凝盜土內(nèi)部溫度達茶到峰值時測量誘的進出水溫數(shù)癥據(jù)。塵島厭紡只散熱管進出水牧溫溫度測量哈表筐展孝炎吹冷功表五澇日期測時間疑進水溫說度換(柿℃歲)肺出水溫袍度灣(截℃鼠)水差剖值漂(稈℃佛)羞2003--除5-14尾7:10汗30.8凈37.6英6.8菊10:10選31.1現(xiàn)36.7儉5.6古17:10拐33.1墳39.1威6合2003--喚5-15宣8:00們31唯36.4希6.4盛10:45胳32.4慶37.6叨5.2鳴14:15億32.8桌38.2炊5.4平17:30損35.5蘆40.7計5.2球從上表數(shù)據(jù)可憑以看出，進出滾水溫的差值平悼均在恰5.壽8米℃奧，取得了較好面的降溫效果。5結束語抬XX恢大橋主許橋辛8朽#掏墩大體積承臺努混凝土于失200規(guī)3釘年纖5給月甘1必1拘日孝上吐午殿1恭0哨時械開始澆注，維5將月輝1秒3很日言下午奉5殊：慶0寶0攔澆注完畢，歷糧時腎5捉4技個小時，澆注轟混凝土籮2849m3戶。通水散而熱伍1斗8囑天后，拆模觀置察：表面平整訓、光潔，沒有差發(fā)現(xiàn)溫度裂縫靈，證明采取的憑溫控措施是有卸效的。結合整荒個施工過程，布得出以下結論侮供同類基礎施屑工借鑒：屯(1量)處完善的施工方爭案、充分的原蓬材料準備、合塑理的人員和機只械設備配置是妻大體積混凝土棍順利完成的基開本要素。的(2