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摘要:本文以大体积承台施工为基础,对大体积承台混凝土的温度控制措施进行总结,为类似工程施工提供参考。
关键字:承台大体积混凝土 温度控制措施
中图分类号: TU375文献标识码:A
1.工程简介
某特大桥位于峡谷河段,季节性有水,谷底开阔,地势平坦,河床上砂土层较厚。河床范围内墩身均高于50米,承台为大体积承台(最大尺寸为10.6×14×3m)。
2.承台施工工艺流程
承台施工工艺流程为:施工准备→ 基坑开挖→凿除桩头→桩基检测→绑扎钢筋、埋设冷却水管→支立模板→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模回填
3.承台施工温度控制措施
由于承台属于大体积混凝土,必须采取有效的温控措施,以防止混凝土裂缝的产生。温度控制主要有三个阶段,即:混凝土浇筑前、混凝土浇筑过程中和混凝土浇筑后。
3.1混凝土浇筑前的温度控制
混凝土浇筑前的温度控制主要是降低混凝土的入仓温度,选择温度较低的时段进行浇筑。降低混凝土入仓温度主要从以下几个方面入手:
1.水泥品种的选择和用量控制
大体积混凝土应选择中热或低热的水泥,一般来说,矿渣水泥和粉煤灰水泥水化热较低,在满足混凝土强度的条件下,应优先选择。水泥的用量尽量减少,以降低水泥的水化热。
2.骨料的选择
粗骨料:应选择自然连续级配的粗骨料配置,应尽量选择粒径较大、级配良好的石子,根据有关实践,宜选择5~31.5mm连续级配的石子作为大体积混凝土的粗骨料。粗骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制粗骨料的含泥量不得大于1%。
细骨料:应选用优质的中、粗砂,细度模数宜在2.6~2.9范围内,细骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制细骨料的含泥量不得大于2%。
3.掺加外加料
大体积混凝土掺加减水剂可以降低混凝土拌合物的用水量,改善混凝土的和易性,提高混凝土表面的抗拉强度,从而阻止混凝土表面裂缝的产生。目前国内掺加的外加剂一般选用木质素磺酸钙,减水剂的掺量应经试验确定。
掺加适量的粉煤灰可以降低水泥用量,提高混凝土的密实性和强度,有利于降低混凝土的水化热,是大体积混凝土常用的掺和料。掺用的粉煤灰不应低于Ⅱ级,以球状颗粒为佳,掺量应经试验确定。
4.混凝土的拌制
为了降低大体积混凝土的总温升,减小结构物的内外温差,控制混凝土的出仓温度和浇筑温度非常重要。在混凝土搅拌过程中,常用的方法是控制沙、碎石等骨料的温度。
1.混凝土应使用大型机械搅拌制,拌制混凝土时,对所用衡器应保持准确可靠;对骨料的含水率施工时应经常进行检测,增加测定次数,并据以调整骨料、拌和水的用量。
2.拌制混凝土的搅拌及配料设备采用自动计量装置,并对其定期检定,以确保计量准确。
3.拌制混凝土所用粗、细骨料应清洁,并按使用的规格、型号,分类分别投放。
4.混凝土的拌制时间,自全部材料装入搅拌机开始搅拌起,至开始卸料时止,延续搅拌的最短时间应符合下表规定。
混凝土搅拌最短时间
注:当掺用外加剂时,搅拌时间宜延长。
5.混凝土浇筑时间的选择
多次大体积混凝土施工经验表明:大体积混凝土的浇筑温度越低,对于降低混凝土内外温差越有利。混凝土浇筑温度的控制,应控制在28℃以内。混凝土应在一天中气温较低时浇筑,一般应安排在夜间进行。
3.2混凝土浇筑过程中的温度控制和质量控制
在大体积承台混凝土浇筑过程中,必须分层浇筑并注意尽量加大浇筑时间间隔,以最大程度增加混凝土水化热的散失,同时要严格振捣,确保承台混凝土的施工质量。
1.混凝土浇筑时一定要在整个仓面范围内分层浇筑,分层厚度为30~40厘米,以加快混凝土散热速度,分层应保持水平,在下层混凝土初凝或重塑前浇筑完上层混凝土,确保混凝土在终凝前完成连续作业,以防间隔时间过长形成断层纹。
2.澆筑过程应严格控制振捣间隔,插入式振动器的移动间距不应超过其作用半径的1.5倍,并且与模板的间距不应大于其作用半径的0.5倍。控制混凝土层厚度在振捣器作用部分长度的1.25倍左右。
3.注意振捣方法。垂直振捣时,振动垂直混凝土表面;棒体插入混凝土的深度不超过棒长的2/3~1/2;振到棒要快插慢抽,分层均匀振捣密实,使混凝土填满振捣棒周围气泡的残余量和中间空洞。振捣新的一层时,均匀先插进前一层混凝土5~10厘米,确保上下层混凝土紧密结合。
4.插入式振捣棒工作时,应避免与钢筋和预埋件接触,模板角落以及振捣器不能达到的地方,铺以插针的振捣棒振捣,以保证混凝土密实及其表面平滑。
5.停止振捣可由以下现象判断:混凝土停止沉降,不再出现气泡,混凝土表面呈现平坦泛浆现象,并将模板边填满密实。但必须注意的是不能在模板内利用振捣器使混凝土长距离流动和运送混凝土,每次移动距离控制在50~60厘米,以免引起离析。
6.严格控制振捣程序,先周围后中间,并注意混凝土摊铺四周,中间低,以便把气泡赶出,避免聚集在模板处,影响外观质量。
7.必须注意模板转折点混凝土的浇筑,两人振捣作业的交界处采用交叉振捣以防漏振。且混凝土初凝后,模板不得振动,伸出的钢筋不可承受任何外力作用。
8.表面处理
大体积混凝土浇筑完成后,表面水泥浆较厚,不仅会引起混凝土的表面收缩开裂,而且会影响混凝土的表面强度。所以应在混凝土浇筑完成后先初步按设计标高用长刮尺刮平,在初凝前用铁滚筒碾压数遍,再用木抹子打磨压实,以闭合收水裂缝。
3.3混凝土浇筑后的温度控制
大体积承台混凝土浇筑后,应立即对冷却水管通水循环冷却,及时关注混凝土内部的温度变化,待混凝土内外温差较小时停止通水冷却。当冬期气温较低时,混凝土表面不得洒水,宜用草包或草垫覆盖严密,并延长混凝土侧模的拆除时间,以起到侧面保温作用。混凝土冬期养护根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)有关条款规定,可采用暖棚法、电热毯法以及蒸汽养生进行养护。
1.混凝土浇筑后,应在12小时内加覆盖物和洒水,混凝土养护用水应与拌和用水相同。操作时,不得使混凝土受到污染和损伤。
2.混凝土养生期间,其强度未达到1.2Mpa以前,不得在其表面来往行人或架设上层结构的支撑和模板等设施;其强度未达到2.5Mpa之前不得使其承受荷载。
3.混凝土拆模后应立即在其上覆盖一层塑料薄膜进行保水养护,设置专人不断观察混凝土保湿状况,定时浇水保湿。
4.混凝土的洒水养护时间应同具体季节和天气变化结合起来,注意周围环境温度、湿度的变化,确定养生时间(一般为14天),洒水次数,以混凝土表面保持湿润状态为度,确保大体积混凝土养生及时,以利于强度形成。
4.其他措施
大体积混凝土施工中温度裂缝的控制和预防,除以上常用的技术措施外,在一定条件下视情况需要,还可采取以下措施:
1、混凝土表面设构造钢筋
当结构物表面未设计构造钢筋时,可以增加相应的表面钢筋,对提高混凝土结构的抗裂性有很大的作用,配置的构造钢筋尽可能采用小直径、小间距,全截面进行合理配筋,能有效的提高混凝土的抗裂性。
2、利用混凝土的后期强度设计配合比
根据大量的试验资料表明,在混凝土配合比设计中,采用f45、 f60或 f90替代f28作为混凝土的设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,混凝土的水化热温升也相应降低4~7℃,对降低大体积混凝土水化热起到有良好的效果。
关键字:承台大体积混凝土 温度控制措施
中图分类号: TU375文献标识码:A
1.工程简介
某特大桥位于峡谷河段,季节性有水,谷底开阔,地势平坦,河床上砂土层较厚。河床范围内墩身均高于50米,承台为大体积承台(最大尺寸为10.6×14×3m)。
2.承台施工工艺流程
承台施工工艺流程为:施工准备→ 基坑开挖→凿除桩头→桩基检测→绑扎钢筋、埋设冷却水管→支立模板→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模回填
3.承台施工温度控制措施
由于承台属于大体积混凝土,必须采取有效的温控措施,以防止混凝土裂缝的产生。温度控制主要有三个阶段,即:混凝土浇筑前、混凝土浇筑过程中和混凝土浇筑后。
3.1混凝土浇筑前的温度控制
混凝土浇筑前的温度控制主要是降低混凝土的入仓温度,选择温度较低的时段进行浇筑。降低混凝土入仓温度主要从以下几个方面入手:
1.水泥品种的选择和用量控制
大体积混凝土应选择中热或低热的水泥,一般来说,矿渣水泥和粉煤灰水泥水化热较低,在满足混凝土强度的条件下,应优先选择。水泥的用量尽量减少,以降低水泥的水化热。
2.骨料的选择
粗骨料:应选择自然连续级配的粗骨料配置,应尽量选择粒径较大、级配良好的石子,根据有关实践,宜选择5~31.5mm连续级配的石子作为大体积混凝土的粗骨料。粗骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制粗骨料的含泥量不得大于1%。
细骨料:应选用优质的中、粗砂,细度模数宜在2.6~2.9范围内,细骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制细骨料的含泥量不得大于2%。
3.掺加外加料
大体积混凝土掺加减水剂可以降低混凝土拌合物的用水量,改善混凝土的和易性,提高混凝土表面的抗拉强度,从而阻止混凝土表面裂缝的产生。目前国内掺加的外加剂一般选用木质素磺酸钙,减水剂的掺量应经试验确定。
掺加适量的粉煤灰可以降低水泥用量,提高混凝土的密实性和强度,有利于降低混凝土的水化热,是大体积混凝土常用的掺和料。掺用的粉煤灰不应低于Ⅱ级,以球状颗粒为佳,掺量应经试验确定。
4.混凝土的拌制
为了降低大体积混凝土的总温升,减小结构物的内外温差,控制混凝土的出仓温度和浇筑温度非常重要。在混凝土搅拌过程中,常用的方法是控制沙、碎石等骨料的温度。
1.混凝土应使用大型机械搅拌制,拌制混凝土时,对所用衡器应保持准确可靠;对骨料的含水率施工时应经常进行检测,增加测定次数,并据以调整骨料、拌和水的用量。
2.拌制混凝土的搅拌及配料设备采用自动计量装置,并对其定期检定,以确保计量准确。
3.拌制混凝土所用粗、细骨料应清洁,并按使用的规格、型号,分类分别投放。
4.混凝土的拌制时间,自全部材料装入搅拌机开始搅拌起,至开始卸料时止,延续搅拌的最短时间应符合下表规定。
混凝土搅拌最短时间
注:当掺用外加剂时,搅拌时间宜延长。
5.混凝土浇筑时间的选择
多次大体积混凝土施工经验表明:大体积混凝土的浇筑温度越低,对于降低混凝土内外温差越有利。混凝土浇筑温度的控制,应控制在28℃以内。混凝土应在一天中气温较低时浇筑,一般应安排在夜间进行。
3.2混凝土浇筑过程中的温度控制和质量控制
在大体积承台混凝土浇筑过程中,必须分层浇筑并注意尽量加大浇筑时间间隔,以最大程度增加混凝土水化热的散失,同时要严格振捣,确保承台混凝土的施工质量。
1.混凝土浇筑时一定要在整个仓面范围内分层浇筑,分层厚度为30~40厘米,以加快混凝土散热速度,分层应保持水平,在下层混凝土初凝或重塑前浇筑完上层混凝土,确保混凝土在终凝前完成连续作业,以防间隔时间过长形成断层纹。
2.澆筑过程应严格控制振捣间隔,插入式振动器的移动间距不应超过其作用半径的1.5倍,并且与模板的间距不应大于其作用半径的0.5倍。控制混凝土层厚度在振捣器作用部分长度的1.25倍左右。
3.注意振捣方法。垂直振捣时,振动垂直混凝土表面;棒体插入混凝土的深度不超过棒长的2/3~1/2;振到棒要快插慢抽,分层均匀振捣密实,使混凝土填满振捣棒周围气泡的残余量和中间空洞。振捣新的一层时,均匀先插进前一层混凝土5~10厘米,确保上下层混凝土紧密结合。
4.插入式振捣棒工作时,应避免与钢筋和预埋件接触,模板角落以及振捣器不能达到的地方,铺以插针的振捣棒振捣,以保证混凝土密实及其表面平滑。
5.停止振捣可由以下现象判断:混凝土停止沉降,不再出现气泡,混凝土表面呈现平坦泛浆现象,并将模板边填满密实。但必须注意的是不能在模板内利用振捣器使混凝土长距离流动和运送混凝土,每次移动距离控制在50~60厘米,以免引起离析。
6.严格控制振捣程序,先周围后中间,并注意混凝土摊铺四周,中间低,以便把气泡赶出,避免聚集在模板处,影响外观质量。
7.必须注意模板转折点混凝土的浇筑,两人振捣作业的交界处采用交叉振捣以防漏振。且混凝土初凝后,模板不得振动,伸出的钢筋不可承受任何外力作用。
8.表面处理
大体积混凝土浇筑完成后,表面水泥浆较厚,不仅会引起混凝土的表面收缩开裂,而且会影响混凝土的表面强度。所以应在混凝土浇筑完成后先初步按设计标高用长刮尺刮平,在初凝前用铁滚筒碾压数遍,再用木抹子打磨压实,以闭合收水裂缝。
3.3混凝土浇筑后的温度控制
大体积承台混凝土浇筑后,应立即对冷却水管通水循环冷却,及时关注混凝土内部的温度变化,待混凝土内外温差较小时停止通水冷却。当冬期气温较低时,混凝土表面不得洒水,宜用草包或草垫覆盖严密,并延长混凝土侧模的拆除时间,以起到侧面保温作用。混凝土冬期养护根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)有关条款规定,可采用暖棚法、电热毯法以及蒸汽养生进行养护。
1.混凝土浇筑后,应在12小时内加覆盖物和洒水,混凝土养护用水应与拌和用水相同。操作时,不得使混凝土受到污染和损伤。
2.混凝土养生期间,其强度未达到1.2Mpa以前,不得在其表面来往行人或架设上层结构的支撑和模板等设施;其强度未达到2.5Mpa之前不得使其承受荷载。
3.混凝土拆模后应立即在其上覆盖一层塑料薄膜进行保水养护,设置专人不断观察混凝土保湿状况,定时浇水保湿。
4.混凝土的洒水养护时间应同具体季节和天气变化结合起来,注意周围环境温度、湿度的变化,确定养生时间(一般为14天),洒水次数,以混凝土表面保持湿润状态为度,确保大体积混凝土养生及时,以利于强度形成。
4.其他措施
大体积混凝土施工中温度裂缝的控制和预防,除以上常用的技术措施外,在一定条件下视情况需要,还可采取以下措施:
1、混凝土表面设构造钢筋
当结构物表面未设计构造钢筋时,可以增加相应的表面钢筋,对提高混凝土结构的抗裂性有很大的作用,配置的构造钢筋尽可能采用小直径、小间距,全截面进行合理配筋,能有效的提高混凝土的抗裂性。
2、利用混凝土的后期强度设计配合比
根据大量的试验资料表明,在混凝土配合比设计中,采用f45、 f60或 f90替代f28作为混凝土的设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,混凝土的水化热温升也相应降低4~7℃,对降低大体积混凝土水化热起到有良好的效果。