论述高速公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制

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  【摘 要】 高速公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制是路桥工程施工中的重中之重,需要十分注意。本文将从以下方面来分析大体积混凝土研究现状及存在的问题,大体积混凝土裂缝问题及原因以及施工前的准备工作。如何做好施工过程中的质量检查,并介绍了大体积混凝土施工质量的其他措施。
  【关键词】 高速公路;公路桥基础;施工
  一、前言
  随着我国经济的发展,高速公路的发展也日新月异。但是如何做好质量控制速公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制是路桥工程施工中的重中之重,需要十分注意。一个好的质量控制过程是保证工程安全稳定的不要手段,如何做好公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制是我们必须认真研究的课题。
  二、大体积混凝土研究现状及存在的问题
  随着中国经济的快速的发展,我国的建筑行业也取得了辉煌的成就其中,混凝土结构设计理论与设计己经处于世界领先的水平同时,也开发出了一批新型建筑材料,出现了一大批的高层、超高层工业或民用建筑。因此,大体积混凝土也越来越多的被应用到各种各样的实际工程之中。
  大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于lm以上,施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。其施工特点是:整体性要求比较高,要求连续浇筑;结构的体量较大,浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚,体形较大,钢筋较密,混凝土数量较多,施工条件较为复杂,施工技术要求高,必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求,另外,还存在如何控制和防止温度应力,变形裂缝产生等问题"随着大体积混凝土施工技术不断地提高,高质量的施工技术也成为社会发展的必然要求。随着生产技术和生产力的不断提高,建设领域的逐渐扩大,大体积混凝土逐渐应用于大型钢筋混凝土结构"但是,由于混凝土内部蓄热量大,温度应力增大,使得混凝土裂缝的控制问题成为设计及施工中的一个急需解决的重大问题。人们开始注意大体积混凝土的裂缝控制问题,并认识到水泥水化热引发的温度应力是大体积混凝土产生裂缝的根本原因"从此美国开始了对大体积混凝土结构进行全面的研究,开发了多种技术措施,这些技术措施包括:开发低热水泥、降低混凝土中水泥用量、开发新的混凝土施工工艺、降低混凝土的浇筑温度。
  三、大体积混凝土裂缝问题及原因
  1、大体积混凝土常见的宏观裂缝
  大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝过度发展成为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的局部断面,可破坏结构的整体性和稳定性,也缩短其耐久性,其危害性是较严重的,但是贯穿裂缝是不多见的;而深层裂缝部分地切断了结构的断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小,修补也相对容易,但是可以容忍程度也是有限的。出现表面外观裂缝并不是都影响结构安全,微裂纹还是可以容忍的,规范有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm;处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构,混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1~0.2mm时,虽然早期有轻微渗水,但经过一段时间后,裂缝可以自愈闭合。如超过0.2~0.3mm,则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而逐步加大。所以,在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。这种裂缝,将影响主体结构的使用,必须进行防水化学灌浆加固处理。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但受拉力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内,一般不会影响结构的强度,但却对结构的耐久性有长远影响,因此必须予以控制,在设计时注意关键节点的设计,从构造上考虑裂缝控制措施。
  2、大体积混凝土施工时出现早期裂缝的原因
  水泥水化时产生的水化热:水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度多数发生在浇筑后的最初3~5天。因此前期养护、冷却要及时可靠。外界环境气温的变化:大体积混凝土在施工阶段,它在浇注与养护时混凝土温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会加大内外层混凝土之间的温差,这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起混凝土变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃左右,并且有较长的延续反应时间。因此,应采取温度降温控制措施,防止混凝土内外温差引起的较大的温度应力。
  四、施工前的准备工作
  为确保本工程大体积混凝土的施工质量,我们始终贯彻预防为主,人员到位,措施有力的原则,认真、严谨地监理每一个施工环节的工作。具体做法是:(1)认真熟悉施工图纸,体会总体设计意图,熟悉设计采用的设计规范,要求施工单位编制切实可行的大体积混凝土施工的专业实施细则。(2)严格审查施工方案,水泥、砂石骨料,外加剂等是否适合大体积混凝土的配制要求;配合比设计是否最优化;混凝土浇筑方案是否合理;混凝土先后浇筑时间差是否恰当;混凝土配制及运输是否能保证连续施工;混凝土养护措施是否合适;大体积混凝土的温度控制方案;水电供应落实情况,避免施工期间停水停电;了解气象部门的天气预报,避免雨天或其他恶劣天气下施工;施工安全措施是否到位。   五、施工过程中的质量检查
  各项准备工作检查达到要求后,正式开始浇筑混凝土,开盘后施工的全过程着重注意以下几个方面的问题。
  (1)严格控制混凝土的配合比,在保证混凝土强度的前提下,尽量采用低水化热水泥,降低水灰比;检查水泥、砂、石、掺加剂及水计量是否准确。在施工现场,每隔1-2h测定坍落度一次,并做好相应的记录,及时与搅拌点联系,随时调整级配用量。
  (2)混凝土的浇筑采用“分段分层,斜面浇筑,一个坡度,薄层浇捣,循序推进,一次到顶”的方式进行,这种混凝土自然流淌形成斜坡的浇筑方法,避免了输送泵管。经常拆卸、冲洗、接长,从而提高泵送混凝土效率,保证上下层接缝。每层浇筑厚度30-40cm,混凝土自然形成的坡度限制在5m以内,必要时下设档板。
  (3)振捣是否符合操作规程,每层振捣时,上下层振捣搭接50-100mm,每点振捣时间为20-30s,应以混凝土表面呈水平不显著下沉,不再出现气泡,表面渗出灰浆为准。振捣点要求均匀排列,每点间距30-40cm。
  (4)大体积混凝土浇筑时,易使设备基础预留孔产生位移,因此,浇筑混凝土过程中,要求施工技术人员随时复核预留孔、轴线位置,并采取措施以保证位置正确。
  (5)为防止混凝土表面龟裂,混凝土浇筑成型待混凝土表面收水后,进行二次振捣,进行二次压实抹光,从而提高混凝土表面的强度,提高混凝土的抗裂性。
  六、大体积混凝土施工质量的其他措施
  1、在厚大无筋的或少筋的大体积混凝土中,掺加总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到降低水化热和节省水泥的目的。
  2、改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋,可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密,双向配筋,间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。
  3、采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,减少温度应力。
  七、结束语
  高速公路桥基础大体积混凝土施工的质量控制关乎工程质量的优劣,以及工程安全是不容忽视的重要工作。因此,特别需要引起注意,不能掉以轻心。同时在今后的工作中更应该关注和完善大体积混凝土施工的质量控制体系。
  参考文献:
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