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高厚度大体积混凝土承台施工质量控制

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摘要:本文主要结合具体的施工工程情况,依据混凝土工程的施工方案的确定以及实施,对大数量混凝土和大体积混凝土的区分,提出了如何加强混凝土工程施工过程中根据混凝土的配合比来判定混凝土的整体温度控制,再用绝热升温公式加以验证;大剂量掺加粉煤灰以降低水化热。对此进行了详细的阐述。

关键词:大体积混凝土;水化热升温;粉煤灰掺量

中图分类号: TU753.2 文献标识码:A

1工程概况

北京—张家口高速公路冀京界(怀来)至宣化段第10 合同段官厅湖特大桥为(10×30)米T梁+(65+10×110+65)米预应力混凝土连续箱梁+(10×30)米连续T梁结构。

主桥11#墩承台平面尺寸11×11m2 ,四角呈圆弧R=1.5m ,厚度为3.5m。承台25#混凝土浇筑量416.74m3,系大体积混凝土

承台Ⅱ级钢筋21833.5kg,平均每方混凝土52.4kg钢筋。承台采用组合钢模板,HBT—60泵输送混凝土。

2 施工方案

2.1混凝土浇筑方法

11#墩承台离搅拌站有50多米,因此采用HBT—60泵输送混凝土。

混凝土的浇筑,由西向东连续作业,采取自然流淌斜面分层的浇筑方法。分层厚度控制在0.3m。为保证混凝土质量,防止上下层混凝土超过初凝时间,用下列公式对每小时混凝土浇筑量进行了计算:

式中:Q---每小时混凝土浇筑量;

S----承台平面积;

H---混凝土分层浇筑厚度;

T----上下两层混凝土允许时间,取3h。

上述参数中,S=112=121m2,所以,混凝土浇筑量每小时至少为:

Q=121×0.3/3=12.1m3

实际搅拌站设置了2台搅拌机,每台搅拌机每小时生产15m3,2台共生产30 m3混凝土,完全可以满足浇筑进度需要。

2.2混凝土的振捣

混凝土振捣采用Ф75高频插入式振捣器,共布置4台。

2.3混凝土的测温

为了掌握大体积混凝土水化热的大小,不同深度的温度变化和发展规律,以便采用相应措施,保证质量。因此,在承台的不同部位和深度埋设了10个温度感应器。

混凝土浇筑面过了温度感应器,即开始用电子测温仪测温。并记录当时外界气温,以掌握温差情况。每2-3h测量一次。

2.4混凝土的养护

混凝土养护是大体积混凝土施工的关键之一,如果养护不好,可能导致产生温度收缩裂缝。现场采用了保温养护方案,延缓了混凝土内部温度的散发,使其和表面温度的温差控制在规范要求的25℃之内(日降温小于2.5℃),从而避免了裂缝的出现。

承台顶面先覆盖一层薄塑料布,其上注水,四周用彩条布围裹密实。

从测温记录看,混凝土中心最高温度为51.9℃,而最低气温为-5.5℃,两者相差57.4℃,显然大大超过了规范规定。

采用了覆盖保温后,由于延缓了内部热量的散发,混凝土表面温度升高,使温差减小到规定要求之内。混凝土浇筑后1~7d,实测的温差情况是:承台中心最高温度47.6℃-51.9℃,1#点:0.6℃~23.3℃,4#点:0.2~23.9℃,8#点:0.1℃~21.8℃,混凝土内部温差:4#~5#26.9℃;5#~6#8.9℃;6#~7#22.2℃。除4#~5#温差略大于25℃外其余均小于25℃。

平均日降温表层,3.5d-11.5d为1℃/天,中心4.5d-13.5d为1.4℃/天,都小于2.5℃,说明覆盖保温养护效果还是不错的。

3 保证质量的技术措施

基础混凝土为25#混凝土。在大体积混凝土施工中,如此厚的混凝土,还是第一次遇到。为保证工程质量和满足施工需要,我们采取了以下主要措施:

3.1掺入大剂量粉煤灰,降低水泥用量,增加粉煤灰,提高致密度,提高混凝土强度。粉煤灰占总量46%。

水泥用的是525R型普通硅酸盐水泥,砂石料为当地产材料,碎石5-31.5mm,砂为中砂。

经试配选用的混凝土配合比如下表:

配制的混凝土坍落度16~18cm,初凝时间为3h,满足设计和施工工艺要求。

3.2在混凝土面覆盖塑料膜并注水,起到了保温作用。从测温结果看,日降温1℃,小于要求的2.5℃.

3.3为防止混凝土表面产生收缩裂纹,在初凝前用木抹子收面,终凝后覆水,减小外界与混凝土面层温差。

3.4为了降低混凝土的总温差,减少混凝土的内外温差,在夜间灌注,降低混凝土的入模温度。

3.5加强测量工作,及时掌握混凝土温度变化,以便采取措施。

4施工过程的注意事项

承台混凝土的浇筑工作,于凌晨0:00开始,下午6时结束,共用18小时,浇筑速度V=23m3/h,平均每小时浇筑0.2m厚。

拆模后的混凝土里实外光,没有冷凝和收缩裂缝,强度也达到设计要求。

通过这次大体积混凝土承台的施工,有以下几点体会:

4.1何谓大体积混凝土?

公路规范规定:混凝土结构物中实体最小尺寸≥1米的部位所用的混凝土简称大体积混凝土。

清华大学提法:温度应力大于混凝土抗拉力称大体积混凝土。

二者比较第二个定义较为准确也更说明大体积混凝土的实质。

4.2在施工大体积混凝土,虽然水化热大,但是,技术措施得当是能够保证质量的。从实践情况看,利用水泥后期强度,在混凝土中掺入大剂量粉煤灰,降低水泥用量,降低入模温度,采用保温养护等措施都是行之有效的技术措施。

4.3关于混凝土内部最高温度值的计算,我们采用的是清华大学的经验公式,每10kg水泥升1℃,每40kg粉煤灰升1℃。

Tmax=230/10+200/40=23+5=28℃

从实测的情况看,实测值与计算值相差很大。10个测量点记录的内部最高温度为37.2℃,与计算相比,相对误差为33%。实测结果约每7kg 525R型普通硅酸盐水泥升1℃。

如采用绝热温升公式计算:

T(4.5)=CQ(1-e-mt)/c·p

=230×461(1-e-0.4×4.5)/0.96×2400=38.4

C—混凝土的水泥用量(kg/m3);

Q—水泥的水化热(kj/kg);

p—混凝土的容重(kg/ m3);

m—随水泥品种及浇筑温度有关的经验系数,一般取0.2-0.4;

t—龄期(天);

从计算结果看,温升公式中取t=4.5d结果较接近实测值,相对误差为

=(38.4-37.2)/37.2=3.2%

4.4大体积混凝土工程施工过程中,一般都采用的是矿渣水泥中低档的热水泥。主要采用的是525R早强水泥,在施工过程中不仅需要注意混凝土施工过程中早期温度的监控,还需要对工程养护过程中存在的问题提前进行解决,以免由于温差过大或者是其他原因导致混凝土裂缝问题。

结语

综上所述,加强混凝土工程的有效施工质量控制措施,完善混凝土工程施工过程中针对混凝土温度的质量调控,在混凝土工程中依据混凝土的观测进行计算,减少混凝土出现裂缝的情况,以期对其他的工程有所帮助。

参考文献

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[5]张爱玲.驿马沟大桥承台大体积混凝土施工温控措施[J]甘肃水利水电技术,2012(06).