承臺大體積混凝土施工溫度控制措施

1、大橋承臺大體積混凝土施工溫度控制措施摘 要：大橋承臺混凝土屬于大體積混凝結(jié)構(gòu)，在施工過程中容易出現(xiàn)裂縫。為有效避免混 凝土裂縫的產(chǎn)生，本文結(jié)合工程實(shí)例，通過對混凝土澆筑原材料、冷卻管安裝和混凝土養(yǎng)護(hù) 等環(huán)節(jié)的分析，提出合理有效的溫度控制措施。供業(yè)界人士參考與借鑒。關(guān)鍵詞：大橋承臺；大體積混凝土；裂縫；冷卻管；溫度控制措施隨著我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的不斷加快，橋梁施工技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，大體積承 臺混凝土被廣泛用于橋梁結(jié)構(gòu)中。但大體積混凝土結(jié)構(gòu)在水泥水化過程中，由于受到內(nèi)部和 外部的約束而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，容易引起混凝土開裂。裂縫對機(jī)構(gòu)的承載力、防水性能 和耐久性等都會產(chǎn)生極大的影響，給施工帶

2、來眾多不便，難以保證施工質(zhì)量。因此，主動尋 找合理有效的混凝土裂縫溫度控制措施，避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，才能夠確保大橋的整體質(zhì) 量。1工程概況某大橋橋墩承臺總共八個，都屬于大體積混凝土，強(qiáng)度為C30，大橋承臺尺寸為別為 10mx10mx3m，大體積混凝土方量約為300m3。為了低大橋承臺大體積混凝土內(nèi)部水化熱 溫度，降調(diào)節(jié)承臺大體積混凝土內(nèi)表溫差，在承臺體內(nèi)設(shè)置冷卻管通水可有效降低大體積混 凝土溫度。2承臺混凝土溫度控制措施承臺混凝土在水泥水化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，致使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度不斷升高， 熱量集聚在承臺混凝土內(nèi)部不易散發(fā)出去，在混凝土表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，在混凝土后期的降溫 中，由于受到基

3、礎(chǔ)的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力 時(shí)，即會出現(xiàn)溫度裂縫。根據(jù)要求，承臺混凝土的中心溫度與表面溫度之間的差值，以及混 凝土表面溫度與室外空氣中最低溫度之間的差距均應(yīng)小于20 r。結(jié)合本工程特點(diǎn)，承臺混 凝土施工主要采用“雙摻”技術(shù)和預(yù)埋冷卻管通水冷卻的溫控措施，以保證承臺混凝土結(jié)構(gòu)的 施工質(zhì)量。2.1嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)為了保證承臺混凝土施工質(zhì)量，在施工前，工地試驗(yàn)室首先對水泥原材料進(jìn)行比較， 選擇采用水化熱較低的礦碴硅酸鹽水泥（P.O42.5級），以降低混凝土在凝結(jié)過程中產(chǎn)生的水 化熱，水泥用量為330kg/m3,為改善骨料級配，在保證混凝

4、土強(qiáng)度的前提下，選擇II級粉 煤灰進(jìn)行摻配，用以代替水泥用量，摻配量為56kg/m3；同時(shí)減小單位用水量，以防混凝 土凝固后產(chǎn)生收縮裂縫，混凝土坍落度控制在100120mm之間，完全可以滿足混凝土罐 車運(yùn)輸，溜槽入倉和汽車吊配合澆筑的要求。同時(shí)為滿足混凝土強(qiáng)度要求，承臺混凝土內(nèi)添 加高性能減水劑，由工地試驗(yàn)室在配合比試驗(yàn)時(shí)首先對所選用外加劑與水泥進(jìn)行適用性試 驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場施工組織情況確定緩凝時(shí)間，在確定設(shè)計(jì)配合比時(shí)測定不同溫度條件下的拌和 物的初、終凝時(shí)間。石子采用級配良好的5.031.5mm碎石，減少針狀、片狀、石粉含量; 砂子采用優(yōu)質(zhì)中砂，細(xì)度模量2.56。2.2冷卻管安裝冷卻管采用壁厚1

5、.5mm,直徑準(zhǔn)30mm薄壁鋼管，其接口采用90彎管接口，在安 裝時(shí)用防水膠帶纏繞，防止漏水。冷卻水管從混凝土一側(cè)和另一側(cè)進(jìn)行布置，使進(jìn)水管與出水管形成對稱布置。承臺厚為3.0m，布管時(shí)沿承臺豎向布置水管一層，水管網(wǎng)沿豎向設(shè)置在承臺中央， 水管間距為1.4m，最外層水管距離混凝土最近1.5m，距進(jìn)、出口引出承臺混凝土面0.5m 以上。本工程由于地形限制，承臺部位在約40m高的溝坡上開挖出來的，所以在40m高 的溝頂設(shè)一蓄水池，用以橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工用水和養(yǎng)護(hù)用水，承臺的冷卻用水也從蓄水池 用軟管引出而接至冷卻水管進(jìn)水口，冷卻水管進(jìn)水口設(shè)一水閥，用以控制用水量。由于承臺鋼筋密集，在布管時(shí)，水管要

6、與承臺主筋錯開，當(dāng)局部管段錯開有困難時(shí)， 適當(dāng)移動水管的位置。冷卻水管設(shè)置架立鋼筋進(jìn)行綁扎固定，防止混凝土澆筑過程中，水管變形或接頭脫 落而發(fā)生堵水或漏水。冷卻水管安裝完成后，先進(jìn)行通水試驗(yàn)，以確保水管暢通且不漏水時(shí)，方可進(jìn)行混 凝土澆筑。冷卻水管平面布置及立面布置見圖1、2。2.3承臺混凝土澆筑后溫度觀測在承臺混凝土澆筑完成后的14d內(nèi)，派專人進(jìn)行測溫，主要測量冷卻水管出水口水的 溫度，13d每2h測一次，47d每4h測一次，814d每8h測一次，同時(shí)測好大氣溫 度，并做好記錄。根據(jù)溫度測量情況進(jìn)行水流速度及流量的調(diào)節(jié)，保證了混凝土施工質(zhì)量。2.4冷卻水管壓漿承臺混凝土養(yǎng)生14d后，可停止通

7、水冷卻，對承臺內(nèi)預(yù)埋的冷卻水管及時(shí)進(jìn)行壓漿處 理。管道壓漿采用與預(yù)應(yīng)力相同的壓漿工藝，壓漿泵采用連續(xù)式，同一管道壓漿一次性完成， 壓漿前用空壓機(jī)吹管清除管內(nèi)雜物及積水，并在冷卻管的進(jìn)出口設(shè)置壓漿閥。水泥漿壓入管 道后，當(dāng)出漿口出漿濃度一致后，方可關(guān)閉出口閥保壓，在0.50.8MPa的壓力下保持2min， 以確保壓入管道的漿體的飽滿密實(shí)，其壓漿的最小壓力不小于0.5MPa。2.5合理確定混凝土澆筑層厚度為加快混凝土散熱速度，在靠近便道的一側(cè)，采用搭設(shè)溜槽進(jìn)行入模澆筑，在另一側(cè) 采用汽車吊吊運(yùn)混凝土進(jìn)行入模澆筑，按照承臺混凝土分層澆筑厚度30cm左右進(jìn)行控制， 根據(jù)混凝土攪拌站與承臺作業(yè)面的距離，

8、配備混凝土運(yùn)輸罐車，以保證上層的澆筑必須在下 層的已澆筑混凝土初凝之前進(jìn)行。2.6加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)為了防止養(yǎng)生不到位造成混凝土表面干縮裂縫，派專人進(jìn)行混凝土養(yǎng)生。本承臺混凝 土養(yǎng)生采用連續(xù)流出的冷卻水配合人工澆水，表面終凝后覆蓋土工布，始終保持土工布表面 潮濕在7d以上。2.7事先分析與計(jì)算承臺中心混凝土在水泥水化熱的作用下由于熱漲變形受到約束產(chǎn)生壓應(yīng)力，溫降后期 轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力。而承臺表面混凝土應(yīng)力剛好相反；當(dāng)溫降期降溫較快時(shí)，將出現(xiàn)較高的拉應(yīng)力， 表面混凝土的壓應(yīng)力很低，很容易產(chǎn)生貫通裂縫。所以在混凝土施工之前，先進(jìn)行詳細(xì)的分 析與計(jì)算，以便指導(dǎo)現(xiàn)場施工?；炷翝仓瓿珊?，前7d混凝土內(nèi)部溫度上

9、升最快，以后上升相當(dāng)緩慢。由于溫升 伴有熱量散放，因此，按照溫度場計(jì)算結(jié)果，混凝土內(nèi)部溫度不大于55r，內(nèi)外溫差不超 過20r的要求，前7d作好溫控是控制混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵時(shí)期。2.8溫度測量承臺混凝土澆筑完畢后即開始抹面收漿，控制表面收縮裂紋，減少水分蒸發(fā)，混凝土 終凝后即開始覆蓋養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑完畢后的7d內(nèi)覆蓋并養(yǎng)護(hù)，即在承臺四周及表面覆蓋 土工布，土工布使敞露的混凝土表面全部覆蓋嚴(yán)密，形成良好的保溫層，并使土工布在養(yǎng)生 期間內(nèi)始終保持濕潤。通水冷卻：當(dāng)混凝土澆筑高度超過冷卻管并振搗密實(shí)后，即可進(jìn)行通水，控制冷卻 水流量，使進(jìn)、出口水的溫差不大于6r，在混凝土澆筑過程中，用

10、軟管將冷卻水管流出的 水接至臨時(shí)水桶，當(dāng)混凝土澆筑完成后，冷卻水可用于養(yǎng)護(hù)用水。測溫監(jiān)控及養(yǎng)護(hù)：自承臺混凝土澆筑完成并覆蓋養(yǎng)護(hù)開始測溫，直至混凝土內(nèi)部溫 度與大氣環(huán)境平均溫度之差小于20 r以下時(shí)止；13d每2h測一次，47d每4h測一次， 814d每8h測一次，同時(shí)測好大氣溫度，并做好記錄；當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度和表面溫度差 過大時(shí)，要及時(shí)調(diào)節(jié)通水流量和水的溫度，降低承臺內(nèi)部溫度，并且通過改變承臺表層養(yǎng)生 手段調(diào)控混凝土表面溫度。根據(jù)每天觀測混凝土內(nèi)部溫度可以看出，通過冷卻水的熱交換作用控制了混凝土內(nèi) 部溫度的上升速度，其中承臺中心最高溫度為53 r，滿足混凝土內(nèi)部溫度不大于55 r的要 求，表面溫度平均35 r，當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度平均i6