大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)及溫度裂縫控制措施

大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)及溫度裂縫控制措施李承旭中圖分類號(hào):TV544+.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：摘要:近年來，大體積混凝土被廣泛應(yīng)用于橋梁工程當(dāng)中，本文結(jié)合橋梁承臺(tái)工程施工實(shí)例，介紹了大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)，探討了大體積混凝土承臺(tái)施工中采取的溫度裂縫控制措施，結(jié)果表明施工中所采取的措施能夠有效的防止了裂縫的產(chǎn)生，為同類工程提供參考。關(guān)鍵詞：大體積混凝土；承臺(tái)施工；溫度裂縫控制；配合比Abstract:inrecentyears,massconcretearewidelyusedinbridgeoftheproject,thispaperbridgeengineeringconstructionofpilecapsisanexample,thepaperpresentsthemassconcreteconstructiontechnologyoftheelevatedpilecaps,andprobesintotheconstructionofmassconcretepilecapsisadoptedinthetemperaturecrackcontrolmeasures,andtheresultshowsthattheconstructionofmeasurestakentopreventthecreationofcracks,andprovideareferenceforsimilarprojects.Keywords:massconcrete;Bearingplatformconstruction;Temperaturecrackcontrol;mix隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁施工技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，大體積混凝土在橋梁工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛。但混凝土溫度裂縫仍然是困擾施工人員的一大難題，如果大體積混凝土施工不當(dāng),將會(huì)引起混凝土內(nèi)部水化熱過大,導(dǎo)致混凝土在溫度應(yīng)力的作用下開裂,輕者會(huì)影響混凝土的耐久性，重者會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的力學(xué)性能。因而，必須重視大體積混凝土的施工技術(shù)，采取有針對(duì)性的溫度裂縫控制措施，成為橋梁工程施工技術(shù)人員普遍關(guān)注的問題。1工程概況某橋梁工程，橋梁主塔承臺(tái)最大輪廓尺寸為42.3m×27m，厚度4m，混凝土方量為4200m3，采用C35高性能混凝土；在承臺(tái)工程施工過程中，依據(jù)大體積混凝土承臺(tái)的特性，分別從大體積混凝土的施工配合比設(shè)計(jì)、溫度控制技術(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格的控制。2大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)2.1混凝土拌合及運(yùn)輸混凝土在拌合站集中拌合，南岸設(shè)90m3/h攪拌機(jī)2臺(tái)，主塔承臺(tái)的設(shè)計(jì)混凝土方量為5170m3，在正常情況下，每座承臺(tái)的澆筑時(shí)間預(yù)計(jì)為100～120h。購進(jìn)一定比例商品混凝土，將澆筑時(shí)間控制在72～80h。2.2混凝土澆筑方式1）泵送方式采用直接泵送方式，整個(gè)主塔承臺(tái)平面分為3個(gè)澆筑大區(qū)進(jìn)行，一套臥泵負(fù)責(zé)1個(gè)澆筑大區(qū)（區(qū)域Ⅰ、Ⅱ），起步由東側(cè)開始向西側(cè)推進(jìn)，汽車泵負(fù)責(zé)承臺(tái)中央的塔柱預(yù)埋筋區(qū)域（區(qū)域Ⅲ），車泵布設(shè)在圍堰的南側(cè)，且離開圍堰一定的距離，澆筑現(xiàn)場(chǎng)布置及分區(qū)?；炷翝仓捎梅謱油鶑?fù)覆蓋澆筑方式，根據(jù)澆筑能力、混凝土初凝時(shí)間及有關(guān)規(guī)定分層厚度約35cm（可根據(jù)實(shí)際澆筑速度適當(dāng)加厚）。泵送主管按橫橋向布置，每隔6m拆管1次，返回時(shí)接管1次，每層澆筑約需拆、裝泵管14次，拆、裝時(shí)間約40min。泵管出口設(shè)置串筒（或耐磨帆布袋），防止由于泄落高度過大造成混凝土離散。在每個(gè)澆筑區(qū)域模板周邊最先布料，避免在模板處形成斜面造成砂漿聚集影響承臺(tái)混凝土保護(hù)層質(zhì)量。泵管首先接長至承臺(tái)最東段，隨澆筑逐漸向西拆除，返回時(shí)由西向東再逐節(jié)接長。在鋼筋密集區(qū)特別是塔座、塔柱預(yù)埋鋼筋處按實(shí)際情況調(diào)整泵管布置方式。2）分層方式根據(jù)混凝土初凝時(shí)間初步確定每層澆筑厚度約35cm，澆筑推進(jìn)情況如圖1所示。圖1分層往復(fù)澆筑示意圖層間最長間隔時(shí)間不大于混凝土初凝時(shí)間。如實(shí)際施工混凝土初凝時(shí)間小于預(yù)計(jì)時(shí)間，應(yīng)調(diào)整澆筑方式為推移式連續(xù)澆筑，但這種方式極易造成混凝土泌水大量集中，易產(chǎn)生混凝土病害。2.3混凝土振搗采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，共配備10臺(tái)振搗棒，其中8臺(tái)主棒，2臺(tái)備用棒。另外，增加2臺(tái)小號(hào)振搗棒用于鋼筋較密的底層混凝土振搗。振搗器布置原則：在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振搗棒，第一道布置在泵管混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實(shí)；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡角處，以確保下部混凝土密實(shí)。隨著澆筑的推進(jìn)，振搗器也相應(yīng)跟上，以確保整個(gè)高度上混凝土的振搗質(zhì)量。振搗棒移動(dòng)間距不大于振搗棒作用半徑的1.5倍，振搗時(shí)，振搗棒盡量避免碰撞模板及鋼筋，并與模板周邊保持5～10cm的距離，振搗上層混凝土?xí)r應(yīng)插入下層混凝土5～10cm。振搗質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：混凝土停止下沉、不冒出氣泡、表面平坦泛漿為止，杜絕漏振或過振。2.4混凝土收漿抹面由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前的收漿作業(yè)要進(jìn)行2～3遍，打磨壓實(shí)，以閉合混凝土的收縮裂縫。在混凝土初凝前，先用木抹子收漿抹面2～3次，之后用鐵抹抹面收漿壓平，平整度控制在5mm之內(nèi)。為避免局部保護(hù)層過大引起開裂，需派專人觀測(cè)頂面鋼筋有無塌陷，杜絕踩踏頂面鋼筋。2.5混凝土養(yǎng)護(hù)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)主要遵循“內(nèi)降外?！钡脑瓌t，對(duì)混凝土內(nèi)部采取通冷卻水的方法，以降低混凝土的內(nèi)部溫度；對(duì)混凝土外部則采取保溫的措施，使混凝土的內(nèi)表溫差盡量減小，防止溫度應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。承臺(tái)頂面采用飽水養(yǎng)護(hù)，土工布覆蓋時(shí)必須先行濕潤，養(yǎng)護(hù)時(shí)杜絕將水大力沖入，須采用漫流的方式。確定飽水養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少為3d。大體積混凝土外部保溫的目的主要是為了減小混凝土的內(nèi)表溫差，避免出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫，故應(yīng)根據(jù)混凝土內(nèi)部溫升情況對(duì)混凝土外表面采用不同的保溫措施。由于承臺(tái)四周有鋼板樁圍堰，因此承臺(tái)側(cè)面的保溫措施相對(duì)簡(jiǎn)單易行，施工時(shí)將冷卻水管排出的溫水灌入其間，保溫效果良好?；炷羶?nèi)部降溫主要采取冷卻水管通水的方式進(jìn)行，通水應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)。通水時(shí)間從冷卻水管被混凝土覆蓋后逐層開始，通水時(shí)間不宜太長，一般為5～6d。水流速度控制在16～20L/min，進(jìn)水口水溫以18℃～20℃為宜。隨著混凝土內(nèi)部的溫升，出水口水溫將逐漸升高，通水流量也應(yīng)相應(yīng)加大，至3d左右混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到峰值，出水口水溫可達(dá)40℃。之后，通水流量應(yīng)逐漸降低，直至出水口的水溫與進(jìn)水口水溫基本一致為止。進(jìn)水口水溫控制方式主要是向水箱內(nèi)加入冰塊，使水溫降到20℃～24℃之間，或是稍低一些。3溫度裂縫控制措施根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制訂以下溫控措施：①在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，盡量?jī)?yōu)化配合比，減少水泥用量，確保水化熱絕熱溫升不超過規(guī)定的溫控標(biāo)準(zhǔn)。②盡可能選用低熱水泥，摻入25%以上的粉煤灰，采用緩解水化熱效果好的外加劑，降低混凝土的水化熱溫升。③改善骨料級(jí)配，在現(xiàn)場(chǎng)條件許可和保證質(zhì)量的前提下，可選擇較大粒徑的骨料。④調(diào)整施工時(shí)間，應(yīng)盡量選擇氣溫較低的時(shí)間施工，同時(shí)安排下部鋼筋密集處混凝土在夜間澆筑。⑤降低入倉溫度，使混凝土的澆筑溫度小于澆筑期的旬平均氣溫+3℃。⑥采用冷卻水管：冷卻水管的水平間距和上下層間距以小于或等于1.0m為宜；單根水管長度以小于250m為宜；水管內(nèi)通水流量為16～20L/min。為控制水流量，應(yīng)在每根水管的進(jìn)水口安裝閥門；冷卻水的進(jìn)口水溫以12℃～18℃為宜；一次澆筑總體需水量為19.2m3/h，設(shè)置2個(gè)50m3的水箱存儲(chǔ)溫控水；冷卻通水從水管被混凝土覆蓋后開始，覆蓋一層通水冷卻一層，至5～7d結(jié)束，具體結(jié)束時(shí)間視混凝土溫升、溫降情況而定；冷卻水管采用導(dǎo)熱性能好的薄金屬管，管內(nèi)徑宜大于30mm，水管安裝應(yīng)保證質(zhì)量，安裝后應(yīng)通水檢查，防止管道漏水或阻塞。⑦表面保溫與養(yǎng)護(hù)混凝土澆注完畢待初凝后立即在上表面蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度應(yīng)不小于30cm，表面蓄水宜用從冷卻水管流出的溫水，這樣可減小內(nèi)表溫差。在承臺(tái)的四周，也應(yīng)采用蓄水養(yǎng)護(hù)，水面以上部分應(yīng)加掛保溫材料保溫，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使其始終保持濕潤狀態(tài)。拆模之后應(yīng)繼續(xù)采用蓄水和加掛保溫材料的方法保溫。⑧保證施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂性。⑨為檢驗(yàn)施工質(zhì)量和溫控效果，及時(shí)掌握溫控信息，以便及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)溫控措施，應(yīng)進(jìn)行溫度控制監(jiān)測(cè)。大體積混凝土的溫度應(yīng)力和防裂問題是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，外界溫度和濕度、施工條件、溫控程序、原材料變化等都會(huì)引起溫度應(yīng)力的變化，只有通過溫控監(jiān)測(cè)，才能更準(zhǔn)確地了解結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與抗裂安全狀況。4效果分析承臺(tái)按溫控要求監(jiān)測(cè)，取得好的效果，至觀測(cè)結(jié)束時(shí)為止，儀器全部完好，儀器完好率為100％。從觀測(cè)結(jié)果看，所有測(cè)值均有很好的規(guī)律性，正確地反映了混凝土的實(shí)際溫度。承臺(tái)澆筑后，及時(shí)在表面用土工布飽水覆蓋，在承臺(tái)四周與鋼板樁之間的空隙用冷卻水填充，這對(duì)于減小溫度梯度和內(nèi)表溫差有很好的效果，內(nèi)表溫差之小是其它工程少見的。溫控監(jiān)測(cè)為施工及時(shí)提供了溫度信息，對(duì)及時(shí)改進(jìn)溫控措施、確保溫控標(biāo)準(zhǔn)、防止裂縫等發(fā)揮了重要作用，達(dá)到了溫控監(jiān)測(cè)目的。溫控監(jiān)測(cè)成功率高，數(shù)據(jù)規(guī)律性好，真實(shí)地反映了混凝土內(nèi)各部位的溫度變化，正確地揭示了承臺(tái)的溫度變化規(guī)律。冷卻水管是非常有效的降溫措施，對(duì)于降低承臺(tái)混凝土的最高溫升具有顯著效果，表面與側(cè)面保水養(yǎng)護(hù)對(duì)于減小內(nèi)表溫差、防止表面裂縫有重要作用。溫控監(jiān)測(cè)結(jié)果表明；溫度特征值全部滿足溫控標(biāo)準(zhǔn)，承臺(tái)未出現(xiàn)裂縫，說明施工中采用的溫控措施是有效的、合理的、成功的。5結(jié)語總之，溫度裂縫是一直困擾著橋梁大體積混凝土施工人員的主要問題，也是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，不僅破壞了混凝土外觀質(zhì)量和耐久性，還降低了橋梁的使用性能