大体积承台混凝土裂缝控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuan1911
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:混凝土水上建筑物体积较大,混凝土强度等级高,施工条件差,自然环境恶劣,混凝土裂缝控制难度大,裂缝对工程耐久性有很多不利影响。在上海越江通道工程承台混凝土的施工中,通过选择合适的原材料、优化配合比设计、强化施工技术和管理,较好地解决了大体积承台混凝土裂缝控制问题,取得了比较满意的效果。
  关键词:承台 大体积混凝土 裂缝控制
  
  Crack Control of Mass Pile Cap Concrete
  Liu Wei,Yu Cunfeng
  (Abstract: The large concrete of over-water buildings , high strength grade of concrete, poor construction condition, adverse geographical conditions, concrete crack control is difficult, there are many adverse effects of fractures on the engineering durability. Construction of Concrete Structure for Bearing Platforms for the river across tunnel of Shanghai,by chooseing the right raw materials ,optimized mix-proportion,Strengthen the construction technology and management, resolved the problem ofthe large volume cap concrete crack satisfactorily.
  Keywords:cushion capMass ConcreteCrack Control
  中图分类号:TV544+.91文献标识码: A 文章编号:
  一、工程概况
  上海越江通道工程全长25.5km,大桥水中区采用钢管桩承台基础,现浇承台混凝土47250m3/92个,其中70米跨承台64个,承台外形尺寸为1197cm×740cm×350cm;100米跨承台28个,承台外形尺寸为1860cm×1040cm×400cm。为保证承台整体性和混凝土的外观质量,承台结构砼采用一次浇筑成型工艺,70米跨承台结构混凝土底标高为1.5 m、顶标高4.9 m,单个承台砼设计方量为212m3,100米跨承台结构混凝土底标高为1.5 m、顶标高5.4 m,单个承台砼设计方量低墩530m3(设计高潮位为 3.33m,设计低潮位为0.86m)。
  上海越江通道工程规模宏大,质量要求高,设计使用期100年,承台混凝土的施工质量将直接影响工程的使用寿命,而承台的裂缝控制即成为技术、质量管理工作中一个重点问题。
  二、裂缝控制措施
  1.原材料优选
  ①、水泥
  選用P.I52.5硅酸盐水泥,其质量符合相关标准的技术要求,水泥中氯离子含量应小于0.03%,碱含量小于0.6%。本工程采用的是嘉新港辉水泥厂生产的嘉新牌硅酸盐52.5水泥,3天抗压强度32.6MPa,28天抗压强度62.0MPa,为业主采购产品。
  ②、掺合料
  采用优质粉煤灰、矿渣配制成的复合型掺合料,其品质应符合现行相关国家标准和行业标准的规定。本工程采用优质粉煤灰、矿渣配制成的上海越江通道工程专用掺合料,3天活性指数72%,28天活性指数116%,为业主采购产品。
  ③、细骨料
  品质符合水运工程及海港工程防腐的相关规定,细度模数2.5-2.9,符合Ⅱ区颗粒级配。砂中氯离子含量≤0.02%,含泥量≤2.0%,泥块含量≤0.5%,不得使用海砂、山砂及风化严重的多孔砂,严禁使用活性细骨料,本工程选用江西赣江砂,细度模数2.8,属II区中砂。
  ④、粗骨料
  品质符合水运工程及海港工程防腐的相关规定,粒径5-25mm且级配良好,石中氯离子含量≤0.02%,含泥量≤0.5%,泥块含量≤0.3%,针片状含量≤8%,严禁使用活性粗骨料。通过对句容、新开元、锦东、舟山等地碎石的考察和检测,选用舟山碎石,该碎石为5-25mm连续粒级,质地均匀坚固,颗粒形状和级配良好。
  ⑤、水
  应使用不含影响水泥正常凝结、硬化或促使钢筋锈蚀的饮用水,其品质符合水运工程及海港工程防腐的要求,氯离子含量小250mg/l。
  ⑥、外加剂
  选用优质高效减水剂[1],氯离子含量小于胶凝材料质量的0.02%,砂浆减水率18%以上,并且与水泥、掺合料的匹配性良好。通过对上海麦斯特的RHEOPLUS25聚羧酸类减水剂、上海建研科技LEX-9P聚羧酸类减水剂、江苏镇江华威特密斯TH-Y1减水剂、江苏弗克FOX-8H聚羧酸类减水剂、上海淘正化工聚羧酸类SX1减水剂等外加剂性能的对比试验,确定选用上海麦斯特生产的Rheoplus25缓凝型聚羧酸系列混凝土外加剂,该聚羧酸外加剂具有高减水率、高流动性、坍落度保持性好、低收缩和徐变、粘聚性好、工作性好、低泌水、高弹性模量等特性及优点,与工程所用胶凝材料适应性良好,其减水率25%,7天抗压强度比179%,28天抗压强度比140%。
  2. 混凝土配合比的设计与优化
   在水泥、掺合料的生产厂家和混合比例(水泥和掺合料4:6混合)业主业已研究、确定的情况下,笔者对其它原材料进行了大范围的考察、检测,并进行了混凝土配合比的初步试拌。结合上海越江通道工程混凝土耐久性设计技术要求中,混凝土强度等级C40,最大水胶比0.38,最小胶凝材料用量420kg/m3,氯离子扩散系数(90d)≤2.0×10-12m2/s,电通量(28d)≤1500C的具体要求,考虑混凝土的粘聚性、流动性、工作性,对十余种骨料和减水剂进行配合比试拌,最后确定选用上述几种原材料,并初步决定了混凝土基准配合比,再展开重点的试拌和优选,最终确定选用表1中的11号配合比为施工配合比,其各项性能指标均符合技术要求。
  
  
  
  表6、承台混凝土配合比试拌结果
  
  
  3.冷却水循环降低砼内部温度
  大体积混凝土浇筑后,采取结构内部循环通水降低内部结构温度,减少混凝土升温阶段内外温度温差是防止出现裂缝的主要措施。
   ①循环水管布置
  承台混凝土施工采用结构内置循环水管[2],通过循环水降低混凝土内部因水泥水化热引起的温度升高,进而降低混凝土内外温差梯度。承台混凝土浇注采用一步成型工艺,墩坑底部到结构砼高度为2.9米,循环水管沿高度方向布置三层,竖向间距1.025m ,每层循环水管水平间距2米。循环水管采用Φ40mm耐腐蚀的薄壁镀锌钢管,与钢筋一起绑扎。在使用前通水进行密闭性试验,防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞。通水散热完毕后对散热管作压浆处理。
  ②通水工艺
  承台基坑的底部放置一台W20汽油水泵,直接抽取江水进行循环水养护。混凝土浇注终凝前即对其进行通循环水降低混凝土内部温度,通循环水时间不小于7天,同时循环水每隔12小时调整一次通水方向,以利于混凝土内部水化热均匀散发。
  4.混凝土分层浇注
  根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,从而提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土出料口,主要解决上部混凝土的振实;由于底层钢筋间距较密,第二道布置在混凝土坡脚处,以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进,振动器也相应跟上,以确保整个高度上混凝土的质量。
  100m跨承台底面积较大(177m2),浇筑时若不注意,就会产生施工冷缝。在浇筑底层混凝土时采用两台混凝土搅拌船同时作业,沿模板周边向内分层浇筑,每层厚30cm左右[1],浇注一层需砼53m3、约40分钟浇注完第一层,期间保证2~3个插入式振捣棒振捣,振捣延续时间以混凝土表面呈水平泛浆、不再出现气泡、不再显著沉落为准,如此反复直至设计顶面高程。一个承台浇注时间约为8小时,承台混凝土浇筑过程中均未产生任何施工缝。
  5.严格控制混凝土入模温度
  ①、浇注砼选在温度较低的夜间进行,尽量降低混凝土出模温度。
  ②、提前一周将散装水泥进货入仓,降低混凝土浇筑时散装水泥的温度[3],控制了水化热的温升。
  ③、温度超过35度高温时,提前5个小时左右主要对石料进行冲水降温,确保混凝土入模温度。
  6.混凝土浇筑施工质量控制
  ①、严格控制混凝土搅拌时间
  混凝土在搅拌机中加水连续搅拌的最短时间比普通混凝土的搅拌时间至少延长30s,一般宜在90s以上,现场控制搅拌时间120s。
  ②、合理布置布料杆位置
  因承台钢筋密集,在顶层钢筋网片开四个边长20cm的小洞,将布料杆头部橡胶软管插到底层钢筋顶部,保证混凝土下落高度小于1.5m,避免产生离析现象,确保混凝土浇筑质量。
  ③、及时对砼泌水和浮浆进行处理
  因是泵送混凝土且浇筑方量大,施工中会产生少量的泌水和浮浆现象,现场配备小水桶,随时将泌水及浮浆清除,提高了混凝土的密实性,确保混凝土特别是顶层不易出现裂缝。
  ④、严格控制混凝土施工结束时间
  因承台的面积较大,表面收光需要的时间较长,若混凝土浇注在白天气温较高时结束,因混凝土初凝时间短,且表面的的水分散发较快,在表面容易产生收缩裂纹,因此将混凝土的结束时间控制在下午6:00以后温度相对较低的时段。
  ⑤、加强砼振捣抹面
  施工时加强墩座插筋位置的振搗、抹压。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要原因。混凝土应加强初凝前的抹压,以消除初期干缩裂缝[3],重视早期养护,提高砼抗拉强度。
  7.结构混凝土养护
   养护主要是起到保湿和保温作用,保温的主要目的是减少混凝土表面的热扩散,降低表面的温度梯度[3],防止产生表面裂缝;保湿的主要目的是防止混凝土表面出现收缩裂缝。
  ①、严格控制拆模时间 。为避免混凝土表面因为温差而产生表面裂缝,控制内外温差梯度,经研究采取延缓钢套箱模板拆模时间的措施,根据测量的混凝土内部温度与外界气温的差值来决定拆模时间,两者温差小于 25℃时拆模,一般不低于7天。
  ②、由于胶凝材料中掺入了大量的矿粉、粉煤灰,水化时间长,同时又采用了高效减水率,混凝土水胶比仅为0.36,为满足混凝土二次水化的要求,必须加强混凝土的养护。本工程中混凝土在浇注完毕后顶部立即覆盖一层无纺布,防止表层水份的散失。待表面压光6小时后即进行有水养护,养护水直接采用循环水的出水,循环水温度比江水高5~7度左右,可以降低内外温差,有利于混凝土的养护。拆除模板后利用养护船每天定时养护,特别是温度较高时段加强养护频率,承台结构混凝土有水养护时间为14天左右。
  ③、由于钢模板的外胀以及混凝土的收缩,混凝土与钢模板之间存在极小缝隙,循环水会沿着缝隙下流,加大了结构侧壁混凝土表层湿度,结构侧壁混凝土表层的养护得到加强。
  三、实施效果分析
  为获得可靠的数据控制混凝土内外温差,且考虑承台平面对称性,本工程在承台平面1/4位置布置了温度应变片,用温度显示仪采集数据。根据测量收集的数据对混凝土总体温度变化过程分析:混凝土入模 12小时内升温迅速,温升接近37℃,48h后内部最高温度达到68.8℃的峰值,随后温度开始下降,下降梯度为4.6℃/d;四天后,温度梯度线趋于平缓。自浇注开始至拆模,共通水散热8天,拆模时外界平均气温14℃,承台中心处最高温度为42.8℃,距离承台外边缘0.1m处的测点的平均温度为24.5℃,拆模时满足内外温差小于25℃要求。
  温度沿高度方向上,在承台中心偏下位置温度最高,沿此点向两边逐渐降低,在距离顶面1m范围内温度梯度最大,底面由于封底混凝土的保温效果好,温度下降较慢,沿水平方向,从承台中心到边缘,温度逐渐下降。从测量数据可以看出,进出水温差在2~3天内达到11℃左右,在后期温差逐渐下降,平均达到8.5℃,控温措施取得了较好的效果。
  上海越江通道工程浇注的承台结构混凝土,拆模后承台混凝土表面平整、光洁,没有发现温度裂缝,证明采取的温控措施、施工措施是有效可行的。
  四、结语
  1.完善的施工方案、充分的原材料准备、合理的人员和机械设备配置是大体积混凝土施工顺利完成的基本要素。
  2.大体积混凝土的施工必须从原材料、混凝土的配合比开始控制。实践证明采用矿粉+粉煤灰等量取代水泥并掺加高效缓凝减水剂,可以明显起到降低水化热和延迟温度峰值出现时间的作用,但并不影响混凝土的强度及和易性、耐久性。
  3.合理的设置降温系统、严格的施工过程控制和周密的养护措施是大体积混凝土裂缝控制的关键。
  
  参考文献:
  [1] 潘德强,王胜年等.水运工程混凝土质量控制标准.北京:人民交通出版社,2011.
  [2] 黄孝蘅,米胜东,王海滨等.水运工程混凝土施工规范.北京:人民交通出版社,2011.
  [3] 甘新平,张国志,贡金鑫等.水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程.北京:人民交通出版社,2010.
其他文献
摘要:轨道交通与常规公交、小汽车等多种交通方式的高效衔接,是构建一体化城市综合客运系统的重要支撑。依据我国城市交通的特点,提出城市轨道交通站点的分级方案,并合理规划各级站点换乘设施的建设建议,指导轨道交通换乘设施的建设,对于优化城市交通结构,提高城市综合客运效率,同时避免换乘设施的盲目和重复建设,将起到积极作用。  关键词:公共客运一体化;轨道站点分级;交通衔接  中图分类号:U213.2 文献标
期刊
【摘要】:随着城市交通的迅猛发展,城市的社会发展也日新月异,道路与桥梁工程建设也日益壮大,其中都涉及到一个我们必须严肃面对的问题,就是市政道路桥梁施工质量的高低。本文针对这一问题,论述了市政的道路与桥梁施工的质量问题,并在此基础上提出了一些措施。  【关键词】:市政;道路桥梁;施工质量  中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:  引言  道路桥梁是城市交通的咽喉,在城市交通系统中占
期刊
【摘要】随着经济的发展,我国的城市化建设也进入了高速发展时期。国家和民众对建筑工程的质量要求也走上了新的台阶。钢纤维混凝土,即在施工过程中,向普通混凝土里加入定量的钢纤维。这些可以使得混凝土的拉伸强度和承载能力得到有效改善。目前,钢纤维混凝土已经被广泛地运用到了在我国的基础设施建设中。  【关键字】道路桥梁施工,钢纤维,混凝土技术,应用探讨  中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:
期刊
摘要:水利工程质量直接影响到人民财产安全以及社会稳定,应给予足够的重视。然而,在我国目前的水利工程建设过程中,存在着很多急需解决的问题。因此,本文将通过简单的分析,发现出在水利工程质量监督工作中存在的问题,并给出解决的对策。下面笔者将通过文章给出自己的见解,希望能够对我国的水利工程建设给予一定而有效的帮助。  关键词:水利、工程质量、监督管理、关键问题、解决方法  中图分类号:TV文献标识码: A
期刊
【摘要】:路基工程作为公路工程最基础的部分,没有稳固的路基,就会出现路面的沉降,开裂等质量问题,造成更大的交通安全隐患。路基的施工涉及到路基的开挖,回填,路基相关排水设施的开挖等。  【关键词】:公路工程;路基施工;技术  中图分类号: X734 文献标识码: A 文章编号:  引言  近些年,路基技术在公路交通事业迅速发展中得到了快速发展。随着交通量的日益增加,一些大型车辆和重载车辆逐步增多,对
期刊
【摘 要】:如何运用有效的控制手段,对市政工程造价进行科学管理,实现市政工程经济效益以及社会效益的最大化,成为摆在市政建设工作者面前的重要课题。本文介绍了市政工程造价的重要性及存在的问题,并且说明了市政工程造价控制对策。  【关键词】:市政工程;造价;问题;对策  中图分类号:TU99文献标识码: A 文章编号:  引言  市政工程的建设和管理过程中影响因素较多,而这些因素的出现会直接影响市政工程
期刊
【摘 要】:随着我国经济的快速发展,对于各种货物的需求也不断的增加,这都促进了交通运输业的发展,也对我国公路桥梁提出了更加严峻的考验。在公路桥梁的建设的同时,公路桥梁的养护管理工作也就变得越来越重要。本文就我国公路桥梁养护工作的现状、管理工作中存在的问题及相应的改进措施作了简要的分析与阐述。  【关键词】:公路桥梁;养护管理;现状;措施  中图分类号:U448.14文献标识码: A 文章编号:  
期刊
【摘要】:园林市场随着园林投资建设的增加也得到了进一步的开发和拓展,质量问题也逐渐成为了园林建设工作中较为重要的内容。本文首先分析了园林工程的施工特点,然后就园林工程施工过程中存在的问题进行了深入的探讨,最后阐释了园林工程施工质量控制措施,以期对后来的园林工程建设进行质量控制实践方面的指导。  【关键词】:园林工程;施工技术;质量控制;措施  中图分类号:TU986文献标识码: A 文章编号:  
期刊
摘要:随着中国西部大开发战略的实施,山区高速公路的建设也进入快速发展阶段。山区公路建设特点与平原区差别较大,合理选择地基处理方法具有重要的意义。本文主要介绍山区公路地基处理常见方法的有关内容。  关键词山区公路;地基;处理;施工;技术方案;    Discussion on soft foundation treatment methods of mountain highway    Abstr
期刊
【摘要】在当今社会,建筑行业已经成为城市建设的基础行业,已经满足市民住房需求以及为各项基础设施的构建提供物质保障的基础。但是,在当今提倡节约资源的社会,建筑工程设施的成本管理越来越受到大家的重视,解决建筑工程成本中存在的问题,已经迫在眉睫。本文从三个方面探讨建筑工程成本管理的对策以及方法,包括发挥整体的优势,不断加强团队的合作;明确权责,做好分工,加强监督;严格选材程序,加强改进技术。  【关键词
期刊