大體積混凝土澆筑在橋梁承臺(tái)施工及質(zhì)量控制

1、<p>　　大體積混凝土澆筑在橋梁承臺(tái)施工及質(zhì)量控制</p><p>　　摘要：本文主要結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁施工中容易出現(xiàn)裂縫，在橋梁承臺(tái)大體積混凝土施工工藝及溫度控制措施下，嚴(yán)格控制混凝土澆筑的施工及質(zhì)量控制，并對(duì)合理選擇配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與探討。以供類(lèi)似工程人員參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土澆筑；橋梁承臺(tái)；施工；質(zhì)量控制 </p

2、><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　K523+270特大橋位于國(guó)道主干線GZ65上?！瘥惛咚俟?，保山（大官市）—龍陵（龍山卡）高速公路第二合同大干巖段，該橋跨越深溝。根據(jù)地質(zhì)、地貌、水文條件，橋跨布置為：90+160+90m連續(xù)剛構(gòu)+30mT形

3、梁。大橋全長(zhǎng)380m，寬22.5m，高104m。 </p><p>　　1、2號(hào)主墩設(shè)計(jì)均為16根直徑2.0米樁基，承臺(tái)厚度為4.5米，平面尺寸19米×19米，混凝土標(biāo)號(hào)為30號(hào)，1、2號(hào)承臺(tái)混凝土工程量均為1624.5立方米，為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　施工中，依據(jù)大體積混凝土的特性，分別從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。 </p&g

4、t;<p>　　2 大體積混凝土澆筑溫度控制的原因 </p><p>　　在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，由于水泥與水之間的水化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水化熱，在混凝土內(nèi)部形成溫度應(yīng)力場(chǎng)；加上混凝土結(jié)構(gòu)外部受基礎(chǔ)、基坑地基等約束以及外部環(huán)境條件變化等多種因素的作用下，在混凝土內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的初凝抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土內(nèi)部或表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，形成混凝土結(jié)構(gòu)缺陷，影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，降低混凝土結(jié)構(gòu)的

5、使用壽命。 </p><p>　　因此，在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)物的施工前，針對(duì)混凝土產(chǎn)生的水化熱，進(jìn)行綜合分析，從而制定有效措施，在水泥水化反應(yīng)之前，有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)表溫差、升降溫度等，確?；炷羶?nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，避免有害裂縫的產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。 </p><p>　　3 大體積混凝土澆筑施工工藝 </p><p>　　3.1、從材料的選

6、擇和使用上控制。 </p><p>　　首先，水泥的選用非常重要，選用水化熱相對(duì)較低的水泥，是降低混凝土水化熱的一個(gè)重要手段。 </p><p>　　其次，擇優(yōu)選擇級(jí)配良好的砂、石料，適量摻加粉煤灰，優(yōu)化混凝土配合比，減少混凝土配合比的水泥用量。利用外加劑的技術(shù)，既保證混凝土的齡期強(qiáng)度，同時(shí)，配合粉煤灰對(duì)混凝土后期強(qiáng)度仍有增長(zhǎng)的特點(diǎn)，相對(duì)降低混凝土配合比的水泥用量。 </p>

7、<p>　　由于本橋所在地處于云南省保山市附近，本地在礦渣水泥及粉煤灰的銷(xiāo)售上都存在較大困難，故礦渣水泥及粉煤灰嚴(yán)重緊缺，不易購(gòu)買(mǎi)。因此只能從混凝土的施工上加以控制。 </p><p>　　3.2、從混凝土的施工上控制。 </p><p>　　本橋2#主墩承臺(tái)平面尺寸為19×19m，承臺(tái)設(shè)計(jì)高度4.5米,混凝土標(biāo)號(hào)C30，承臺(tái)下設(shè)100cm厚20號(hào)封底混凝土。在承臺(tái)最

8、上層是10×10cm的兩層鋼筋網(wǎng),墩身預(yù)埋鋼筋插入承臺(tái)1.5米。施工時(shí)，采用泵送混凝土分兩層澆筑成型的施工工藝，即2號(hào)主墩承臺(tái)第一次澆注3米，澆筑混凝土方量1083m3，第二次澆筑1.5米，澆筑混凝土方量541.5m3。 </p><p>　　混凝土澆注采用C30泵送大體積混凝土，配合比1：2.14：3.22：0.50：0.012，每立方米混凝土水泥用量350Kg，UNF-3型高效緩凝減水劑4.2Kg。

9、混凝土澆注時(shí)減少澆注層厚度，加快混凝土散熱速度?；炷劣昧喜捎昧苏谏w，避免日光曝曬，并用冷水?dāng)嚢杌炷?，以降低入倉(cāng)溫度。 </p><p>　　混凝土拌合采用兩臺(tái)JS750型強(qiáng)制式拌合機(jī)同時(shí)拌和，每盤(pán)拌和0.7m3，并連續(xù)送至混凝土輸送泵。配料機(jī)的衡器應(yīng)經(jīng)常檢查，以保持準(zhǔn)確?；炷涟韬衔飸?yīng)拌合均勻，顏色一致，不能有離析和泌水現(xiàn)象。 </p><p><b>　　3.3、分層方式

10、</b></p><p>　　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。 </p><p><b>　?。▓D1） </b></p><p>　　層間最長(zhǎng)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

11、病害。 </p><p>　　2.3 混凝土振搗 </p><p>　　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。 </p><p>　　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

12、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。 </p><p>　　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。 </p><p>　　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

13、過(guò)振。 </p><p>　　2.4 混凝土收漿抹面 </p><p>　　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(guò)大引起開(kāi)裂，需派專(zhuān)人觀測(cè)頂面鋼筋有無(wú)塌陷，杜絕踩踏頂面鋼筋。 </p>

14、<p>　　2.5 混凝土養(yǎng)護(hù) </p><p>　　大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)主要遵循“內(nèi)降外保”的原則，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(rùn)，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

15、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。 </p><p>　　混凝土內(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(zhuān)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(kāi)始，通水時(shí)間不宜太長(zhǎng)，一般為5～6d。水流速度控制在16～20L/min，進(jìn)水口水

16、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。 </p><p><b>　　3 溫度控制措施 </b></p><p

17、>　　根據(jù)工地現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制訂以下溫控措施： </p><p>　?、僭跐M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(guò)規(guī)定的溫控標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　?、诒M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。 </p><p>　?、鄹纳乒橇霞?jí)配，在現(xiàn)場(chǎng)條件許可和保證質(zhì)量

18、的前提下，可選擇較大粒徑的骨料。 </p><p>　?、苷{(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。 </p><p>　?、萁档腿雮}(cāng)溫度，使混凝土的澆筑溫度小于澆筑期的旬平均氣溫+3℃。 </p><p>　?、薏捎美鋮s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(zhǎng)度以小于250m 為宜；水管內(nèi)

19、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(mén)；冷卻水的進(jìn)口水溫以12℃～18℃為宜；一次澆筑總體需水量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(kāi)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。 </p>

20、<p>　　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(rùn)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。 </p><p>　?、啾ＷC施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂性。 </p><p&

21、gt;　?、釣闄z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(wèn)題是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)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(guò)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。 </p><p>　　4 溫度監(jiān)測(cè)效果分析 </p><p>　　承臺(tái)按溫控要求監(jiān)測(cè)，取得好的效果，

22、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(jiàn)的。 </p><p>　　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

23、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(shuō)明施工中采用的溫控措施是有效的、合理的、成功的。 </p><p><b>　　5 結(jié)語(yǔ) </b></

24、p><p>　　綜上所述，該承臺(tái)完成澆注歷時(shí)60h，共澆筑混凝土1624.5m3，無(wú)任何事故。后經(jīng)15d 的溫控監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格執(zhí)行溫控措施，降低混凝土的水化熱，完善其施工質(zhì)量。可得出如下結(jié)論： </p><p>　?、僭摌虺信_(tái)大體積混凝土的溫度控制是成功的，未出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫,確保了工程質(zhì)量，達(dá)到了一次合格率100％、優(yōu)良品率100％的預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)。 </p><p>　　

25、②溫控設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確，所采取的溫控措施得當(dāng)。施工過(guò)程中實(shí)測(cè)的溫控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且有很好的規(guī)律性，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)混凝土的溫度變化規(guī)律，并與設(shè)計(jì)計(jì)算值有較好的相符性。 </p><p>　?、蹨乜乇O(jiān)測(cè)表明，承臺(tái)大體積混凝土的內(nèi)表溫差、上下層溫差和最高溫升等溫度特征值均滿足溫控設(shè)計(jì)提出的溫控標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明施工中采用的溫控措施是有效的、合理的、成功的。 </p><p&

26、gt;　?、芾鋮s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。 </p><p>　　⑤混凝土中由于摻加了數(shù)量較多的粉煤灰，泌水現(xiàn)象較嚴(yán)重，給施工帶來(lái)了一些不利的影響，特別是混凝土表面的浮漿較多，容易產(chǎn)生干縮裂紋。 </p><p>　　⑥承臺(tái)大體積混凝土采用“雙摻”技術(shù)，取得了良好效果。用超量取代法將粉煤灰、礦粉替換部分水泥，不僅減小了水泥用量，同時(shí)也降低了混凝土內(nèi)