大体积混凝土施工技术保证措施1028.doc

郑州黄河公铁两用桥承台及墩身 大体积混凝土施工温度控制技术保证措施 一、工程概况 郑州黄河公铁两用桥主桥1～6#墩承台尺寸29.6m×19.2m×5m，每个承台混凝土方量2828m3，主桥7～11#墩承台尺寸24.4m×19.2m×5m，每个承台混凝土方量2939m3，主桥0、12#墩承台尺寸22.5m×11.5m×3.5m，每个承台混凝土方量906m3；南北引桥S001～S026、N001～N020承台尺寸22.5m×10.1×3.5m，每个承台混凝土方量795m3。主桥1～6#墩墩身墩座尺寸23m×8m×1.5m，1～11#墩墩身尺寸19m×5m，高度为8.68～9.18m，每个墩座的混凝土方量为273m3，墩身混凝土方量为778m3，墩帽（含托盘）混凝土方量为649m3。主桥承台和墩身、引桥承台施工都属于大体积混凝土施工的范畴。 二、大体积混凝土温控 大体积混凝土施工温度控制的本质是：控制大体积混凝土结构的温度拉应力不超过混凝土相应龄期的抗拉强度。 大体积混凝土工程施工过程中，在内部因素（温度收缩、水化收缩、弹性模量增长、抗拉强度增长），外部环境条件（气温变化、风速、湿度）、基础约束条件及施工工艺的共同影响下，可能产生三种裂缝：表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝。为此，我们采取如下措施确保大体积混凝土结构的施工质量。 （一）、完善构造设计，改善约束条件 1、合理分层浇筑 主桥承台施工采取布料机配合、一次性浇筑方案，墩身和墩帽分别采用整体钢模、一次性浇筑混凝土方案。当大体积混凝土结构尺寸过大，整体一次性浇筑会产生较大温度应力，并导致裂缝时，因此，采用合理的分层浇筑方案，可直接降低收缩应力，避免主桥承台和墩身、引桥承台和墩身开裂。 2、避免应力集中 由于温度变化及混凝土的收缩变形，在断面突变位置、转角部位等应力集中区域是易于开裂的地方。因此，现场施工时可在承台和墩身断面突变处作过渡处理，并在转角部位和过渡区设置构造抗裂钢筋。 3、改善外约束条件 大体积混凝土出现贯穿裂缝的主要原因是结构在降温至稳定温度场的过程中，其收缩变形受到基础约束而产生的拉应力。因此，在设计过程中，在满足结构使用要求的前提下，因充分考虑基础的约束情况，特别是岩石等强度较高的地基的约束。 （二）、优化施工配合比，合理选择原材料 1、掺加外加料，降低水泥用量 水泥在水化过程中将释放大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。而大体积混凝土结构体积庞大，所用水泥总量较大，在断面尺寸较大的情况下散热较慢、内部热量不断积聚导致温升过高。 混凝土结构在浇筑完成后，若与周围环境之间无任何散热和热量吸收，水泥的水化热量将全部转化成温升后混凝土的温度值（绝热温升）。混凝土的绝热温升值与单方水泥用量呈线性关系。因此，在大体积混凝土的配合比设计中，不能采用单纯增加水泥用量的方法满足其施工性能和设计要求，这样不仅会增加水泥用量，增大混凝土的收缩，而且会使水化热升高，更容易引起裂缝。 工程实践中，通过优化混凝土的配合比设计，掺加适量的粉煤灰以改善混凝土的特性，降低水泥用量，降低水化热温升，使大体积混凝土施工中的一项重要技术措施。 2、充分利用混凝土的后期强度 大体积混凝土结构的施工通常都需要经历一段很长的时间，而混凝土后期（28d以后）强度不断增长的特性，为采用后期强度作为设计强度提供了空间。根据后期强度进行混凝土配合比的设计，在满足混凝土强度和耐久性的要求下，可有效降度水泥用量，降低水化热温升。 3、合理选择水泥品种 混凝土的绝热温升值与水泥累计最终放热量呈线性关系。因此，选用中热或低热水泥品种，是控制混凝土水化热温升的主要办法。 对于大体积混凝土来说，一般应该优先采用水化热低的矿渣、火山灰水泥和粉煤灰水泥。同时，体积安定性不良的水泥会使混凝土结构产生裂缝，应该做为废品处理，决定不能用于大体积混凝土工程施工。凡是出厂的水泥必须用煮沸法检验其安定性，在水泥熟料中，游离的MgO含量不能超过5%，水泥中的SO3不能超过3.5%。 4、骨料选择 （1）粗集料 为了减少大体积混凝土收缩变形，粗集料优先选用5～40㎜石子，含泥量小于1%，针、片状含量小于15%（重量比）。 粗集料的良好级配，是保证混凝土的和易性，优化配合比各项性能指标的必要条件，因此，墩台大体积混凝土应使用级配良好的粗集料。 （2）细集料 为了减少大体积混凝土收缩变形，细集料的含泥量应小于2%，泥块含量（颗粒大于1.25㎜，经水洗碾后，可破碎成小于0.63㎜的颗粒）按重量计小于0.5%，其石粉含量应控制在1%以内。 墩台大体积混凝土用细集料宜使用级配良好的Ⅱ区中砂，细度模数2.3～3.0，以保证混凝土的良好和易性、优化混凝土配合比的各项性能指标。 5、采用特种混凝土 大体积混凝土开裂的直接原因是其收缩变形在受到约束的条件