大體積混凝土承臺(tái)施工技術(shù)探討及其質(zhì)量控制

楊家才

摘 要：近些年我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展腳步越來越塊，城市之間聯(lián)系更加緊密。高速公路建設(shè)對(duì)于進(jìn)一步促進(jìn)城市地區(qū)交流具有重要意義，因此國內(nèi)近些年興建一大批公路工程項(xiàng)目。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，人們對(duì)于工程質(zhì)量要求逐年提高，在對(duì)公路橋梁建設(shè)中采用大體積混凝土技術(shù)的應(yīng)用無疑對(duì)于改善公路橋梁等工程質(zhì)量具有重要意義。此次就優(yōu)化混凝土配合比，減少水泥用量，增設(shè)降溫水管，降低混凝土內(nèi)外溫差以防止水化熱溫度產(chǎn)生承臺(tái)混凝土的裂縫進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：承臺(tái)；溫控措施；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）25-0155-02

Abstract： In recent years， the pace of economic development in China is getting more and more block， and the relationship between cities is closer. Highway construction is of great significance to further promote the exchange of urban areas， so in recent years a large number of highway engineering projects have been built in China. With the continuous improvement of the level of economic development， the requirements for engineering quality are increasing year by year. The application of mass concrete technology in the construction of highway bridges is undoubtedly of great significance for improving the quality of highway bridges and other projects. The analysis is to optimize the mix ratio of concrete， reduce the amount of cement， add cooling water pipes， reduce the temperature difference between inside and outside of concrete to prevent cracks in bearing platform concrete caused by hydration heat temperature.

Keywords： bearing platform； temperature control； quality control

1 工程概況

三岔溝特大橋?yàn)槁檎迅咚俟飞峡缭饺頊系囊蛔卮髽蛄?，該大橋位于云南省昭通市大關(guān)縣悅樂鎮(zhèn)。全長546m，架立于兩座山頭之間，跨越一個(gè)深谷。墩柱最高99m，20根挖孔樁承臺(tái)基礎(chǔ)；承臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸為19.2m×15.2m×4m，混凝土標(biāo)號(hào)為C30，屬于大體積混凝土。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎其主要流程為：測繪放線確定承臺(tái)大致輪廓以及墩身實(shí)際位置情況，用墨線對(duì)承臺(tái)位置進(jìn)行詳細(xì)繪制，包括墩身尺寸輪廓等；基于紅漆對(duì)鋼筋間距豎向以及橫向進(jìn)行標(biāo)識(shí)；對(duì)橫向以及豎向鋼筋均進(jìn)行綁扎；搭建承臺(tái)鋼筋管支撐架以及墩身實(shí)際定位架子；對(duì)受力鋼筋骨架進(jìn)行仔細(xì)綁扎，并將散熱管道安裝好，在對(duì)鋼筋骨架記性綁扎；對(duì)放線進(jìn)行測量，并確定承臺(tái)頂層鋼筋位置墩身，綁扎墩身預(yù)埋鋼筋并最終撤離鋼管支撐架。

2.2 模板的施工

承臺(tái)的施工主要基于定型整體的鋼模板，現(xiàn)階段采用固定模板方式主要為內(nèi)拉外撐法。依據(jù)鋼筋實(shí)際布局等情況，設(shè)置多層拉筋。且拉筋之間的間距進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)于拉引出模板外則采用螺栓記性強(qiáng)化處理，基于拉筋之外裸露處的模板則用鋼管進(jìn)行進(jìn)一步強(qiáng)化牢固。對(duì)于承臺(tái)內(nèi)以及拉筋外部則套塑料管套，從而方便承臺(tái)施工后對(duì)拉筋進(jìn)行拆除處理。承臺(tái)模板外側(cè)與鋼圍巖之間的支撐在基于模板一定高度內(nèi)布置多道，梅花形設(shè)置從而確保在混凝土澆筑過程中模板不會(huì)出現(xiàn)變形等情況。對(duì)于模板表面則需要進(jìn)行清理干凈，進(jìn)而在其表面涂膜脫模劑，基于模板裂縫位置則采用橡膠條進(jìn)行填塞，并防止漏漿等情況。

2.3 承臺(tái)混凝土施工要點(diǎn)

對(duì)于承臺(tái)混凝土的澆筑施工必須經(jīng)過嚴(yán)密組織以及嚴(yán)格把控，基于原材料角度進(jìn)行管控，科學(xué)合理的砼配合比設(shè)計(jì)，以及振搗、收光、養(yǎng)護(hù)等計(jì)劃均應(yīng)當(dāng)在受控情況下執(zhí)行?；炷恋臄嚭蠎?yīng)當(dāng)在攪拌站進(jìn)行集中生產(chǎn)處理，攪合時(shí)間一般不低于90秒，混凝土坍落度應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際規(guī)定，按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而確保整個(gè)攪拌的均勻性。在對(duì)承臺(tái)進(jìn)行混凝土澆筑施工前，首先采用空壓機(jī)對(duì)模板及其內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行清理。在澆筑過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)澆筑區(qū)域進(jìn)行劃分，分層處理。對(duì)于每個(gè)澆筑區(qū)域均應(yīng)當(dāng)有一臺(tái)混凝土輸送泵承擔(dān)灌注任務(wù)。對(duì)于混凝土澆筑流程主要為自承臺(tái)墩身預(yù)埋鋼筋處逐漸向外灌注，這樣操作可以有效確保墩身混凝土的密實(shí)度以及均勻效果。其次，混凝土澆筑是應(yīng)當(dāng)依據(jù)三十厘米為一層由內(nèi)而外順序進(jìn)行澆筑。在澆筑時(shí)，每個(gè)澆筑區(qū)域均應(yīng)當(dāng)配置多臺(tái)插入式振動(dòng)棒，確保最終振搗品質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求。整個(gè)振搗過程以混凝土停止沉降以及不再出現(xiàn)氣泡、表面較為平坦以及泛漿均勻?yàn)樽罱K依據(jù)，通常設(shè)置振搗時(shí)間為11-16秒、實(shí)際振動(dòng)棒與側(cè)模之間的間距不低于10厘米，避免由于振動(dòng)從而對(duì)模板帶來影響。

3 優(yōu)化配合比

（1）材料選選擇：水泥選用低水化熱的普硅P.O 32.5；粗骨科采用5毫米-31.5毫米石子（連續(xù)級(jí)配）；細(xì)骨料采用河沙（中砂）；粉煤灰采用Ⅰ級(jí)粉煤灰。（2）為了降低混凝土的絕熱溫升，經(jīng)多次試驗(yàn)，在混凝土中摻入20%的粉煤灰來代替水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。（3）摻入高效減水緩凝劑來延尺混凝土水化熱高峰及每立方混凝土的水泥用量，從而達(dá)到降低承臺(tái)內(nèi)部溫度的目的。最終的C30混凝土配合比為：水：水泥：碎石：砂：粉煤灰：外加劑=170：342：1059：736：86：6.42。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)摻入高效減水緩凝劑水化熱絕熱溫升最高峰在混凝土澆筑19h后出現(xiàn)。

4 混凝土澆筑施工

（1）承臺(tái)基坑底部采用低標(biāo)號(hào)的砂漿（M7.5號(hào)）找平，厚度不小于5cm，這樣做的目的是減小基巖對(duì)承臺(tái)的約束力，從降低承臺(tái)的水化熱應(yīng)力。（2）承臺(tái)高度較高，為了降低承臺(tái)內(nèi)的最高溫度，承臺(tái)分兩次澆筑，每層澆筑厚度為2 m，分次混凝土澆筑間隔時(shí)間不大于7天，如大于7天以上，第一次澆筑混凝土的彈性模量數(shù)值較大，對(duì)第二次澆筑的混凝土有很大的約束力從而造成第二澆筑的混凝土開裂。（3）澆筑前應(yīng)對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件、溫度監(jiān)控元件及線路等進(jìn)行檢查，檢驗(yàn)合格后才能開盤。第二次混凝土澆筑前應(yīng)對(duì)第一次澆筑的混凝土頂面鑿除水泥漿及松散的混凝土并沖洗干凈。（4）混凝土拌制配料前，各種衡器應(yīng)請(qǐng)計(jì)量部門進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，稱量誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。應(yīng)嚴(yán)格控制新拌混凝土質(zhì)量，使其和易性滿足要求。坍落度檢驗(yàn)應(yīng)在施工現(xiàn)場進(jìn)行，每班2～3次，拒絕使用坍落度過大或過小的混凝土料。應(yīng)及時(shí)監(jiān)測粗、細(xì)骨料的含水率，遇陰雨天氣應(yīng)增加監(jiān)測頻率，隨時(shí)調(diào)整用水量。（5）混凝土應(yīng)按規(guī)定厚度、順序和方向分層澆筑，必須在下層混凝土初凝前澆筑完畢上層混凝土。如因故停歇，時(shí)間超過混凝土初凝時(shí)間時(shí)，倉面混凝土按工作縫處理?；炷练謱訚仓穸炔灰顺^0.3米，并保持從倉面一側(cè)向另一側(cè)澆筑的順序和方向。

5 溫控措施

（1）在混凝土中埋入溫度監(jiān)測元件，每隔2小時(shí)記錄一次溫度，以便隨時(shí)監(jiān)測混凝土的內(nèi)表溫差。溫度檢測儀采用智能化數(shù)字多回路溫度巡檢儀，溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器。（2）在承臺(tái)內(nèi)埋設(shè)4層冷卻水管。冷卻水管采用φ32mm的薄壁鋼管，其水平間距為1m，冷卻水管距混凝土表面為1.0m，每根冷卻水管長度不超過200m，冷卻水管進(jìn)出水口應(yīng)集中布置，以利于統(tǒng)一管理。（3）冷卻水管使用及其控制：冷卻水管使用前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，防止管道漏水、阻水；混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，通水流量應(yīng)達(dá)到30L/min，通水時(shí)間根據(jù)測溫結(jié)果確定；控制原則為：內(nèi)表溫差控制在25℃以內(nèi)；混凝土降溫速率不超過2.0℃/d。（4）保溫：為防止承臺(tái)出現(xiàn)表面裂縫，應(yīng)在混凝土表面覆蓋塑料薄膜、土工布、彩條布三層材料進(jìn)行保溫。在保溫期間，應(yīng)由專人對(duì)各保溫部位進(jìn)行檢查，并根據(jù)氣象預(yù)報(bào)在寒潮來臨前加強(qiáng)保溫檢查。保溫時(shí)間不少于28天。

6 施工質(zhì)量控制

6.1 裂縫成因分析

實(shí)際對(duì)于較大體積混凝土其裂縫形成原因較為復(fù)雜，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)施工現(xiàn)場溫差、材料的彈性模量以及砼的實(shí)際拉伸強(qiáng)度極限、整體結(jié)構(gòu)的長度以及砼自身的徐變、制約以及地基形變等均有可能對(duì)整體混凝土承臺(tái)造成裂縫。而其中水泥在進(jìn)行水化熱時(shí)所產(chǎn)生的大量溫度變化以及收縮是現(xiàn)階段造成裂縫的主要誘因，因此科學(xué)合理的控制溫度變化是確?；炷翛]有裂縫的主要措施。

6.2 降低限制約束

由于承臺(tái)其混凝土在灌注完成后可能會(huì)受到封底混凝土以及鉆孔澆筑樁樁頭錨固筋的約束，因此在混凝土澆筑初始階段其相關(guān)彈性模量往往相對(duì)較低，進(jìn)而使其底部產(chǎn)生相關(guān)收縮縫隙可能性，為了進(jìn)一步避免此類約束情況，可以在其底部找平砂漿完畢后對(duì)其表面進(jìn)行壓光處理，并在砂漿的頂端敷設(shè)隔離紙或者涂摸隔離試劑。

6.3 高性能外加劑混合

在承混凝土中摻加部分高效緩凝減水劑，可以有效的增加混凝土緩慢凝結(jié)時(shí)間，進(jìn)而改善其易性，并減少在攪拌時(shí)的水資源浪費(fèi)，降低水灰比例，并最終降低水化所造成的大量熱量，進(jìn)而推遲澆筑最高溫度值的出現(xiàn)時(shí)間，其對(duì)于混凝土抗拉強(qiáng)度的提升具有積極意義。粉煤灰的添加可以很好減少實(shí)際對(duì)于水泥的消耗量。因此水泥其為水化熱所產(chǎn)生的主要物質(zhì)，因此實(shí)際水泥摻雜量情況對(duì)于混凝土其內(nèi)部熱量情況有直接關(guān)系，基于摻雜一定比例的粉煤灰措施，進(jìn)而取代水泥可以大大降低對(duì)水泥的需求量，并使得水化熱其熱量得到明顯降低，水泥則選用低水化熱的普通硅酸鹽水泥。其有利于提高整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而可以有效規(guī)避裂縫等的出現(xiàn)。在配合比的調(diào)制過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能降低對(duì)水泥的需求用量，摻加質(zhì)量相對(duì)較高的II級(jí)粉煤灰具有一定價(jià)值。

7 結(jié)束語

由于水泥水化過程中產(chǎn)生的水化熱，使?jié)仓蟪跗诨炷羶?nèi)部溫度急劇上升，引起混凝土膨脹變形，而此時(shí)混凝土的彈性模量很小，因此，升溫引起受基礎(chǔ)約束的膨脹變形產(chǎn)生的壓應(yīng)力很小。隨著溫度逐漸降低混凝土產(chǎn)生收縮變形，但此時(shí)混凝土彈性模量較大，降溫引起的變形受基礎(chǔ)約束會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的危害。

因此，在大體積混凝土施工中最關(guān)鍵的是優(yōu)化配合比、減少水泥用量、延長混凝土初凝時(shí)間來降低混凝土最高絕熱溫升；承臺(tái)內(nèi)設(shè)降溫水管降溫，承臺(tái)表面保溫來降低混凝土的內(nèi)表溫差；從而來保證混凝土無有害裂縫產(chǎn)生。

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