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基礎(chǔ)大體積砼的施工技術(shù)

來源:考試大發(fā)布時(shí)間:2012-01-09

  大體積砼具有形體龐大、混凝土數(shù)量較多、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)和質(zhì)量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮等特點(diǎn)。大體積混凝土經(jīng)常出現(xiàn)的問題不是力學(xué)上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,而是混凝土的裂縫。如何防止大體積砼的開裂,如何在施工組織和施工技術(shù)上采取必要的措施是本文研究的重心。
  大體積砼裂縫是大體量混凝土水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度、收縮變形導(dǎo)致的裂縫,必須控制這種裂縫現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。
  1.基礎(chǔ)大體積砼的特點(diǎn)與裂縫產(chǎn)生的原因
  1.1砼強(qiáng)度級(jí)別高,水泥用量較大,收縮變形大,產(chǎn)生裂縫
  混凝土體積越大,水泥總用量相對(duì)大,水泥水化產(chǎn)生的熱量越不易散發(fā),溫升越高,引起的體積變化也越大。大體積混凝土澆注后,內(nèi)部溫度遠(yuǎn)較外部高,形成較高的溫差,造成內(nèi)漲外縮,使構(gòu)件表面產(chǎn)生很大拉應(yīng)力以至開裂。對(duì)于大體積砼施工階段來說,由于溫度變形而引起的裂縫,可稱為“初始裂縫”或“早期裂縫”。
  1.2受約束,產(chǎn)生拉應(yīng)力,產(chǎn)生裂縫
  體積變化受約束會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。約束條件有兩種,即外約束和內(nèi)約束。外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件,一般指基礎(chǔ)或其他外界因素對(duì)結(jié)構(gòu)物的約束,水泥水化后期,散發(fā)熱量大于放熱量,構(gòu)件溫度降低,體積收縮,受邊界條件約束,產(chǎn)生拉應(yīng)力。如現(xiàn)在比較常見的地下室桶式結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)受基礎(chǔ)約束明顯。內(nèi)約束是由于內(nèi)部水泥水化熱不易散發(fā),表面則易于散發(fā),內(nèi)部體積膨脹,表面則體積收縮(特別是遇氣溫驟降或過水),受內(nèi)部約束,產(chǎn)生拉應(yīng)力。這時(shí)產(chǎn)生的一般是表面裂縫。
  1.3抗拉能力低,產(chǎn)生裂縫
  混凝土是脆性材料,抗壓能力較高,抗拉能力較低?估瓘(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/10左右;極限拉伸也很小,通常不足1×10-4.大體積混凝土溫度變形受約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)變(或拉應(yīng)力)很容易超過極限拉伸(或抗拉強(qiáng)度)而產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,通常要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力,但施工中,大體積混凝土結(jié)構(gòu)由于溫度的變化而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,要把這種溫度變化所引起的拉應(yīng)力限制在允許范圍以內(nèi)是非常困難的。
  2.控制溫度裂縫發(fā)展的基本措施
  2.1基礎(chǔ)大體積砼的材料選擇與質(zhì)量要求
  水泥。施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量(每減少10kg水泥,降低溫度1℃)。本工程由于貨源限制選用525號(hào)普通砼酸鹽水泥。
  粗細(xì)骨料。粗骨料選用5~40mm單粒級(jí)卵石。細(xì)骨料采用中粗砂,其細(xì)度模數(shù)為218.降低混凝土的干縮。
  混合料及外加劑。混凝土中摻入水泥重量0.25%左右的木質(zhì)素磺酸鈣,可明顯延緩水化熱釋放的速度,推遲水化熱峰值的出現(xiàn);同時(shí)可減少10%拌和用水,節(jié)約水泥,降低水化熱;炷林袚饺脒m量粉煤灰,不僅改善混凝土的工作度,減少混凝土的用水量,減少泌水和離析現(xiàn)象;同時(shí)代替部分水泥,減少水化熱。摻入適量UEA膨脹劑,有效地補(bǔ)償混凝土干縮冷縮,增加密實(shí)性,提高抗?jié)B能力。
  2.2混凝土配合比與澆筑
  根據(jù)選用的材料,確定混凝土配合比,采用塔吊運(yùn)輸,混凝土坍落度控制在3~5cm;C35PS8混凝土配合比(kg/m3)參考可為水泥:黃砂:石子:水=330:771:1087:173.混凝土澆筑采用斜面一次澆筑,分層厚度為43cm左右,在斜面下層混凝土未初凝時(shí)(初凝時(shí)間為3h左右)進(jìn)行上層混凝土澆筑,在不同部位用3臺(tái)振動(dòng)棒分上、中、下3個(gè)層次,采用循環(huán)推進(jìn),一次到頂?shù)霓k法,以消除冷凝,增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性,保證防水質(zhì)量。
  2.3混凝土測(cè)溫
  為了掌握大體積混凝土的溫度變化規(guī)律,及時(shí)了解溫差對(duì)大體積混凝土質(zhì)量的影響,采取常規(guī)測(cè)溫技術(shù),對(duì)底板混凝土的上、中、下進(jìn)行布點(diǎn)觀測(cè),以便采取相應(yīng)的技術(shù)措施,防止混凝土開裂。有效控制溫差梯度,要符合《混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-92)中混凝土表面和內(nèi)部溫差“不宜超過25℃”的要求。
  3.大體積砼的施工工藝
  3.1嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范施工
  分塊分層澆筑混凝土,有利于錯(cuò)開拌合物內(nèi)各層的水化時(shí)刻,分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時(shí),澆注上一層。在振搗上一層時(shí),振動(dòng)棒應(yīng)插入下一層50~100mm,以消除兩層之間的接縫,振動(dòng)時(shí)間不宜過長(zhǎng),防止石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻。在澆筑完畢到混凝土初凝之前,粗抹面一次,混凝土接近終凝時(shí),應(yīng)用木模第二次抹光,消除混凝土表面的龜裂裂紋。采取措施控制澆筑溫度,如拌和用水以碎冰形式加進(jìn)混凝土拌合物中,使新拌混凝土的溫度被限制在6℃左右;在施工現(xiàn)場(chǎng)搭建遮陽蓬,防止烈日爆曬混凝土表面等。必要時(shí)可以預(yù)埋冷卻水管,用循環(huán)水進(jìn)行人工導(dǎo)熱,以降低混凝土的內(nèi)部溫度。
  3.2養(yǎng)護(hù)工作
  對(duì)大面積的底板面,一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護(hù)。草包應(yīng)迭縫,騎馬鋪放。養(yǎng)護(hù)必須根據(jù)混凝土內(nèi)表溫差和降溫速率,及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施,應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間,拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護(hù),同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響,以控制內(nèi)表溫差,防止混凝土早期和中期裂縫。
  參考文獻(xiàn):
  【1】王國(guó)柱。高層建筑基礎(chǔ)大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理及控制措施[J]四川建筑科學(xué)研究,1998,(04).
  【2】唐曉雪,余忠。大體積混凝土施工裂縫防止措施[J]四川建筑科學(xué)研究,2006,(05).
  【3】王頂堂。大體積混凝土裂縫控制技術(shù)應(yīng)用研究[J]安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,(06).
  【4】劉京紅,梁鉦等。大體積混凝土施工中的溫度監(jiān)測(cè)及裂縫控制[J]河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(02).

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場(chǎng)地與建筑設(shè)計(jì)和建筑構(gòu)造與詳圖

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