大體積混凝土施工技術(shù)

大體積混凝土施工技術(shù)

新型混凝土材料與材料隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的建筑業(yè)也取得了輝煌的成就。其中,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先的水平。同時,也開發(fā)出了一批新型建筑材料,出現(xiàn)了一大批的高層、超高層工業(yè)或民用建筑。因此,大體積混凝土也越來越多的被應(yīng)用到各種各樣的實(shí)際工程之中。一、大體積混凝土施工技術(shù)特點(diǎn)大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上,施工時必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫度差,合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)。其施工特點(diǎn)是:整體性要求比較高,要求連續(xù)澆筑;結(jié)構(gòu)的體量較大,澆筑混凝土后形成較大的內(nèi)外溫差和溫度應(yīng)力。大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)較厚,體形較大、鋼筋較密,混凝土數(shù)量較多,施工條件較為復(fù)雜,施工技術(shù)要求高,必須同時滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性要求。另外,還存在如何控制和防止溫度應(yīng)力,變形裂縫產(chǎn)生等問題。隨著大體積混凝土施工技術(shù)不斷地提高,高質(zhì)量的施工技術(shù)也成為社會發(fā)展的必然要求。隨著生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷提高,建設(shè)領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大,大體積混凝土逐漸應(yīng)用于大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。但是,由于混凝土內(nèi)部蓄熱量大,溫度應(yīng)力增大,使得混凝土裂縫的控制問題成為設(shè)計(jì)及施工中的一個急需解決的重大問題。二、混凝土裂縫的形成裂縫是指固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象,在學(xué)術(shù)上屬于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度理論范疇,是一種人們可以接受的材料特征。建筑結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,如對建筑物抗裂要求過高,必將付出巨大的代價,科學(xué)的研究是將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。因此,建筑物的裂縫控制是指將裂縫的預(yù)測、預(yù)防和處理工作。根據(jù)有關(guān)資料,混凝土早期裂縫80%左右由施工因素造成的,15%左右因混凝土材料方面的原因造成,5%左右因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成。按照日本混凝土工程協(xié)會編寫的《混凝土工程裂縫調(diào)查及補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)規(guī)程》,混凝土裂縫的產(chǎn)生主要與材料、施工、設(shè)計(jì)、使用環(huán)境等有關(guān)。因此,混凝土產(chǎn)生裂縫原因主要有以下幾點(diǎn):(一)混凝土結(jié)構(gòu)的徐變(1)混凝土的體積穩(wěn)定性混凝土的體積穩(wěn)定性是指混凝土在抵抗物理、化學(xué)作用下產(chǎn)生變形的能力。體積穩(wěn)定性不好致使混凝土的抗?jié)B性性能降低,溶液性的物質(zhì)滲透到混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。(2)混凝土的收縮收縮是混凝土本身所固有的一種重要特性。在沒有負(fù)載的情況下,混凝土的開裂往往由于收縮變形而導(dǎo)致。(3)混凝土的徐變在任意荷載作用下,混凝土結(jié)構(gòu)除了發(fā)生彈性變形外,還產(chǎn)生一種隨時間緩慢增加的非彈性變形,稱為“徐變變形”。徐變能降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力,減少收縮裂縫,但結(jié)構(gòu)的徐變也有不利的一面,比如徐變會不斷加大結(jié)構(gòu)的變形。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,徐變會還會引起預(yù)應(yīng)力的損失等,所以應(yīng)綜合考慮徐變的影響。(4)混凝土所用材料的影響(1)水泥和水混凝土結(jié)構(gòu)開裂主要是由于本身收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度。混凝土產(chǎn)生的收縮值及強(qiáng)度值因水泥種類、水泥用量拌制不同而不同。水泥的細(xì)度問題是需要我們特別關(guān)注的,水泥的細(xì)度越細(xì),混凝土越容易開裂。(2)砂、石骨料混凝土骨料的含泥量越高越容易開裂。這是由于骨料表面所帶的泥份妨礙了骨料與水泥漿之間的咬合粘結(jié),弱化了界面結(jié)構(gòu),因而降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度。(3)外加劑和摻合料試驗(yàn)表明摻化學(xué)外加劑的混凝土干縮值較大。使用一般化學(xué)外加劑比使用促凝性AE減水劑的干縮值低?；炷恋某跗诟煽s值在使用外加劑的情況下較大,不摻外加劑比使用促凝性AE減水劑混凝土的干縮值低?；炷翐郊优蛎泟r養(yǎng)護(hù)的要求更高。在早期養(yǎng)護(hù)不好時,膨脹混凝土更容易發(fā)生裂縫。(二)結(jié)構(gòu)的約束與約束在實(shí)際工程中,可以通過理論計(jì)算來控制裂縫;通常采用構(gòu)造設(shè)計(jì)來對變形作用引起的裂縫加以控制。結(jié)構(gòu)計(jì)算時,要先假定結(jié)構(gòu)物的受力體系有關(guān)參數(shù),而常規(guī)的計(jì)算模型與很多結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)與有一定的差別,使得內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相差很大,這些未考慮到的可能內(nèi)力一般會引起結(jié)構(gòu)裂縫。對于約束條件的影響。結(jié)構(gòu)在變形變化時,會受到一定的抑制而阻礙其自由變形,該抑制即稱為“約束”。結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的約束稱為“內(nèi)約束”,不同結(jié)構(gòu)之間的約束稱為“外約束”。三、混凝土大體積施工技術(shù)的應(yīng)用大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的,其主要原因是溫度應(yīng)力引起的應(yīng)變造成的。要想避免大體積混凝土的質(zhì)量問題也應(yīng)進(jìn)行綜合治理。(一)大體積混凝土施工縫的設(shè)置原則(1)大體積混凝土基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及生產(chǎn)工藝的要求外,宜符合下列要求:(1)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級宜在C25—C40的范圍內(nèi);(2)配置承受溫度應(yīng)力及控制溫度裂縫開展的構(gòu)造鋼筋;(3)當(dāng)大體積混凝土置于巖石類地基上時,宜在混凝土墊層上設(shè)置滑動層;(4)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能減少大體積混凝土外部約束;(5)設(shè)計(jì)單位提出溫度場和應(yīng)變的相關(guān)測試要求;(6)大塊式基礎(chǔ)及其他筏式、箱體基礎(chǔ)不宜設(shè)置永久變形縫及豎向施工縫;(7)大體積混凝土應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求設(shè)置水平施工縫。(2)大體積混凝土工程施工前,應(yīng)驗(yàn)算澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力,確定施工階段升溫峰值,內(nèi)外溫差及降溫速率的控制指標(biāo),制定溫控的技術(shù)措施。一般情況下,混凝土入模溫度絕熱溫升值最大值不超過45℃,內(nèi)外溫差不超過30℃,降溫速率為2.0℃/d。(3)大體積混凝土施工前,應(yīng)掌握近期氣象情況(如高溫、寒潮等)。在冬期施工時,應(yīng)制定相應(yīng)措施。(4)大體積混凝土模板宜采用鋼模板、木模板或鋼木混合模板。(二)確定層間開發(fā)縫和施工縫(1)混凝土的澆筑方法可采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑,不得隨意留施工縫,并符合下列規(guī)定:(1)混凝土的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r,混凝土的攤鋪厚度不宜大于600mm。當(dāng)采用非泵送混凝土?xí)r,混凝土的攤鋪厚度不宜大于400mm。(2)分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑,其層間的間隔時間應(yīng)盡量縮短,必須在前層混凝土初凝之前,將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時間間隔應(yīng)不大于混凝土的初凝時間?；炷恋某跄龝r間應(yīng)通過試驗(yàn)確定。當(dāng)層間間隔時間超過混凝土的初凝時間時,層面應(yīng)按施工縫處理。對于工程量較大、澆筑面積也大、一次連續(xù)澆筑層厚度不大(一般不超過3m),且澆筑能力不足時的混凝土工程,宜采用推移式連續(xù)澆筑法。(2)大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土?xí)r,水平施工縫的處理應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子,并均勻的露出粗骨料。(2)在上層混凝土澆筑前,應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物,充分濕潤,但不得有積水。(3)對非泵送及低流動度混凝土,在澆筑上層混凝土?xí)r,應(yīng)采取接漿措施。(3)混凝土的拌制、運(yùn)輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求,并應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)當(dāng)炎熱季節(jié)澆筑大體積混凝土?xí)r,混凝土攪拌場(站)宜對砂、石骨料采取遮陽或降溫措施。(2)當(dāng)采用自備攪拌站時,攪拌站應(yīng)盡量靠近混凝土澆筑地點(diǎn),以縮短水平運(yùn)輸距離。(3)當(dāng)采用泵送混凝土施工時,混凝土的運(yùn)輸宜采用混凝土攪拌運(yùn)輸車?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。(4)在混凝土澆筑過程中,應(yīng)及時清除混凝土表面的泌水。在大體積混凝土澆筑過程中,由于混凝土表面泌水現(xiàn)象普遍存在,為保證混凝土的澆筑質(zhì)量,要及時清除混凝土表面泌水。因?yàn)楸盟突炷恋乃冶纫话惚容^大,泌水現(xiàn)象也比較嚴(yán)重,不及時清除,將會降低結(jié)構(gòu)的混凝土質(zhì)量。(三)保溫養(yǎng)護(hù)要求(1)在每次混凝土澆筑完畢后,應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),并應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)保溫養(yǎng)護(hù)措施,應(yīng)使混凝上澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求。(2)保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間,應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定,但不得少于巧天。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行。(3)保溫養(yǎng)護(hù)過