跨海大橋大體積混凝土施工與管理講義

1、大體積混凝土施工與管理2004-10-151.什么是大體積混凝土？ 混凝土結(jié)構(gòu)物中實(shí)體最小尺寸大于或等于1m，屬于大體積砼。 橋梁工程中如承臺(tái)、實(shí)體墩身、塔座、 塔柱實(shí)體部分和橫梁等均屬大體積混凝土。 位置 輪廓尺寸 (m) 灌注面積 (m2)承臺(tái)砼數(shù)量 (m3) 封底砼數(shù)量 (m3)北航道橋48.5*23.7*6 1403 6258 1565南航道橋81.4*23.7*6 1622 9731 24332.大體積混凝土配制原則：必須有效降低砼絕熱溫升，延長(zhǎng)砼凝結(jié)時(shí)間,防止溫度裂縫的產(chǎn)生。 在保證混凝土強(qiáng)度及塌落度的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，盡量降低單方砼的水泥用量。 大體積混凝土配合比

2、確定后宜進(jìn)行水化熱的驗(yàn)算和測(cè)定。承臺(tái)砼絕熱溫升應(yīng)小于75。 根據(jù)生產(chǎn)能力和灌注面積延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，一般應(yīng)大于12h。3. 大體積混凝土的澆筑 大體積混凝土澆筑一般有灌注面積大，灌注時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。 減少澆筑層厚度，加抉砼散熱速度。 盡量降低混凝土入模溫度。 在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻管降溫。 混凝土澆筑后要注意復(fù)蓋保溫及養(yǎng)生。 承臺(tái)厚度較大時(shí)，可分區(qū)分層澆筑，以增加散熱面，延長(zhǎng)澆筑時(shí)間和散熱時(shí)間。每層厚度可取1.5m左右，澆筑間隔時(shí)間6-7d。4. 分層厚度 混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須中斷，間斷時(shí)間應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。且不得超過(guò)下列時(shí)間： 入模溫度() 允許間斷時(shí)間(min) 20-30 90 1

3、0-19 120 5-9 150 上表未考慮摻用外加劑的影響，摻入外加劑后，間斷時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時(shí)間或能重塑的時(shí)間。如不滿足上述條件按施工縫處理。 采用插入式振動(dòng)器時(shí)，澆筑層厚不大于300mm。5.溫度控制標(biāo)準(zhǔn)混凝土入模溫度：不宜超過(guò)28 C并不應(yīng) 大于30 C ?；炷羶?nèi)外溫差：不大于20 C混凝土表面接觸物與砼表面溫差：不大于15 C（拆模過(guò)快表面快速冷卻能使界面溫差高達(dá)45 C ）砼入模后30min最大溫升：不大于30 C內(nèi)部最高溫度：不高于75 C歐洲標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件內(nèi)部溫差：不大于20 C（厄勒海峽橋15 C ）新澆砼與已澆砼界面溫差：不大于15 C （大貝爾特橋12 C ）最高升

4、溫：65 C （丹麥為70 C ）6.裂紋基本常識(shí)塑性裂紋：在砼凝結(jié)前出現(xiàn)。由于塑性沉降或塑性收縮產(chǎn)生，裂紋寬度一般較大。熱應(yīng)力裂紋：對(duì)大體積砼一般在幾天內(nèi)出現(xiàn)，約束狀態(tài)決定裂紋形態(tài)。收縮裂紋：數(shù)周或數(shù)月后出現(xiàn)。7.本橋大體積混凝土施工存在的一些問(wèn)題 1)墩身裂紋 北岸引橋至7月11日共完成11個(gè)墩身，均發(fā)現(xiàn)不同程度裂紋，主要為豎向和斜向裂紋，分布在承臺(tái)以上2-2.5m以內(nèi)，裂紋呈南北兩面對(duì)稱(chēng)，縫寬0.03-0.30mm，出現(xiàn)時(shí)間一般在灌注混凝土15-25d以后。 從裂紋發(fā)生時(shí)間和部位分析，這類(lèi)裂紋屬溫度裂紋，主要因溫差大，受界面約束引起的。 墩身開(kāi)裂原因初步分析： 混凝土澆筑時(shí)外界溫度過(guò)高。

5、規(guī)范規(guī)定混凝土入模溫度一般不宜超過(guò)28度并不應(yīng)大于30度 ，但澆筑時(shí)氣溫一般在22-30度，混凝土入模溫度大于30 度。 混凝土絕對(duì)溫升過(guò)高。據(jù)報(bào)告：養(yǎng)護(hù)時(shí)期個(gè)別墩內(nèi)部最高溫度達(dá)80余度。規(guī)范規(guī)定大體積混凝土入模 30min的最大溫升應(yīng)小于30度，內(nèi)部最高溫度不得高于75度。絕對(duì)溫升過(guò)高不僅與入模溫度高有關(guān)，也與混凝土的配合比有關(guān)。如A19號(hào)墩裂紋寬達(dá)2.75mm，即與配合比HP-10有密切關(guān)系。養(yǎng)護(hù)不好容易開(kāi)裂。 19局灌注的F188左和F194右墩，于8月18號(hào)灌注，至今未發(fā)現(xiàn)裂紋，與混凝土入模溫度（27度）和配合比有密切關(guān)系，值得總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。 和 b標(biāo) C30理論配合比 水泥 沙 碎石 水

6、 礦粉 粉煤灰 減水劑 阻銹劑 標(biāo) 228 688 950 150 113 114 4.55 160 715 1050 150 90 175 4.3 2.0b標(biāo) 180 785 960 150 90 180 4.5 標(biāo) 135 687 1034 158 315(447) 5.4 9.0 (舊) 172 788 1003 129 172(560) 86 5.16 8.6 (新)(標(biāo)調(diào)整配合比后內(nèi)部溫升由70.5 C降至63 C) 膠凝材量總量 水泥 摻合料 水灰比 kg/m3 % % 允許值 400 0.40標(biāo) 原 455 50 50 0.33 新 425 38 62 0.35b標(biāo) 450 40

7、 60 0.33標(biāo) 原 450 30 70 0.35 新 430 40 60 0.30問(wèn)題：1.摻合料比例 2.礦粉比表面積（細(xì)度）： 允許360-440m2/Kg 3.阻銹劑用量 4.水灰比偏小2)承臺(tái)混凝土開(kāi)裂1.鋼套箱 二航局： 不論是一次還是二次澆注的承臺(tái)均存在裂紋，全部為豎向裂紋，縫寬0.02-0.08mm，深度19-38mm。 三航局： 所施工承臺(tái)無(wú)裂紋或極少數(shù)裂紋，裂紋寬0.06-0.1mm，深度1.1-3.3cm。2.混凝土套箱 三航局：所施工承臺(tái)套廂均有裂紋，裂紋出現(xiàn)時(shí)間一般在澆注混凝土三天以后。 一航局：一類(lèi)裂紋為套箱與新澆承臺(tái)混凝土之間出現(xiàn)裂紋，縫寬0.1-0.2mm，個(gè)

8、別0.2-0.5mm。第二類(lèi)裂紋為套箱外側(cè)豎向裂紋，縫寬0.01-0.06mm。灌注混凝土2-3天后出現(xiàn)。原因分析 采用鋼套箱施工的承臺(tái)裂紋少，裂紋寬 度均小于規(guī)范值0.1mm。通過(guò)改進(jìn)混凝土配合比，進(jìn)一步減少裂紋。 套箱鋼筋保護(hù)層較厚，采用混凝土套箱施工時(shí)由于混凝土側(cè)壓力和升溫階段體積膨脹力，至使套箱外側(cè)出現(xiàn)豎向裂紋。已采用加強(qiáng)套箱環(huán)向鋼筋的辦法解決。 新澆承臺(tái)混凝土硬化后降溫，由于混凝土體積收縮，導(dǎo)至產(chǎn)生承臺(tái)與套箱之間產(chǎn)生較寬的裂紋，此類(lèi)裂紋為貫穿型，危及結(jié)構(gòu)耐久性，現(xiàn)予封閉處理。 8.大體積混凝土施工實(shí)例蘇通橋4號(hào)墩承臺(tái)混凝土灌注 承臺(tái)為啞鈴型，單個(gè)塔柱下承臺(tái)平面尺寸51.3548.10m， 厚度為513.324m，兩承臺(tái)間系梁平面尺寸11.0528.1m， 厚6.0m 根據(jù)溫控設(shè)計(jì)和澆筑能力分塊 單個(gè)承臺(tái)沿高度方向分8層澆筑，分層厚度自下而上為 1.7m*2+1.6m+1.5m*3+1.8m+2.024m 系梁設(shè)2m寬后澆帶 埋置冷卻水管降低承臺(tái)混凝土溫度埋設(shè)冷卻水管 混凝土表面用土工布及草袋覆蓋 模板外覆蓋草袋，推遲拆模時(shí)間，并選擇氣 溫較高時(shí)拆模 搭設(shè)保暖棚,蒸汽、典鎢燈及熱水養(yǎng)護(hù) 日平均氣溫低于5，采取冬季施工措施 降溫保溫措施 承臺(tái)冷卻水管布置 混凝土上下層溫差不超過(guò)25 混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)25 混凝土澆注溫度、間歇期按計(jì)算模型要求控制 混凝土最大降溫速率