河南快速路高架橋承臺橋墩大體積混凝土施工方案熱工計算防裂措施

/鄭州市***快速通道工程6標大體積砼施工方案及防裂措施1、編制依據(jù)1.1、《硅酸鹽、一般硅酸鹽水泥》（GB175-1999）1.2、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ-041-2000）1.3、《城市橋梁工程施工和質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ2-2008）1.4、《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）2、溫度限制目的依據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》規(guī)定要求：“砼結(jié)構(gòu)物中實體尺寸大于或等于1m或易引起裂縫的砼”稱為大體積砼。本工程共有承臺、墩柱各22座，承臺橋墩尺寸大，屬大體積混凝土，若混凝土原材料、混凝土協(xié)作比及施工措施不當，極易造成墩身混凝土因水泥水化熱和結(jié)構(gòu)的不利約束而引起裂紋，破壞混凝土的耐久性。3、工程概況本工程鄭州市***快速通道工程位于鄭州市京廣路和沙口路規(guī)劃為城市快速路。本標段為6標段，具體范圍為：6標段主線高架橋：橋梁起訖里程，（K11+968～K12+404）；高架橋孔跨布置為：4×30+3×29+4×29+（3*29+26）；（劉寨路北313.5m～糧食路）；共計1座主線橋，橋長436.0m，橋面面積：約9200㎡。樁基接受灌注樁，樁徑1300mm—1800mm。主線橋橋墩15個（7.8*7.8*2.4米），加寬段橋墩7個。全橋橋墩接受花瓶式橋墩，高度為8.0米至8.7米。4、適用混凝土施工標準要求4.1、混凝土施工4.1.1、澆筑混凝土應(yīng)符合下列一般規(guī)定4.1.1.1、在燥熱氣候條件下，混凝土入模時的溫度不宜超過30℃。應(yīng)避開模板和新澆混凝土受陽光直射，限制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及旁邊的局部氣溫不超過40℃。宜盡可能支配在傍晚澆筑，避開燥熱白天，也不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時，加劇混凝土內(nèi)部溫升。4.1.1.2、當晝夜平均氣溫3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，應(yīng)按冬期施工處理，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5℃。當晝夜平均氣溫高于30℃時，應(yīng)實行夏期施工措施。4.1.1.3、在相對濕度較小、風速較大的環(huán)境條件下，可實行場地灑水、噴霧、擋風等措施，或在此時避開澆筑有較大暴露面積的構(gòu)件。在平均低于5℃時，不得澆水。4.1.1.4、澆筑混凝土時，應(yīng)定時測定混凝土溫度以及環(huán)境氣溫、相對濕度、風速等參數(shù)，并依據(jù)環(huán)境參數(shù)變更剛好調(diào)整養(yǎng)護方式。4.1.1.5、混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行。當因故間歇時，其間歇時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間或重塑時間。當允許間歇時間已超過時，應(yīng)按澆筑中斷處理，同時應(yīng)留置施工縫，并做好記錄。施工縫的平面應(yīng)和結(jié)構(gòu)的軸線相垂直，施工縫應(yīng)埋入適量的接茬鋼筋或型鋼。4.1.1.6、新澆混凝土和鄰接的已硬化的混凝土的溫度不得大于15℃。4.1.1.7、澆筑混凝土時，應(yīng)填寫混凝土施工記錄。4.1.2、澆筑大體積混凝土時，一般應(yīng)滿足下列要求：4.1.2.1、澆筑大體積混凝土應(yīng)在一天中氣溫較低時進行?；炷恋臐仓囟龋ㄕ駬v后50mm～100mm深處的溫度）不宜高于28℃。4.1.2.2、在燥熱季節(jié)澆筑大體積混凝土時，宜將混凝土原材料進行覆蓋，避開日光保曬，或在混凝土內(nèi)埋冷卻管通水冷卻。4.1.2.3、在遇氣溫驟降的天氣或寒冷季節(jié)澆筑大體積混凝土后，應(yīng)留意覆蓋保溫，加強養(yǎng)護。4.1.2.4、盡量削減澆筑層厚，以便加快混凝土散熱速度。4.2、混凝土養(yǎng)護4.2.1、混凝土的養(yǎng)護應(yīng)接受自然養(yǎng)護?；炷翈ｐB(yǎng)護期間，應(yīng)實行帶模包袱、澆水、噴淋灑水等措施進行保濕、潮濕養(yǎng)護，保證模板接縫處不致失水干燥。拆模后，按的要求保濕養(yǎng)護至規(guī)定齡期。4.2.2、混凝土去除表面覆蓋物或拆模后，應(yīng)對混凝土接受蓄水、澆水或覆蓋灑水等措施進行潮濕養(yǎng)護，也可在混凝土表面處于潮濕狀態(tài)時，快速接受麻布、草簾等材料將暴露面混凝土覆蓋或包袱，再用塑料或帆布等將麻布、草簾等保濕材料包袱。包袱期間，包袱物應(yīng)完好無損，彼此搭接完善，內(nèi)表面應(yīng)具有凝合水珠。有條件地段應(yīng)盡量延長混凝土的包袱潮濕養(yǎng)護時間。4.2.3、再隨意養(yǎng)護時間，若淋注于混凝土表面的養(yǎng)護水溫低于混凝土表面溫度，二者溫差不得大于15℃。4.2.4、混凝土養(yǎng)護期間應(yīng)留意實行保溫措施，防止混凝土表面溫度受環(huán)境因素影響（如暴曬、氣溫驟降等）而發(fā)生猛烈變更。養(yǎng)護期間混凝土的芯部和表層、表層和環(huán)境的溫差不宜超過15℃。4.2.5、當晝夜平均氣溫3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，應(yīng)按冬季施工處理。當環(huán)境溫度低于5℃時，禁止對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護。此時，可在混凝土表面噴涂養(yǎng)護液，并實行適當保溫措施。4.2.6、混凝土養(yǎng)護期間，混凝土內(nèi)部最高舞女度不宜超過65℃。4.2.7、自然養(yǎng)護時混凝土強度達到1.2Mpa以前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架。4.2.8、大體積混凝土的養(yǎng)護時間不宜小于28d。4.3、模板拆除4.3.1、混凝土的拆模時間除考慮拆模時的混凝土強度應(yīng)滿足《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》第7.10.1條的規(guī)定外，還應(yīng)考慮拆模時混凝土的溫度（由水泥水化熱引起）不能過高，以免混凝土接觸空氣時降溫過快而開裂，更不能在此時澆注涼水養(yǎng)護?；炷羶?nèi)部起先降溫前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時不得拆模。4.3.2、一般狀況下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土和表層混凝土之間的溫差、表層混凝土和環(huán)境之間的溫差大于20℃時不宜拆模。大風或氣溫急劇變更時不宜拆模。在寒冷的季節(jié)，環(huán)境溫度低于0℃時不宜拆模。在燥熱和大風干燥季節(jié)，應(yīng)實行逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。4.3.3、混凝土澆筑和養(yǎng)護時，環(huán)境溫度每日檢查4次，并做好檢查記錄。當溫度超過熱期規(guī)定的要求時，混凝土拌和時應(yīng)實行有效降溫、防曬措施，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量，否則應(yīng)停止施工。5、XX黃河特大橋承臺墩身溫控及防裂措施依據(jù)混凝土的施工標準要求，在施工中實行以下幾種溫控措施：5.1、原材料限制5.1.1、選用較低水化熱的硅酸鹽水泥。5.1.2、摻入適量粉煤灰和緩凝型外加劑，緩凝時間達300分鐘以上；5.1.3、墩身選用5mm～20mm級配的碎石，針片狀顆粒含量不大于6％，含泥量不大于0.6％。5.1.4、接受優(yōu)質(zhì)中砂，細度模數(shù)在2.5～2.7之間，含泥量不大于1％。5.2、優(yōu)化協(xié)作比設(shè)計5.2.1、接受雙摻技術(shù)，即摻入粉煤灰和緩凝高效減水劑，以削減水泥用量，降低水化熱。5.2.2、在保證耐久性符合要求的前提下選用最低水泥用量的配比，具體見試驗報告。5.3、測溫裝置設(shè)置接受埋入后置式檢測混凝土溫度的方法，嚴格限制混凝土入模溫度，通過精確測量內(nèi)部溫度和表面溫度，積累原始數(shù)據(jù)，調(diào)整施工、養(yǎng)護措施?；炷羶?nèi)部溫度式中：T0－混凝土的澆筑溫度（℃）W－每m3混凝土中水泥的用量（kg/m3）F－每m3混凝土中粉煤灰的用量（kg/m3）Q－每kg水泥水化熱（J/kg）；C－混凝土的比熱；r－混凝土的密度；ξ－不同厚度的澆筑塊散熱系數(shù)見下表：厚度(m)1.01.52.02.53.03.54.0>4.0ξ0.230.350.480.610.730.830.951.0溫度按以下取值：水溫、外加劑：11℃；水泥、粉煤灰：20℃；砂、石：12℃；環(huán)境溫度：14℃。按理論協(xié)作比及環(huán)境溫度計算混凝土成型時溫度：16.66℃，混凝土內(nèi)部最高溫度40.02℃。承臺尺寸14.6m×14.6m×4.0m，測溫點沿承臺四周及承臺中部布置，分別在距底部、中部和承臺頂部布置。接受在承臺上部預(yù)埋長1.0m～3.5m的Φ10mmPVC管。見下圖：檢測混凝土溫度時，測溫計不應(yīng)受外界氣溫的影響，并應(yīng)在測溫孔至少留置3min。測溫點的溫度量測，在混凝土灌注后的頭三天，應(yīng)每2小時測溫順記錄一次，以后視狀況而定可6小時測溫順記錄一次。5.4、混凝土成型溫度及最高溫度計算5.4.1、混凝土拌和物的溫度式中：T0－混凝土拌和物的溫度（℃）Ww、Wc、Ws、Wg－水、水泥、砂、石的用量（kg）Tw、Tc、Ts、Tg－水、水泥、砂、石的溫度（℃）Ps、Pg－砂、石的含水率（％）c1、c2－水的比熱容（kJ/kg*K）及溶解熱（kJ/kg）當骨料溫度>0℃時，c1＝4.2，c2＝0≤0℃時，c1＝2.1，c2＝335Ww＝156.75kg，Wc＝285kg，Ws＝775.2kg，Wg＝1068.75kgPs＝0、Pg＝0C1＝4.2、c2＝0T0＝12.57℃5.4.2、混凝土拌和物的出機溫度T1＝T0-0.16（T0-Tb）式中：T1－混凝土拌和物的出機溫度（℃）T0-攪拌機棚內(nèi)溫度（℃）Tb＝20℃，T1＝13.8℃5.4.3、混凝土拌和物經(jīng)運輸至成型完成時的溫度T2＝T1-（at+0.032n）（T1-Ta）式中：T2－混凝土拌和物經(jīng)運輸至成型完成時的溫度（℃）t－混凝土自運輸至澆筑成型完成的時間（h）n－混凝土的轉(zhuǎn)運次數(shù)Ta－運輸時的環(huán)境氣溫（℃）a－溫度損失系數(shù)（ha-1），用混凝土攪拌車輸送時，a＝0.25。t＝2h，n＝3次Ta＝14℃，a＝0.25T2＝16.78℃5.4.4、考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時的溫度T3＝（CcWcT2+CtWtTt+CgWgTg）/（CcWc+CtWt+CgWg）式中：T3-考慮模板和鋼筋吸熱影響混凝土成型完成時的溫度（℃）Cc、Ct、Cg－混凝土、模板材料、鋼筋的比熱容（kJ/kg*K）Wc－每立方米混凝土的質(zhì)量（kg）Wt、Wg－和每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋的質(zhì)量（kg）Tt、Tg－模板、鋼筋的溫度，未預(yù)熱者可接受當時環(huán)境溫度（℃）Cc＝0.936kJ/kg*Kct＝0.48kJ/kgKCa＝0.612kJ/kg*KWc＝2350kgWt＝136.4kgWg＝50kgTt＝14℃Tg＝14℃T3＝16.66℃5.4.5、混凝土內(nèi)部最高溫度混凝土內(nèi)部溫度Tmax＝TO+(WQ)/（Cr）ξ+F/50式中：T0－混凝土的澆筑溫度（℃）W－每立方米混凝土中水泥的用量（kg/m3）F－每m3混凝土中粉煤灰的用量（kg/m3）Q－每kg水泥水化熱（J/kg）C－混凝土的比熱r－混凝土的密度ξ－不同厚度的澆筑塊散熱系數(shù)見下表厚度(m)1.01.52.02.53.03.54.0>4.0ξ0.230.350.480.610.730.830.951.0T0＝12.6℃W＝285kg/m3F＝94.05kg/m3Q＝330000J/kgC＝936J/kgKr＝2350kg/m3ξ＝0.61Tmax＝40.02℃6、施工過程限制為了保證大體積混凝土澆注質(zhì)量，確?；炷敛婚_裂，擬實行以下措施：6.1、選擇室外氣溫在20℃左右進行澆筑，澆筑前對模板外側(cè)、鋼筋和基底進行噴水降溫，但在澆筑時不能有附著水，澆筑場地應(yīng)遮陰，以降低模板、鋼筋的溫度。6.2、做好充分準備，備足施工設(shè)備，保證連續(xù)澆筑。6.3、降低澆筑速度，削減澆筑層厚度，澆筑層厚度限制在25～30cm，接受一次澆筑成型。6.4、澆筑溫度（振搗后50～100mm深處的溫度）不宜高于28℃，施工中配備2個溫度計，隨時測量砼溫度，若溫度超出規(guī)定，剛好實行降溫措施。6.5、確?；炷寥肽囟仍?～30℃之間。6.6加強混凝土澆注質(zhì)量，在混凝土施工過程中嚴格按大體積混凝土進行施工工藝限制，其協(xié)作比設(shè)計、拌和、運輸、澆筑、養(yǎng)生等均按高性能混凝土的標準要求進行。在進行混凝土協(xié)作比設(shè)計時嚴格依據(jù)，在保證最小膠凝材料用量、滿足強度、電通量等指標的前提下，盡量多摻用粉煤灰，盡量削減水泥的用量，選用高性能的減水劑，削減水泥用量，降低水化熱。選用優(yōu)質(zhì)的骨料，也可以削減水泥用量，粗骨料接受級協(xié)作理、粒形良好、質(zhì)地勻整堅實的干凈碎石。細骨料接受級協(xié)作理、質(zhì)地勻整堅實、吸水率低、空隙率小的干凈自然河砂。接受連續(xù)分層方法澆筑，每層厚度限制在30以內(nèi)，支配嫻熟的工人接受機械振搗，提高混凝土的密實度,增加混凝土的抗裂性能。盡量消退混凝土表面水泥漿和泌水，在初凝前打