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大體積混凝土施工技術(shù)及承臺病害解析
混凝土的水化熱產(chǎn)生較大的溫度變化及收縮作用，是導致大體積混凝土出現裂縫的主要原因，合理的控制溫差變化是保證不產(chǎn)生裂縫的根本。下面是小編為大家分享大體積混凝土施工技術(shù)及承臺病害解析，歡迎大家閱讀瀏覽。
大體積混凝土溫度施工控制技術(shù)
按照規范規定，混凝土結構物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土或預計會(huì )因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂紋產(chǎn)生的混凝土均為大體積混凝土。裂縫嚴重影響混凝土的施工質(zhì)量和外觀(guān)，因此橋梁墩身及承臺混凝土裂縫的控制是施工難點(diǎn)。
混凝土的水化熱產(chǎn)生較大的溫度變化及收縮作用，是導致大體積混凝土出現裂縫的主要原因，合理的控制溫差變化是保證不產(chǎn)生裂縫的根本。一般規定將非均勻溫差應控制在25°C內。施工中主要從降低水泥水化熱、降低混凝土入模溫度、降低混凝土內部溫度通水散熱保持混凝土表面溫度嚴格控制拆模時(shí)間等方面做好混凝土溫度控制工作，盡量降低混凝土內部溫度的升降速率，確保內外溫差控制在25°C以?xún)取?/p>
控制措施一：優(yōu)化混凝土配合比，增加粉煤灰和減水劑用量，減少水泥用量，盡量使用低熱硅酸鹽水泥，從而降低水化熱。選用優(yōu)質(zhì)的粗細骨料，嚴控含泥量;或摻入少量高效緩凝減水劑，延長(cháng)混凝土凝結時(shí)間，改善混凝土的和易性，同時(shí)減少了拌和用水量，降低了水灰比，降低了水化熱，起到了明顯降低水化熱的作用，還推遲了澆筑最高溫度峰值出現的時(shí)間。
控制措施二：控制原材料進(jìn)入攪拌機時(shí)的溫度，水泥在墩身施工前48小時(shí)備足，在拌合水中加入冰塊降低水溫;澆筑混凝土前提前2小時(shí)對模板澆水降溫。
控制措施三：嚴控混凝土的攪拌運輸過(guò)程，包括攪拌時(shí)間(不少于90s)、水溫、砼出倉溫度及坍落度(14-16cm)，砼運輸過(guò)程中補充減水劑調整拌合物質(zhì)量時(shí)，攪拌車(chē)應進(jìn)行快速攪拌，攪拌時(shí)間不少于120s，運輸過(guò)程中嚴禁向拌合物中加水。在混凝土中摻入改性聚酯纖維(每方摻1.2kg)，增大混凝土抗拉強度。
控制措施四：在墩身內部設置冷卻管，間距1m*1m，加強混凝土內部的降溫措施，在墩身護面鋼筋至混凝土面之間增設鋼筋網(wǎng)(10cm*10cm網(wǎng)格狀)，增大混凝土表面的抗拉強度。
冷卻管采用50鍍鋅管材，經(jīng)過(guò)計算單根管水流流量按3m3/h控制�；炷羶炔繙囟群退疁夭羁刂魄笤�20°C ～25°C之間。按承臺溫度應力場(chǎng)特征，水平布置散熱管，主墩承臺各設4 層，每層設15 道測溫管，上下層距底面和表面均為1.0m;采用25.4的鋼管，散熱管進(jìn)出水口均露出承臺側面20cm;同一層散熱管的進(jìn)水口連接在一根總管上，各設閥門(mén)，用1臺25-120型離心式水泵，單根管水流流量按3m3/h控制，出水口匯于同一水箱內;為便于控制溫度，分別設3個(gè)6m3的水箱供水。在降熱過(guò)程中，若通過(guò)測溫管實(shí)測混凝土內部溫度與測量進(jìn)水口水溫差別大于25°C時(shí)，應調整水溫，若水溫比混凝土內部溫度低的多，則加熱進(jìn)水散熱管采用耐腐蝕的鍍鋅鋼管，與鋼筋一起綁扎。在使用前要求通水進(jìn)行密閉性試驗，防止管道在焊接接頭位置處漏水或阻塞。通水散熱后對散熱管作壓漿處理。
控制措施五：高墩施工采用泵車(chē)輸送，現場(chǎng)嚴格監測砼坍落度、入泵溫度、入模溫度、冷卻管進(jìn)出水溫和外部環(huán)境溫度。澆注施工時(shí)采用連續整體澆筑，層厚300~500mm，及時(shí)清除混凝土表面的泌水�；炷翝仓婕皶r(shí)進(jìn)行二次抹壓處理。
控制措施六：拆模時(shí)承臺、墩身表面與大氣溫差不大于20℃，對墩身采用整體薄膜包裹養護，靠墩身自身水分蒸發(fā)保證混凝土表面溫度。
承臺混凝土裂縫處理技術(shù)分析
1做好科學(xué)的設計
(一)混凝土基礎除應滿(mǎn)足承載力和構造要求外，還應增配承受因水泥水化熱引起的溫度應力及控制裂縫開(kāi)展的鋼筋，以構造鋼筋來(lái)控制裂縫，配筋應盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8—14mm的鋼筋和100～150mm間距足比較合理的。配筋率應在O.3%～O.5%之間。
(二)當基礎設置于巖石地基上時(shí)，宜住混凝土墊層上設置滑動(dòng)層，滑動(dòng)層構造可采用一氈一油。避免結構突變(或斷裂突變)產(chǎn)生應力集中。轉角和孔洞處增設構造加強筋。
(三)大塊式基礎及其他筏式、箱式基礎不應設置永久變形縫(沉降縫、溫度伸縮縫)及豎向施工縫�？刹捎�“后澆縫”和“跳倉打”來(lái)控制施工期間的較大溫差及收縮應力。以預防為主。在設計階段就應考慮到可能漏水的內排水措施，以及施工后的經(jīng)濟可靠的堵漏方法。
2嚴格控制施工材料和配比質(zhì)量
選材及混凝土配比設計根據工程結構的不同.我們需要選擇適當的水泥品種、等級和混凝土強度等級，應盡量避免使用高強度的水泥。要注意工程所采用的必須是質(zhì)量合格的砂、石等原材料，并需要按照技術(shù)的規范要求，進(jìn)行合理地摻合以及添加工程需要的外加劑。需要正確的運用混凝土補償收縮的技術(shù)。當建筑采用膨脹劑的時(shí)候，要注意考慮到不同的膨脹效果和不同的品種和摻料.要通過(guò)具體的試驗來(lái)確定材料的最佳配置。
承臺混凝土裂縫及加固案例研究
1案例分析
某鐵路高架橋目前為四線(xiàn)鐵路，其中1 ,2線(xiàn)建設時(shí)間較早，4線(xiàn)為新建鐵路�，F場(chǎng)勘察后發(fā)現高架橋承臺開(kāi)裂是普遍情況，其中個(gè)別承臺開(kāi)裂情況嚴重，且大部分裂縫在承臺表面呈現一定規律性，即從墩柱底四個(gè)角開(kāi)裂，分別向每側的中線(xiàn)匯合后再延至承臺四邊的中線(xiàn)位置后，順承臺頂向下發(fā)展。
(一)承臺有限元模型的建立
承臺有限元模型包含了橋墩、承臺和樁。其中，墩取0.5m，樁取1.6m，且樁外臂與承臺不相互作用。模型采用solid45實(shí)體單元進(jìn)行離散，共有36560個(gè)單元，27836個(gè)節點(diǎn)，將樁底面上所有節點(diǎn)的6個(gè)自由度均進(jìn)行約束，在承臺頂部施加由上部結構及橋墩傳下來(lái)的3533kN的豎向力。
(二)計算結果分析
承臺頂面主拉應力σ，沿實(shí)際裂縫發(fā)展方向，主拉應力均大于0，且最大主拉應力約為0.3MPa，表明承臺頂面裂縫發(fā)展區域確實(shí)有拉應力存在。
通過(guò)對上述資料的分析，初步得出病害原因:首先承臺及樁基礎的設計滿(mǎn)足當時(shí)規范的要求，承臺的尺寸及樁基的布置滿(mǎn)足剛性角的需要，開(kāi)裂的原因主要是由于在當時(shí)設計時(shí)混凝土強度等級低(本橋承臺為C18混凝土)，承臺配筋量小，致使混凝土承載能力較低，難以應付常年運營(yíng)荷載作用下的各種外界環(huán)境的侵蝕和破壞。由于承臺內鋼筋很少，只在承臺底面及樁頂處各布置了1層鋼筋網(wǎng)，承臺混凝土一旦由于各種原因出現初始裂縫，承臺剛度會(huì )隨之降低，又缺乏鋼筋對裂縫的約束，裂縫就會(huì )繼續發(fā)展，寬度也會(huì )增加。
2承臺加固方案
(一)加固步驟
主要加固步驟:(1)將原有承臺側面挖開(kāi);(2)清理承臺側面及頂面，將原頂面后澆的混凝土清掉，并清理裂縫內殘渣，按要求進(jìn)行植筋，打磨表面混凝土。(3)在承臺4個(gè)側面立模板，澆筑混凝土，并預留預應力鋼筋張拉孔道;(4)待混凝土達到設計強度后，分次對稱(chēng)張拉承臺側面后澆混凝土內的預應力鋼筋;(5)澆筑承臺頂面混凝土;(6)基坑回填。
(二)加固材料
主要的加固材料有:(1)c30混凝土;(2)低回縮預應力鋼絞線(xiàn)，鋼絞線(xiàn)的抗拉強度標準值為1860MPa，彈性模量為1.95x 105MPa，符合GB/T5224-2003標準，錨具采用低回縮錨具，回縮值小于1mm ;(3)HRB335鋼筋。
3預應力的模擬
在空間有限元分析中，預應力的處理方式主要分為兩種:分離式和整體式。分離式就是將混凝土和預應力鋼束的作用分別考慮，以外荷載的形式取代預應力鋼束的作用，如等效荷載法，而整體式則是將混凝土和預應力鋼束劃分為不同的單元一起考慮，通常用link單元來(lái)模擬預應力筋，采用降溫法和初應變法來(lái)模擬預應力。本文采用等效荷載法來(lái)模擬預應力，在加固外包混凝土高度范圍內分別施加了3個(gè)350 kN的外力來(lái)模擬預應力。
4計算結果分析
沿實(shí)際裂縫發(fā)展方向，主拉應力接近于0MPa，表明以上加固措施改善了承臺的受力狀況，對裂縫的進(jìn)一步擴展能起到抑制作用。
總之，大體積混凝土施工具有一定的技術(shù)難度，對施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節要求都比較高，存在隱患的風(fēng)險性也比較大;在進(jìn)行施工前必須先根據當地自然條件、施工環(huán)境提出可行性施工方案。從而提高混凝土工程施工質(zhì)量。
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