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施工工法与施工的工艺资料施工工法与施工的工艺资料大体积混凝土薄层浇筑技术薄层浇筑是大体积混凝土常用的施工方法之一,也是一项有效的温度控制措施其优点是施工的工艺简单,适用性强,温控费用低但当基岩(或老混凝土)刚度较大时,基础混凝土薄块的自由变形往往受到很大约束,在降温期易发生贯穿裂缝;且由于其散热面积大、降温快,施工期间易产生较大的内外温差,如保护不当,将会使表面裂缝增多,甚至成为贯穿裂缝的诱发因素因此,探讨薄层浇筑适宜的施工方法与温控措施,特别是在使用常规材料、不采取加冰降温等措施的条件下正常施工,仍是一项重要课题现通过合川水电站主厂房大体积混凝土基础薄层浇筑的实践,介绍其温控技术与施工方法第1章工程概况主厂房净宽17m,包括副厂房及进出水口构筑物,基坑开挖面积为70m×48m,最大挖深
21.5m,基底为整体泥、页岩互层,饱与抗压强度
6.6~
37.8MPa,岩基开挖后用C15素混凝土封底,平均厚度35cm基础底板厚4~7m,混凝土量约2万m3当地一般年份最高月平均气温
28.6℃,年平均气温
18.1℃基础混凝土于3月中旬开始浇筑,同年5月浇完并陆续施工上部结构浇筑时段平均气温约
17.4℃混凝土施工技术必备的条件R
60、C20混凝土,水泥用量不多于260kg/m3,强度保证率90%,极限拉伸值不低于
0.85×10-4,施工的时候段混凝土最高温度须控制在38~44℃之间第2章温度、应该力计算及抗裂分析大体积混凝土薄层浇筑时,其分层厚度、分块方法与允许间歇时间的确定,是施工与温控方案的主要内容它既取决于浇筑时段气温、温控手段及施工能力,又对工程造价、工期有很大影响因此,须进行需要的温度、应该力计算与抗裂分析第1节最高水化热平均温升Tr计算Tri=Giθ0(3-5-
1.式中GI——浇筑间歇为I(d)时,混凝土表面散热系数,浇筑块不同层厚、不同间歇时间的G值见表3-5-1;θ0——水泥水化热绝热温升(℃)θ0=QW/CP,Q为单位水泥用量(kg/m3)取260;W为水泥最终水化热(kJ/kg),取
334.9(28d);C为混凝土的比热(kJ/kg·℃),取
1.005;P为混凝土质量密度(kg/m3),取2450;据此算得θ0=
35.36℃第2节基础允许温差ΔT及抗裂计算基础允许温差是指基础约束适用范围内混凝土最高温度与稳定温度之差,也是实施薄层浇筑的重要参数众所周知,关于基础约束适用范围,薄层浇筑时明显区别于具有多个自由表面的柱状结构因为基础工程属于直接浇筑在基岩或老混凝土上的薄板,按照单独浇筑块温度应该力理论,当浇筑块的高长比(H/L),小于
0.125时,不仅底部基础约束系数显著增大,且整个截面都处于强约束状态(图3-5-
1.,尤其是降温收缩产生的拉应该力沿截面高度分布也比较均匀,发生贯穿裂缝的可能性较大可求得ΔT=Tp+Tr-Tf≤(1-μ)Єp/(Rp·R·α)式中Tp——混凝土浇筑温度(℃),在骨料不采取预冷措施时,可取浇筑时段平均气温加5℃计算,Tp=
17.4十5=
22.4℃;Tf——混凝土稳定温度,代表结构所处环境相对稳定的温度变化平均值,本工程施工期较长,近似用年平均气温代替,Tf=
18.1℃;Rp——混凝土松弛系数,取
0.5;R——基础约束系数,取
0.8;μ——混凝土泊松比,取1/6;α——混凝土线膨胀系数,取10-6;Єp——混凝土极限拉伸值
0.85×10-
4.将以上数据代入(3-5-2)式ΔT=Tp+Tr-Tf≤
17.7~18℃(3-5-3)利用(3-5-3)式及表3-5-l数据,可求得不同层厚、不同间歇的浇筑温度Tp,或在浇筑温度己定时求得混凝土最高允许平均温度如按间歇5d,层厚
1.0m时,Tp=ΔT-Tr+Tf=l8-l
5.9+l
8.1=
20.2℃;或当浇筑温度为25℃、分层厚
1.0m,Tp=ΔT-Tr+Tf=18-25+l
8.1=
11.1℃,再由表3-5-1查得间歇时间应该为7d等如浇筑时段气温较高,不能满足基础温差必备的条件及进度必备的条件时,必须对骨料进行预冷或采取其他降温减热措施第3节混凝土表面保护及应该力计算根据施工经验,在炎热季节进行混凝土表面保护,可有效地防止热量倒灌与减少表面早期脱水产生的干裂,这在一般情况下较易做到,而气温骤降引起的内外温差,必然引起薄层浇筑块表面拉应该力复杂的叠加现象,是造成混凝土表面裂缝的重要原因重力坝设计规范规定,当日平均气温在2~4d内连续下降6~9℃时,基础及其他重要部位,龄期未满28d的混凝土裸露表面,应该进行表面保护,但对保护标准未作统一规定据气象资料,工程地点3月份平均气温为14℃,4月份为l
8.5℃,均可能出现每月2~3次连续降温天气,最大降温幅度可达6~9℃经计算,混凝土表面裸露时,龄期3d开始降温,历时2~3d,表面拉应该力为l.09MPa,大于该龄期时混凝土抗拉强度
0.83MPa,当采用草袋(l~2层)覆盖时,表面拉应该力可降至
0.71MPa;龄期14d、表面裸露的混凝土、表面拉应该力为
1.44MPa,即小于该龄期的抗拉强度
1.49MPa考虑到薄层浇筑块件对温度变化较敏感的特点与施工的时候段气温,宜将表面保护龄期定为20d第3章施工情况第1节混凝土原材料及配合比每立方米混凝土配合比为425号普通硅酸盐水泥256~260kg,特细砂(细度模量
0.9~
1.5)404kg,三级配卵石(粒径0~
20、20~
40、40~80mm)1700kg,附加剂溶液
6.4kg,水灰比小于
0.4,坍落度1~3cm,混凝土质量密度约2468kg/m3第2节分层分块及浇筑间歇在施工设计中,按温控必备的条件及结构的整体性,沿基础高度划分为4~7个浇筑层,每层分若干浇筑块上下层采用错缝搭接,块间竖缝互不贯通,搭接长度不小于块件厚度分块长度10~15m,个别最大为20m,长宽比约为
2.51基础最底层厚度为
1.0m,局部按结构尺寸需要为
1.3m;二层以上为
1.5~
1.7m浇筑块高长比一般不小于
0.08底层浇筑间歇对水平施工缝为5d,竖缝4d;上部均为7d为保证块间混凝土结合良好,所有施工缝均用人工凿成毛面,凿入深度为粗骨料露出1/3左右第3节施工中的几项具体温控措施优化配比在混凝土中掺加术钙系复合减水剂据试验,当掺量为
0.25%时,每立方米混凝土节约水泥20kg以上,可降低水化热绝热温升2~3℃降低混凝土浇筑温度在成品砂石料进入拌合楼前通过地垅取料,并在外露皮带机顶部设遮阳罩;高温天气浇筑时在仓面搭建简易凉棚,在其周围喷水雾降温;尽量避开高温时段,充分利用夜间、早、晚气温较低时浇筑;需要时适当延长浇筑间歇,使下部混凝土充分散热;对因安装设备、预埋管道等不能及时浇筑的块件,延长时间超过10d时,按基础允许温差严格控制加强温度监测主要控制浇筑温度,并在不同施工的时候段对浇筑块最高温度进行抽查,为实施温控方案提供依据***施工过程中的检查表明,混凝土表面的裂缝少而分散,多发生在水平孔道顶部块件的上表面及结构转角部位电站投入使用前由工程监理单位组织检查验收,经超声波仪全面探测,未发现混凝土内存在有害裂缝电站投入使用以来安全运行,证明施工期间控温防裂工作取得了较好的效果实践证明,在掺合料源、低热水泥供应该受到限制时,用普通水泥混凝土实行薄层浇筑大体积结构是可行的关键是要把温控理论、已有经验与实际情况相结合,才能制定出有效的施工与温控方案;同时应该切实抓好施工组织协调,尽量做到短间歇快速浇筑在工程试验方面,还须保证混凝土的强度、弹性模量及极限拉伸值同时满足设计必备的条件,以增强混凝土的抗裂性能,为温控防裂打下良好基础施工工法与施工的工艺资料施工工法与施工的工艺资料。