摘要:近年来,大体积混凝土施工以其混凝土设计强度高,水泥用量较多,水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土高,结构断面内配筋较多,整体性要求较高的特点,在水利工程建设中的运用越来越广泛。但是,大体积混凝土结构的施工技术和施工组织都较复杂,难度较大,施工时应十分慎重,否则易出现混凝土裂缝质量事故,造成不必要的损失。本文以实例分析了大体积混凝土施工技术的应用。
关键词:水利工程;大体积混凝土;施工技术;应用;
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等,其主要的特点就是体积大,表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快。很明显如果混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度应力裂缝,影响结构安全和正常使用,因而必须从根本上分析它,合理解决温度应力并控制裂缝开展以来保证其施工质量。
一 技术难点
大体积混凝土的施工技术难点主要表现在如何有效控制裂缝的问题。裂缝的产生原因主要有收缩应力过大、温差、水泥安定性差问题。
1 收缩裂缝。收缩引起裂缝主要包括塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等。收缩裂缝,主要指混凝土在逐渐散热和硬化过程中引起的收缩应力,特别是大体积混凝土结构物,超过了混凝土本身的限抗拉强度之后,在混凝土中产生收缩不均的裂缝。
2 温差裂缝。温差可分为混凝土浇筑初期,产生大量的水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,常使混凝土内部温度上升,而混凝土表面温度为室外环境温度,这就形成了内外温差,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝。
3 安定性裂缝。水泥安定性差,达不到国家标准,从而引起的裂缝叫安定性裂缝,其表现主要是龟裂。混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝;水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。混凝土的结构物的应力集中、基础部均匀沉陷、钢筋质量问题等,都是产生裂缝的原因。
二 实例分析
工程概况。某新建防洪闸道工程,其底板设计为35m×35的矩形,厚度为2.0m的钢筋混凝土结构形式,大体积混凝土施工面临关键技术问题是如何有效控制结构变形缝的产生,从而有效提高水利工程中大体积混凝土结构使用年限。
1 基础面开挖及处理。该工程中底板结构基础面露出得岩石主要为花岗片麻岩,实际施工中综合采用炸药爆破和机械破碎等方式进行土石方开挖施工。基础土石方开挖完成后,应及时对基岩表面的泥土、破碎岩块和松动石块清除处理,并将积水彻底排除,进行素混凝土垫层浇筑施工后进行固结灌浆处理。
2 混凝土配合比确定。混凝土采用商品混凝土,相应的配合比试验由混凝土供应商负责完成。该防洪闸道底板工程中采用的混凝土强度等级有C30和C35两种不同型号,施工过程中对混凝土进行了抽样检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经试验比较分析,UEA膨胀剂的掺人量为水泥用量的0.033时,可较好地满足减少混凝土用水量、控制集料水灰比的要求。外添掺合料采用的是电厂生产的细度模数为7.8%-8.2%的粉煤灰,其烧失量约为3.9%-4.2%。
3 混凝土浇筑。该防洪闸道底板工程大体积混凝土的浇筑施工严格按照设计浇筑顺序进行,施工缝预留在后浇带位置(后浇带宽度设置为1000mm),两侧墙根吊模部分在高出底板顶面约300mm位置预留水平施工缝,局部区域的底板梁地模低于底板底面位置约200-250mm,特殊部位待底板整体浇筑振捣密实后再进行浇筑,可采用大直径钢筋或钢管进行人工振捣处理。施工过程中,确保每段混凝土的浇筑施工均连续进行,根据振捣棒的型号和有效震动深度,应分排分组进行混凝土施工浇筑,严禁出现施工冷缝现象。浇筑膨胀加强带混凝土时,先按正常配合比浇筑施工至膨胀带位置,再采用内掺有比例约为28kg/m的PNF的膨胀的混凝土进行浇筑。实际施工中,膨胀带采用自密闭钢丝网进行隔离,并采用直接为20,间距为500的钢丝网进行竖向加固,在底板厚度超过800mm时,在竖向筋中部还应增设一道直径为22mm的腰筋。
4 混凝土振捣。该底板工程混凝土浇筑时采用机械振捣施工,采用的泵送混凝土坍落度较大,流动性较好,实际施工时按照预设坡度分层浇筑,并一次性联系浇筑到顶,没有采用出现冷缝方法浇筑,振捣施工过程直至混凝土表面产生浮浆、不再出现气泡、表面基本无下沉时才停止操作,防止了漏振或过振现象的产生。为防止和减少钢筋及其他预埋件的移动现象,摊灰与振捣是进攻均在对称位置同时开始。对于局部基梁的交叉部位,由于其交点区域钢筋分布十分密集,机械振捣的难度相对较大,若交叉部位面积较小时,在四周进行插振捣棒后,在钢筋分布过于集中的部位应配合以人工振捣;对于交叉部位面积较大的交点,应在钢筋绑扎时就注意控制钢筋间隔预留插棒孔(最小间距约为100 mm左右,可插入直径30mm的振捣棒)。实际施工中,可在绑扎钢筋时先插入直径约100mm的木棒,待钢筋绑扎施工完成后拔出。整个施工过程中,应严格按预定的分层浇筑、分层振捣的施工流程进行操作。混凝土浇筑至底板顶面时,应严重按标高定位线,采用木杠或木抹先进行初平,再进行人工精平,其平整度要求应满足设计和规范要求的相关标准。
5 养护。大体积混凝土养护是个非常重要的问题,养护不合理,结构则容易产生大量的温差裂缝。进行混凝土养护的目的是缩小混凝土内外温差,其主要途径和方法是对已经浇筑振捣的混凝土进行外部封闭保温,或者及时降低混凝土集料内部的温度。该工程采用了封闭保温养护措施。实际施工中,混凝土浇筑施工完成后进行了分区域、分块养护,并将养护的重点放在了二次收面养护上,即利用草袋或塑料薄膜覆盖在初凝后的混凝土表面上,以有效增强混凝土的保水、保温性能。
6 注意事项。一是加强表内防裂施工的重点。大体积混凝土结构中,由于其结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,大体积泵送混凝土经过振捣后表面会经常出现裂缝。因此,必须加强振捣的最上面有一层的混凝土振捣质量,把握振捣时间,避免在其表面出现过厚的浮浆层。此外,大体积混凝土也会受到外界气温的影响,气温高低会使混凝土表面与内部形成温差,从而出现裂缝。对此,可以在浇筑振捣结束后,用 2m长的尺来对剩下的浮浆层进行清理,之后再将混凝土的表面拍平整。二是泌水处理。大体积混凝土除了经常出现裂缝通病,其在浇筑与振捣时还经常会发生泌水问题,严重时会影响到混凝土的强度。一般情况下,上涌的泌水与浮浆会沿着混凝土浇筑的坡面流进坑底。在施工过程中应根据施工流水情况来将大多数的泌水向排水坑和集水井坑内引入,之后再用潜水泵抽掉坑内泌水。
在水利工程建设中,由于大体积混凝土长期置于恶劣的条件下,会出现如气泡、裂缝等缺陷,从而直接影响到水工建筑物内部质量。因此,必须根据其所处的地理环境,提高大体积混凝土的施工技术水平,预防施工中出现的各种问题,同时还应加强施工人员的质量意识,从根本上保证水工建筑物的工程质量。
参考文献:
[1]陈彦平.水利工程大体积混凝土施工技术应用[J].科技与企业,2014,23:205.
[2]张广盛.水利工程大体积混凝土施工技术研究[J].科协论坛(下半月),2014,05:9-10.
[3]刘亮.浅谈大体积混凝土施工技术及预防措施[J].科技致富向导,2015,26:229+139.
论文作者:陈海波
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/11/30
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 底板论文; 温差论文; 钢筋论文; 水化论文; 《基层建设》2016年20期论文;