浅析基础大体积混凝土施工技术及温度控制.doc

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1、浅析基础大体积混凝土施工技术及温度控制　　摘要:结合上海A11拓宽改建工程西吴淞江大桥主墩承台大体积混凝土施工实例，介绍大体积混凝土在施工中采用多种措施控制温度裂缝发展，为类似大体积基础施工提供借鉴。　　关键词:大体积混凝土；施工；温度控制　　　　1.工程概况　　　　A11公路拓宽改建工程西吴淞江大桥，位于上海市嘉定区安亭镇西南部，西起同三立交东至A11公路2号机孔桥，全长1.188km，分南北集散车道设计，跨越西吴淞江，根据规划Ⅲ级航道标准，跨径布置80M+140M+80M，结构形式三向预应力混

2、凝土连续箱梁，截面为单箱单室直腹板结构，主墩承台为矩形，截面尺寸为15.0M*11.8M*3.5M，单根承台混凝土620方，要求一次性完成混凝土浇注，不留施工缝,属大体积混凝土。由于主墩承台混凝土施工期间为6月份天气较热，施工期间环境温度影响较大，特别是基坑钢板桩围堰，基础底处于地面下9M左右，坑内空气流通较慢，加剧了混凝土表面温度。　　　　2.大体积混凝土温度裂缝　　　　混凝土结构开裂原因：变形作用引起的裂缝和荷载作用引起的裂缝。根据国内外调查资料反映，由于变形引起的开裂占80%以上。这种变形作

3、用包括温度（水化热，气温）湿度，地基变形，由于荷载引起的不足20%。在大体积混凝土浇筑初期，水泥的水化作用放出大量水化热，但由于混凝土表面散热条件好，因而温度上升较少，而混凝土内部由于散热条件差，热量散发少，内部温度上升较快，体积膨胀，导致形成温度梯度，形成内约束力，结果混凝土内部产生压应力，在表面引起拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会在混凝土表面出现裂缝。后期水泥水化热基本释放，混凝土内部温度逐渐降温，引起混凝土冷却收缩，再加上混凝土中多余水分蒸发等引起体积收缩变形，二者由于受到基

4、础或老混凝上的约束，导致温度拉应力。当温度应力超过混凝土抗拉强度时，会从约束面向上形成裂缝，如果温度应力足够大，可以形成贯穿结构的整体裂缝，影响结构整体使用。温度控制、防止裂缝发展，是大体积混凝土结构施工中解决的难题，对此必须采取相关技术措施。　　　　3.技术措施　　　　针对该工程的实际情况，从材料优选用，配合比优化设计，混凝土浇筑方案，养护措施及测温控制等多方面综合措施进行温度控制，以提高结构抗裂性，避免引起内外温差过大而出现裂缝。　　3.1原材料选择及质量要求4　　根据本工程特点选择优质的原材

5、料，优化混凝土配合比设计，增大骨料用量，减小砂、石中含泥量，以减小水泥和水用量，以降低混凝土水化热。拟采用如下原材料：　　（1）水泥　　由于主墩承台3.5M厚度，水泥在水化过程中产生大量热量，聚集在结构内部不容易散发，使混凝土内部温度升高，因此在施工中选择水化热较低的水泥以及尽量减小单位水泥用量，有资料表明每减少单位用量10KG可降低温度1℃，本工程结合实际及地方材料采用PO42.5等级水泥。　　（2）粗、细集料　　粗集料为5-31.5连续级配碎石。它比5-25mm碎石可减少用水量10KG，在相同

6、水灰比情况下水泥减少20KG左右。采用中粗砂，细度模数为2.62、含泥量为1.1%，它比采用细砂每立方用水量减少20KG，相应减少水泥用量，降低混凝土水化热，并防止混凝土干缩。　　（3）混合料及外加剂　　掺入的粉煤灰经检测细度、烧失量、需水量及三氧化硫含量均符合II级粉煤灰指标要求。粉煤灰不仅改善混凝土和易性，减小混凝土用水量，减小泌水和离析，提高混凝土强度，改变混凝土分子结构组织，增加混凝土密实度，同时代部分水泥，降低了水泥用量，从而降低混凝土水化热引起的温度梯度，防止和减少温度裂缝的产生。　　

7、掺量为胶凝材料重量的1.5%LH-3高效缓凝减水剂，一方面可延缓混凝土的凝结时间，它一方面可明显延缓水泥水化热释放速度，凝结时间可延长8小时以上，推迟水化热峰值出现，同时减水12%用水量，减小水泥用量，从而降低水化热。　　3.2混凝土配合比的确定　　混凝土配合比设计采用绝对体积法。以基准混凝土配合比为基础，按等稠度、等强度为原则。采用超量取代法，粉煤灰取代水泥百分率取13%，粉煤灰超代系数取1.2，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等体积的砂，根据所选材料通过试验室试配确定配合比如下表：　　掺入

8、高效缓凝减水剂混凝土初凝为8小时，终凝为12小时，由于掺入粉煤灰改善混凝土和易性，减少泌水和坍落度损失，降低水化热，有利于大体积混凝土施工。　　　　3.3混凝土浇筑施工方案及工艺　　由于主墩承台为3.5M厚度和施工面积较大，混凝土浇筑采用斜坡分层的浇注方案，分层厚度按44cm厚左右，分8步浇注到顶，一个坡度，簿层浇筑，先深后浅，连续浇筑，这种方法能较好适应泵送施工工艺要求，同时控制好上下层混凝土覆盖时间，在下层混凝土未初凝时进行上层混凝土浇筑，以避免混凝土冷缝出现。混凝土振捣必须密