箱梁施工裂缝控制方案.doc

箱梁施工裂缝控制施工方案 一、原材料的选择1. 水泥 由于混凝土内部温升主要是由水泥水化热产生，为了尽可能地降低水化热及其释放速率，应优先考虑采用早期水化热低的水泥并尽可能降低水泥用量。水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，早期水化热主要由C3A产生。应选择C3A含量低、细度适合的水泥。通过调查和试验验证，最终选定海螺牌PO42.5低碱水泥，其C3A含量为6.8，满足京沪高铁混凝土验收补充标准小于10%的要求。2. 砂采用级配良好的赣江中砂，细度模数在2.42.7之间，含泥量为0%.由于其级配良好，空隙率小，总表面积小，单方混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热相应降低，裂缝产生的可能性就减少很多。3. 碎石 粗骨料主要控制其级配和粒形，选择级配、粒形好的碎石，其空隙率也较小，每方混凝土的水泥用量就可以减少，对防止裂缝的产生有利。最终选定的是反击式破碎机加工的安徽和县碎石，采用516mm和1625mm两种级配掺配。4. 掺合料 在胶凝材料总量中，提高粉煤灰、矿粉所占比例，以降低水化热并提高混凝土和易性。粉煤灰：由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%60%，三氧化二铝含量17%35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，并产生较少的水化热，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀。矿粉，矿粉的作用在于可以和水泥、粉煤灰形成良好的级配关系（由于其颗粒粒径大小不同），提高混凝土的密实性，减小了混凝土的收缩、徐变，相应的也提高了混凝土的耐久性。5. 外加剂 要实现低水胶比、低胶凝材料用量且强度、耐久性满足设计要求，高性能的外加剂必不可少。外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性能的产品。经过对比试验，最终选择的是上海三瑞VIVID-500型聚羧酸高效减水剂。二、优化混凝土配合比设计为了提高混凝土的耐久性，改善混凝土的抗裂性能，实现降低混凝土绝热温升和内部最高温度的目的。在设计梁体混凝土配合比时，通过多次反复对比试配，以确定最佳的胶凝材料总量和外掺料粉煤灰、矿粉的掺量。最终选定的配合比如下：水泥粉煤灰矿粉砂子碎石水减水剂（ADVA152DL）（kg）（kg）（kg）（kg）（kg）（kg）（kg）375484872810491474.71表21 混凝土理论配合比（每m3）胶凝材料总量为471公斤，水泥用量为375公斤，外掺料用量为96公斤，掺量达20.4%（不包括普硅水泥中自身的外掺料），有效地降低了混凝土的最高温升。对该配合比进行实测，环境温度为28时，混凝土拌和物出机温度为30，3天龄期混凝土芯部温度为60，满足设计要求。通过混凝土绝热升温公式对比验证，计算出的3天龄期温升值为49.8，最高温度为55.5,与实测基本一致。计算过程如下：混凝土某个龄期的绝热升温按下式计算： （21） （22）式中：T龄期混凝土的绝热升温（）； Wc混凝土的水泥用量（kg/m3）； Q水泥的水化热（kJ/kg）； C混凝土的比热（kJ/kg.）； 混凝土的容重（kg/m3）； m随水泥品种及浇注温度有关的经验系数，一般取0.20.4； 龄期（天）。 由式(2-1)可以看出，混凝土的绝热升温是混凝土内在的固有属性，单位体积混凝土水泥用量和水泥的水化热是影响混凝土绝热升温的主要因素。这也证明了优选低热水泥、降低水泥用量的思路是正确的，可行的。三、施工过程控制1. 搅拌站开盘前严格测定粗细骨料的含水率换算施工配合比。在混凝土满足工作性的前提下，尽量缩短搅拌时间。搅拌站的夏季降温措施主要有：集料仓，搭设遮阳蓬，以避免阳光暴晒；砂石料堆，采用搭设遮阳蓬、喷洒冷水等方法降低集料温度。胶凝材料（水泥、矿粉、粉煤灰）储存仓，夏季白天温度高时，通过洒水来降低罐体温度。控制水泥、矿粉、粉煤灰进入搅拌机的温度不大于40。搅拌站储水箱、皮带运输机采取遮阳措施（夏季采用加冰块降低水温）。2. 现场材料钢筋、模板：炎热天气下灌注混凝土，应尽量避免模板和新浇混凝土受阳光暴晒。混凝土入模前，通过浇洒冷却水来降低钢筋、模板温度，控制模板和钢筋的温度不超过40。但浇筑前必须清除模板内积水。冬季时，也应采取适当的覆盖措施，避免雨雪对钢筋、模板的直接接触。3. 拌和、运输拌和用水，夏季采用加冰水或井水搅拌混凝土，根据热工计算，在环境温度高于30时，要保证混凝土出机温度不高于30，拌和水温度宜控制在69。计算结果如下表：混凝土出机温度（）砂石温度水泥温度要求水温30354011.42530356.4混凝土运输，夏季应对混凝土运输车身浇洒冷水以避免车身热量传入混凝土导致混凝土温度升高。冬季则对罐体覆盖保温层。4. 入模控制选择合适的灌注时间，夏季一般安排在傍晚16:00至18:00之间开始浇筑，第二天早晨8:00前完成浇筑工作。不宜在早晨浇筑以免白天温度上升时加剧混凝土的内部温升。控制混凝土入模温度不宜高于30.5. 浇筑箱梁施工采用的混凝土配合比，初凝时间为15h10min，终凝时间为18h25min。能满足梁体混凝土浇注时间的需要。浇注时，控制混凝土的浇注速度在满足总体浇注时间的前提下，不宜过快，以利于利用梁体截面面积大的特点，通过混凝土自身散热，降低混凝土内部温度。通过斜向、水平方向分层浇筑提高散热量。混凝土浇注速度控制在50 m3/h左右,最大摊铺厚度不宜大于300mm。6. 养护混凝土浇筑、振捣完毕，为了防止混凝土表面出现收缩裂纹，应加强新浇筑混凝土表面的收浆抹面工作。整孔粱浇筑完后，2小时内开始抹面，反复多次进行，在混凝土初凝前完成收浆抹面工作，以消除收缩裂纹，并使平整度满足要求。收浆抹面后要及时洒水并采用土工布覆盖进行潮湿养护，防止水分蒸发产生收缩裂纹。根据京沪高铁混凝土养护要求，结合本地区历年气象条件，夏季梁板混凝土潮湿养护时间不宜少于28天。养护时，注意控制养护水的温度与混凝土表面温度差，不得大于15。7. 拆模拆模除了要考虑强度因素外，还应考虑拆模时混凝土的温度因素。梁体芯部与表层、表层与环境以及箱梁腹板内外侧混凝土之间的温差均不得大于15。混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇注凉水养护。混凝土内部开始降温前以及混凝土内部温度最高时不得拆模（需根据实际量测温度确定）。8. 加强水化热散发的措施混凝土浇注完后，采用适当的覆盖措施，避免夏季阳光直射和冬季寒风直接接触混凝土表面，减少与周围环境的温差幅度。在夏季室外气温过高的条件下，为加快箱梁内室的热量散发，在混凝土灌注24h后，在箱梁孔内布设喷水管，定时喷水，并在一端安设通风机吹风，形成对流，通过水的蒸发和风的流动，吸收水化热，降低孔内温度。四、养护阶段温度控制钢筋混凝土箱梁设计强度高，水泥等胶凝材料用量大，一次浇筑混凝土数量大，虽然混凝土最大厚度尺寸不是很大，但箱体内部空间小，降温条件差。箱梁内部钢筋、孔道密布，难以布设内部降温循环水管路。为此，箱梁混凝土施工温度控制从以下角度拟定措施：1.降低水化热总量及降低水化热释放速率；2.降低入模前混凝土及模板与环境温度差；3.采取强制性热交换措施，加快散热速度，减少梁体内外温度差；4.提高混凝土的密实度和抗裂性能，以增加混凝土硬化过程中抵抗外界环境温度变化的能力。在原材料、混凝土配合比、施工过程控制三方面采取的具体措施前面已经介绍，以下重点说明一下温度控制的具体方案：1. 测点布设梁体测温点共设28个。分别为：梁顶两端、1/4、1/2、3/4各2点，共10点。采用PVC管预留测温孔，插入混凝土内50100mm。梁体两端波纹管内34m每端2点，共4点。腹板通风孔处外侧，梁体两侧1/4、1/2处，各1点，共4点。腹板通风孔处内侧，梁体两侧1/4、1/2处，各1点，共4点。梁体腹板中部内预埋探头，两侧1/4、1/2、3/4处各2点，共设6点。2. 测温仪器配置仪器名称数量单位备注电子测温计2个引线长不小于3米带探头温度计2个红外测温仪1个3. 测温方案箱梁测温点共布置28个，#点测试混凝土表面温度；#点测试环境介质温度；、#点测试箱梁腹板内、外侧温度；#点测试混凝土芯部温度。表面温度采用电子测温计进行监测，芯部温度采用预埋热电阻探头方式进行监测，环境温度采用红外线测温仪进行量测。根据经验，大体积混凝土的温差变化在172h内波动最大，因此在这段时间现场值班不间断测量，测试频率为每6小时一次，测试时要求记录以下数据：混凝土入模温度；每次测温时间，各测点温度值；各部位保温材料的覆盖和去除时间；浇水养护或恢复保温时间；异常情况如雨、风等发生的时间。4. 人员安排安排专职人员进行温度量测，混凝土达到最高温升前（一般为35天），每天每隔6小时测试1次，每日4次。达到最大温升后，可减少为每日2次。5. 数据采集和资料整理测温记录每天要及时整理，芯部温度、表面温度和环境介质温度取所测点数的平均值。整理完毕后，绘制时间温度曲线。在混凝土达到最高温升前，根据时间、温度数值，将芯部、表面、环境温度绘制成三条曲线，用颜色、线型区别，计算整理绘制温差曲线。6. 信息反馈根据温度曲线及时对混凝土养护情况作出反馈，当环境温度与混凝土表面温度，混凝土表面温度与芯部温差达到12时，进入预警