[工作精品论文]有约束大体积混凝土温度裂缝预防实例河

中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集有约束大体积混凝土温度裂缝预防实例郑玉河曹兴伟（中交四航局二公司斯里兰卡汉班托塔港发展项目一期工程项目部广东广州510300）摘要混凝土裂缝在大体积混凝土、特别是有约束的大体积混凝土中经常存在，引起裂缝的原因比较复杂。本文针对斯里兰卡项目部胸墙施工，采取相应的施工控裂措施，并对混凝土裂缝原因进行分析，不断总结，取得一定的成效，对有约束的大体积混凝土控裂有一定的参考意义。关键词大体积混凝土裂缝温度应力水化热控裂措施1前言大体积混凝土，特别是有刚性约束的大体积混凝土，产生裂缝的原因很多主要原因之一是混凝土在硬化的过程中产生温差，包括新浇筑的混凝土内部与外部之间、新浇筑的混凝土与底部刚性结构之间，温差导致的伸缩与约束伸缩之间的作用力引起裂缝。混凝土裂缝不仅影响构件的美观，同时对混凝土的耐久性也有很大影响，对钢筋混凝土结构来说，裂缝的存在还会加速内部钢筋的锈蚀。因此，在施工中采取有效措施控制混凝土裂缝有其深远的意义。斯里兰卡HAMBANTOTA一期工程共分3个码头，胸墙共65段，混凝土总方量为16212M3，单段长175M，混凝土方量约270M3，胸墙嵌入沉箱30CM形成约束，其中典型码头断面及施工分层如下图1007403625480014803300已浇筑沉箱现浇胸墙第一层现浇胸墙第二层电缆隧道图1码头胸墙典型断面图作者简介郑玉河（198210），男，助理工程师，从事港航施工管理工作。467中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集本工程混凝土设计强度为C35，28天抗氯离子电通量需小于2000库仑。当地原材料匮乏，只能选用水泥作为单一的胶凝材料，只有一家具备供应能力；在骨料选择上，采用520MM和16315MM碎石按照11的比例作为混凝土粗骨料，骨料满足连续级配的要求；细骨料采用粗砂和细砂按照12的比例通过筛砂机混合后，使细度模数和级配满足中砂要求的范围；外加剂采用质量稳定，对原材料适应性强的萘系缓凝减水剂。通过实验选用施工配合比如下表1胸墙大体积混凝土配合比水泥（KG/M3）砂（KG/M3）520MM碎石（KG/M3）16315MM碎石（KG/M3）缓凝减水剂（KG/M3）水（KG/M3）380743606606571592裂缝防治专项措施控制温差（根据有关理论，控制内外温差小于25度）和提高混凝土的抗拉强度是控制裂缝的有效措施，为了减小裂缝的生产，在胸墙施工中采取如下专项特殊措施21为确保前沿临水面的外观，在胸墙临水面模板钢板上安装一层木板，再贴透水模板布，透水模板布的使用有效的减少了混凝土的通病，使混凝土更加致密，增强了其抗裂能力，同时，透水模板布还有一定的保水作用，可以在混凝土浇筑完成后至拆模期间，为混凝土养护提供一个良好的条件，减少干缩裂缝的产生。注意透水模板布在施工过程中的保护，一旦破损，效果大打折扣。22通过与设计沟通，在不改变配筋率的情况下，采用等截面代换的方法，将码头前沿25200水平钢筋代换为1681，减小了水平钢筋间距，增强了前沿混凝土抗裂能力。23严格控制控制砂、石料的质量。含泥量、杂质含量，选用筛沙机对即将使用的砂进行筛分，同时在搅拌楼的料仓增加筛网，尽最大能力减小骨料杂质对混凝土的影响；拌制混凝土的粗细骨料，在拌制前23天转运至遮阳棚中存放，使用冷却机或加冰块对混凝土拌合用水进行冷却，采用预先开机或投冰块，基本能满足搅拌用水接近0度，有效降低混凝土的入仓温度。24为减少水化热，适当掺入洗干净的块石，块石规格为2030CM，块石间距约1020CM，掺量约1015，抛石均匀，严禁块石集中或重叠。同时注意混凝土浇注过程的分层，分层厚度控制在30CM，便于混凝土的蒸发散热且振捣密实。混凝土使用长凝缓凝剂，延长混凝土的凝结时间，减缓升温过程，利于散热及温控。25为降低混凝土内部温度，减少温差，采用埋设双排冷却水管（上下排布，镀锌水管直径25MM，按照1米的纵横间距，见附图），管路在胸墙中全部联通布置。冷却水管设计进、出两个管头。冷却进水采用自来水，温度与环境温度基本一致（略低），出水口处接水箱或直接用于顶面的养护（通过冷却水管的水温约40度，与表面温度比较一致）。预设的温度测点的砼温度达到最高值，并回落23时，冷却水立即停止，避免加速温度的下降，但仍应观测是否出现温度继续上升，若上升可能超出内外温差25度或可能超出原来的最高温，则应继续通水予以限制。降温的过程需根据监测控制好保温，温降控制在12度/天。468中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集1007403625示意比例图号曰期汉班托塔港通用码头胸墙冷却水管埋设断面图设计审核审批绘图4800148033001000100010001000852,5100013501000已浇筑沉箱待浇胸墙18图2混凝土内冷却水管布设断面图26混凝土浇筑过程中要逐渐减小坍落度，坍落度太大容易引起振捣后离析或面层砂浆聚集，导致面层龟裂，因此面层坍落度尽量小（如5CM），在浇筑的胸墙混凝土面四周用砂浆进行加高，然后中间蓄水进行养护。蓄水保养可确保面层的温度在一定的控制范围，避免淋水湿、干过程出现忽冷忽热现象，同时保证养护均匀、到位。27混凝土表面（四周及顶面）均需要采用薄膜覆盖保温，减少混凝土表面的热扩散，减小温度梯度，延长散热时间，土工布覆盖防止暴晒。侧面养护则在薄膜下布设针刺小孔的塑料软管进行通水养护（见下图），保证混凝土表面的润湿。图3混凝土表面流水养护27为防止面层出现裂缝，在面层混凝土以下3CM增加5CM5CM的钢筋网片，面层的配合比中加入聚丙烯纤维。3防裂措施效果469中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集31温度控制效果在混凝土内部布设如下温度监测点，根据典型施工段测温点数据，绘制温度变化曲线如下，监测频率为混凝土浇筑至测点处监测一次；混凝土温升阶段及梯度较大的温降（一般为浇筑完成后三天内）阶段每1小时监测次；37天内每2个小时监测次；浇筑后第二周每4小时监测一次，两周后每日早、晚各一次；三周后停止观测。监测同时对当时周围大气温度进行监测。1007403625480014803300已浇筑沉箱现浇胸墙第一层现浇胸墙第二层电缆隧道17255355测点2测点1测点5255355测点4测点3245测点6图4胸墙混凝土内温度检测点布设示意图0102030405060701112131415161718198118138172212252292360440时间/H温度（）测点1测点2测点3测点4测点5测点6环境温度图5胸墙混凝土内部温度变化曲线根据温度变化曲线可知混凝土的入模温度基本控制在30以下，混凝土的温升值较好的控制在了规范规定的50以内，其中最高温升值为41度，低于规范要求；混凝土的里470中交四航局二公司第八届青年管理、技术论文发布交流会论文集表温差基本控制在要求之内，不大于25；混凝土的降温速率除部分测点较大外，其他基本满足温控规范标准要求，不大于20/D；大部分时间段内，混凝土表面和大气温度不大于20满足规范要求。温控措施的效果良好。32混凝土浇筑质量及裂缝情况检查结果为了验证专项施工措施的实施对混凝土浇筑质量是否有所提高，在每段胸墙养护期满后组织了对胸墙表观质量的检查和裂缝情况的统计。在已浇筑完成的58段胸墙底层中，未发现贯穿裂缝，有部分段表面在养护期内出现了微、短裂缝（有小裂缝的段数约占一半）。总体来说，本次胸墙施工中温控专项措施的实施取得了显著的效果，基本避免贯穿裂缝的出现，减小了微、短裂缝产生的几率，其产生的原因及措施仍有待研究。4结语41预防裂缝，在材料选用和配合比设计中要考虑其对混凝土裂缝产生的影响。42混凝土施工过程中应做好冷却和保温措施。浇筑前注意材料的冷却，浇筑后注意保温及设法降低混凝土的内外温差，同时控制混凝土的温升及温将速率，减小温度应力的影响。43施工时应根据现场实测的温度数据进行分析，并采取对应的温控措施，实时调整通水冷却措