精品文档推荐大体积混凝土薄层浇筑技术

1、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和 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 温控技术和施工方法。第1章 工程概况主厂房净宽1

2、7m，包括副厂房及进出水口构筑物，基坑开挖面积为 70m X48m , 最大挖深 21.5m ，基底为整体泥、页岩互层，饱和抗压强度 6.637.8MPa ，岩基开挖 后用C15素混凝土封底，平均厚度35cm。基础底板厚47m，混凝土量约2万m3。当 地一般年份最高月平均气温28.6 C,年平均气温18.1 T。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 C。混凝土施工技术要求：R60、C20混凝土，水泥用量不大于260kg/m3，强度保 证率90%，极限拉伸值不低于0.85 X10-4，施工时段混凝土最高温度须控制在3844 °C之

3、间。第2章温度、应力计算及抗裂分析大体积混凝土薄层浇筑时，其分层厚度、分块方法和允许间歇时间的确定，是施 工和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，须进行必要的温度、应力计算和抗裂分析。第1节最高水化热平均温升 T r 计算T ri =G i 90(3-5-1 )式中G I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 ;90 水泥水化热绝热温升C)BO=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

4、为混凝土的比热( kJ/kg C,取1.005 ; P为混凝土质量密度(kg/m3 ),取2450 ;据此算得90 =35.3 6C。第2节基础允许温差AT及抗裂计算基础允许温差是指基础约束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 温度应力理论，当浇筑块的高长比( H/L ) ，小于0 . 1 25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力沿 截面高度分布也比较

5、均匀，发生贯穿裂缝的可能性较大。可求得AT =T p +T r-T f <(1-卩)？ p/ (R p R a)式中T p 混凝土浇筑温度 C),在骨料不采取预冷措施时，可取浇筑时段平均气温加5 C计算，T p =17.4十5=22.4 C；T f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， T f =18.1 C；R p混凝土松弛系数，取0.5 ;R 基础约束系数，取0.8 ;卩一一混凝土泊松比，取1/6 ;a混凝土线膨胀系数，取10-6 ；? p混凝土极限拉伸值0.85 X10-4.将以上数据代入(3-5-2 )式：AT =T p

6、 +T r-T f<17.718 C( 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 T p，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,T p = AT- T r + T f =18-15.9+18.1=20.2 C；或当浇筑温度为 25 C、分层厚 1.0m ，T p = AT- T r + T f =18-25+18.1=11.1 C,再由表 3-5-1 查得间歇时间应为 7d 等。如浇筑时段气温较高，不能满足基础温差要求及进度要求时，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

7、及应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和减少 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 24d内连续下降69 C时，基础及其他重 要部位，龄期未满 28d 的混凝土裸露表面，应进行表面保护，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 C, 4月份为18.5 C,均可能出现每 月23次连续降温天气，最大降温幅度可达 69 C。经计算，混凝土表面裸露时，龄 期3d开始降温，历时23d，表面拉应

8、力为l.09MPa，大于该龄期时混凝土抗拉强度0 .83MPa，当采用草袋（l2层）覆盖时，表面拉应力可降至0.71MPa ;龄期14d、表 面裸露的混凝土、表面拉应力为 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和施工时段气温， 宜将表面保护龄期定为 20 d。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 256260kg ，特细砂（细度模 量0.91.5 ） 404kg ，三级配卵石（粒径 020 、 2040 、 4080mm ） 1700kg ，附 加剂溶液6.4kg，水灰比小于

9、0.4，坍落度13cm，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，按温控要求及结构的整体性，沿基础高度划分为 47 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 1015m ，个别最大为 20m ，长宽比约为 2.5：1。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1.51.7m。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

10、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23 C。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;必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，并在不同施工时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