跨海大桥大体积混凝土施工与管理讲义

1、大体积混凝土施工与管理2004-10-151.什么是大体积混凝土？ 混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m，属于大体积砼。 桥梁工程中如承台、实体墩身、塔座、 塔柱实体部分和横梁等均属大体积混凝土。 位置 轮廓尺寸 (m) 灌注面积 (m2)承台砼数量 (m3) 封底砼数量 (m3)北航道桥48.5*23.7*6 1403 6258 1565南航道桥81.4*23.7*6 1622 9731 24332.大体积混凝土配制原则：必须有效降低砼绝热温升，延长砼凝结时间,防止温度裂缝的产生。 在保证混凝土强度及塌落度的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，尽量降低单方砼的水泥用量。 大体积混凝土配合比

2、确定后宜进行水化热的验算和测定。承台砼绝热温升应小于75。 根据生产能力和灌注面积延长混凝土初凝时间，一般应大于12h。3. 大体积混凝土的浇筑 大体积混凝土浇筑一般有灌注面积大，灌注时间长的特点。 减少浇筑层厚度，加抉砼散热速度。 尽量降低混凝土入模温度。 在混凝土内部埋设冷却管降温。 混凝土浇筑后要注意复盖保温及养生。 承台厚度较大时，可分区分层浇筑，以增加散热面，延长浇筑时间和散热时间。每层厚度可取1.5m左右，浇筑间隔时间6-7d。4. 分层厚度 混凝土浇筑应连续进行，如因故必须中断，间断时间应经试验确定。且不得超过下列时间： 入模温度() 允许间断时间(min) 20-30 90 1

3、0-19 120 5-9 150 上表未考虑掺用外加剂的影响，掺入外加剂后，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。如不满足上述条件按施工缝处理。 采用插入式振动器时，浇筑层厚不大于300mm。5.温度控制标准混凝土入模温度：不宜超过28 C并不应 大于30 C 。混凝土内外温差：不大于20 C混凝土表面接触物与砼表面温差：不大于15 C（拆模过快表面快速冷却能使界面温差高达45 C ）砼入模后30min最大温升：不大于30 C内部最高温度：不高于75 C欧洲标准构件内部温差：不大于20 C（厄勒海峡桥15 C ）新浇砼与已浇砼界面温差：不大于15 C （大贝尔特桥12 C ）最高升

4、温：65 C （丹麦为70 C ）6.裂纹基本常识塑性裂纹：在砼凝结前出现。由于塑性沉降或塑性收缩产生，裂纹宽度一般较大。热应力裂纹：对大体积砼一般在几天内出现，约束状态决定裂纹形态。收缩裂纹：数周或数月后出现。7.本桥大体积混凝土施工存在的一些问题 1)墩身裂纹 北岸引桥至7月11日共完成11个墩身，均发现不同程度裂纹，主要为竖向和斜向裂纹，分布在承台以上2-2.5m以内，裂纹呈南北两面对称，缝宽0.03-0.30mm，出现时间一般在灌注混凝土15-25d以后。 从裂纹发生时间和部位分析，这类裂纹属温度裂纹，主要因温差大，受界面约束引起的。 墩身开裂原因初步分析： 混凝土浇筑时外界温度过高。

5、规范规定混凝土入模温度一般不宜超过28度并不应大于30度 ，但浇筑时气温一般在22-30度，混凝土入模温度大于30 度。 混凝土绝对温升过高。据报告：养护时期个别墩内部最高温度达80余度。规范规定大体积混凝土入模 30min的最大温升应小于30度，内部最高温度不得高于75度。绝对温升过高不仅与入模温度高有关，也与混凝土的配合比有关。如A19号墩裂纹宽达2.75mm，即与配合比HP-10有密切关系。养护不好容易开裂。 19局灌注的F188左和F194右墩，于8月18号灌注，至今未发现裂纹，与混凝土入模温度（27度）和配合比有密切关系，值得总结经验。 和 b标 C30理论配合比 水泥 沙 碎石 水

6、 矿粉 粉煤灰 减水剂 阻锈剂 标 228 688 950 150 113 114 4.55 160 715 1050 150 90 175 4.3 2.0b标 180 785 960 150 90 180 4.5 标 135 687 1034 158 315(447) 5.4 9.0 (旧) 172 788 1003 129 172(560) 86 5.16 8.6 (新)(标调整配合比后内部温升由70.5 C降至63 C) 胶凝材量总量 水泥 掺合料 水灰比 kg/m3 % % 允许值 400 0.40标 原 455 50 50 0.33 新 425 38 62 0.35b标 450 40

7、 60 0.33标 原 450 30 70 0.35 新 430 40 60 0.30问题：1.掺合料比例 2.矿粉比表面积（细度）： 允许360-440m2/Kg 3.阻锈剂用量 4.水灰比偏小2)承台混凝土开裂1.钢套箱 二航局： 不论是一次还是二次浇注的承台均存在裂纹，全部为竖向裂纹，缝宽0.02-0.08mm，深度19-38mm。 三航局： 所施工承台无裂纹或极少数裂纹，裂纹宽0.06-0.1mm，深度1.1-3.3cm。2.混凝土套箱 三航局：所施工承台套厢均有裂纹，裂纹出现时间一般在浇注混凝土三天以后。 一航局：一类裂纹为套箱与新浇承台混凝土之间出现裂纹，缝宽0.1-0.2mm，个

8、别0.2-0.5mm。第二类裂纹为套箱外侧竖向裂纹，缝宽0.01-0.06mm。灌注混凝土2-3天后出现。原因分析 采用钢套箱施工的承台裂纹少，裂纹宽 度均小于规范值0.1mm。通过改进混凝土配合比，进一步减少裂纹。 套箱钢筋保护层较厚，采用混凝土套箱施工时由于混凝土侧压力和升温阶段体积膨胀力，至使套箱外侧出现竖向裂纹。已采用加强套箱环向钢筋的办法解决。 新浇承台混凝土硬化后降温，由于混凝土体积收缩，导至产生承台与套箱之间产生较宽的裂纹，此类裂纹为贯穿型，危及结构耐久性，现予封闭处理。 8.大体积混凝土施工实例苏通桥4号墩承台混凝土灌注 承台为哑铃型，单个塔柱下承台平面尺寸51.3548.10m， 厚度为513.324m，两承台间系梁平面尺寸11.0528.1m， 厚6.0m 根据温控设计和浇筑能力分块 单个承台沿高度方向分8层浇筑，分层厚度自下而上为 1.7m*2+1.6m+1.5m*3+1.8m+2.024m 系梁设2m宽后浇带 埋置冷却水管降低承台混凝土温度埋设冷却水管 混凝土表面用土工布及草袋覆盖 模板外覆盖草袋，推迟拆模时间，并选择气 温较高时拆模 搭设保暖棚,蒸汽、典钨灯及热水养护 日平均气温低于5，采取冬季施工措施 降温保温措施 承台冷却水管布置 混凝土上下层温差不超过25 混凝土内外温差不超过25 混凝土浇注温度、间歇期按计算模型要求控制 混凝土最大降温速率