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桥梁承台大体积砼裂缝防治技术研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-29  来源:中国公路网
核心提示:【摘 要】随着桥梁技术的高速发展,大体积砼在桥梁中的应用越来越广泛。大体积砼施工中,温度裂缝对于结构的影响至关重要。本文
       【摘 要】随着桥梁技术的高速发展,大体积砼在桥梁中的应用越来越广泛。大体积砼施工中,温度裂缝对于结构的影响至关重要。本文通过施工实例,阐述了桥梁大体积砼裂缝防治技术,以供同类工程施工所借鉴。

【关键词】桥梁 大体积砼 裂缝 防治 方法 随着桥梁技术的高速发展,大体积砼在桥梁中的应用越来越广泛。由于大体积砼结构断面较大,结构最短边小尺寸也一般在1~3m,砼浇筑后水化热引起的砼内部最高温度与外界气温之差,往往会超过25℃,由于内外温差大,极易产生温度裂缝,从而给工程带来不同程度的危害。因此,如何减少水化热和防止裂缝的产生是大体积砼施工中的一个重点、难点。本论文结合本人现场经验,分析承台大体积砼裂缝的成因及总结施工中的应对措施。

1、工程概况

本桥位于山西省大学城太原师范学院,是省重点工程。其结构是上部三跨上承式连拱桥结构,三座半圆式钢筋砼主跨的自重推力直接支承于下部四座桩基承台上,桩基承台外形尺寸为长45米、宽15米、高2.5米,砼一次浇筑方量达1688m3,是典型的大体积砼分项工程。

2、大体积砼裂缝产生原因

在承台施工前对可能导致大体积砼产生裂缝的原因进行分析,主要可分为三类:

一是砼材料及配合比设计不当影响砼的抗拉强度而造成的裂缝,

二是砼的收缩引起的裂缝,在施工阶段因水泥水化热及外部气温作用引起砼收缩而产生的裂缝;

三是施工及现场养护原因不当引起的施工裂缝。

3、大体积砼裂缝防治的实施措施

针对上述分析大体积砼产生裂缝的原因,在本桥施工中采取如下应对措施:

3.1大体积砼配合比设计及材料优选

3.1.1大体积砼配合比设计

大体积砼配合比的设计要符合合理使用材料、降低砼绝热温升值的原则。

砼拌和物在浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm。

拌和水用量不宜大于170kg/m。

适量掺加粉煤灰,但不宜超过水泥用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过水泥用量的50%,两种掺和料的总量不宜大于砼中水泥重量的50%。

水胶比不宜大于0.55。

3.1.2材料的优选

选用水化热较低的水泥

大体积砼应选用中、低硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥,大体积砼施工所用水泥3d水化热不宜大于240kJ/kg,7d水化热不宜大于270kJ/kg。同时,在不影响水泥活性的情况下,要尽量使水泥的细度适当减小,因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。

适量掺加粉煤灰。

粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,能够与水泥的水化产物进行二次反应;加部分粉煤灰,可减少水泥用量,降低砼的热胀;由于粉煤灰颗粒较细,能够加二次反应的界面相应增加,在砼中分散更加均匀;粉煤灰的火山灰反应能够进一步改善砼内部的孔隙结构,使砼中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的砼更加致密,相应收缩值也减少。

加入适量外加剂。

1. 掺加减水剂。通过改善砼的和易性,降低水灰比,减少砼在硬化过程中因水分蒸发产生的孔隙。

2. 掺加缓凝剂。通过延缓砼放热峰值出现的时间,将放热峰值后延,给砼强度增强提供更长的时间,从而减小裂缝出现的机率。

3. 掺加引气剂。通过改善砼的和易性、可泵性,提高砼耐久性,在一定程度上增加砼的抗裂性能。

3.2对于砼收缩裂缝应对措施: 在砼内部设置降温循环水管系统,是防止高强度、大体积砼温差引起的收缩裂缝的主要施工技术措施之一。

3.2.1测温技术:施工可采用一种简单设备,直观地测得混凝土内部温度,具体做法为:在拟浇筑的混凝土上选择有代表性的温控点,使用无缝钢管,底端用比钢管外径大10㎜的圆钢板焊牢密闭,使其不能渗水,布置于绑扎好的底板钢筋网架上,并焊牢,钢管顶端略高于混凝土顶面,钢管口用木块塞好。混凝土浇筑后,即向钢管中装入自来水,每隔一定时间用棒式温度计伸入管中,即可知该钢管下部混凝土温度。测温孔测完温度后,逐孔采用堵漏灵填实。

3.2.2大体积砼温度控制:为防止砼升温阶段进水与砼中心温差太大(超过30℃),造成循环水管周围砼与温度场中心的过大温度梯度,会形成另一个内部裂缝区。降温循环系统的运作应注意:

开始的循环水尽量接近环境温度,减少循环水与入模砼的温差。具体方法可在砼浇筑前一天启动循环。

当砼开始升温时,采用加入自来水的方法降低循环水温,通过调节流量流速,始终控制进水与砼中心温度差≤30℃。

当砼升温过峰值后,要严格控制砼的降温速度YI≤2℃/昼夜。砼养护7天具有一定强度后,降温速度可控制在2℃~2.5℃/昼夜。砼内外温差降至25℃以下时可停止循环。

在此期间测温组与养护调节组一定要密切配合,做好详细记录,双方共同签字认可为备查依据。监理单位全过程检查监督。

3.3施工及现场养护

3.3.1大体积砼施工

大体积砼的拌制:混凝土的拌制过程,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机坍落度;夏季通过送冷风或加冰拌制,对拌和物进行冷却,降低混凝土拌合物出机口温度,新拌混凝土的出机温度控制在6℃左右。

大体积砼浇筑、振捣:本桥砼采用商品砼搅拌车运输,泵送入模。根据泵送砼浆量多、泌水多的的特点,施工采用“分层定点、一个坡度、薄层浇筑”的斜面浇筑方法。由于泵送浇筑时自然形成一个坡度的实际情况,在每条浇筑带前、后布置两道振捣器。前道振捣器布置在底排钢筋处和砼的坡脚处,确保砼的下部密实,后道振捣器布置在砼卸料点,确保上部砼的密实。严格控制振捣时间和插入深度。严禁采用振捣棒振动钢筋或模板的方法来振实砼。

大体积砼表面处理:砼在初凝前1-2小时,先用长刮尺刮平,用工具打磨抹压二次,并用硬扫帚刷砼表面,以防止砼早期收缩裂缝。

大体积砼的泌水和浮浆处理:砼在浇筑和振捣中,上涌的泌水和浮浆会顺着砼坡面流到坑底随砼向前推进,若处理不当,将易形成薄弱部位,成为裂缝易发区。支模时,在砼浇筑前进方向、两侧模板底部留孔排出泌水和浮浆。或当砼坡脚接近端模板时,立即改变砼浇筑方向,由端部往回浇筑,同时在两侧加强砼的浇筑,使砼的浇筑形成四面会合,泌水和浮浆就在中间聚集,集中用软轴泵或人工等及时排除。大体积泵送混凝土,排除泌水和浮浆后,表面仍会留有较厚的水泥浆,必须认真处理。在浇筑后4~5小时左右,按标高用长括尺括平,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝,在初凝前用滚筒来回碾压数遍,用木蟹打磨压实,待接近终凝前,用木蟹再打磨一遍,使收水裂缝闭合。

3.3.2大体积砼的养护

砼的养护是防治大体积砼裂缝产生的重要环节,大体积砼养护不同于常规砼养护,养护时要遵循降温速率“前期大后期小”的原则。在养护前期,因为砼处于升温阶段,弹性模量、温度应力较小,而抗拉强度增长较快,所以在保证砼表面湿润的基础上应尽量减少覆盖,让其充分散热,以降低砼的温度。养护后期砼处于降温阶段,弹性模量增加较快,温度应力较大,应加强保温,控制降温速率。

如夏季养护时,养护前期可采用活动式凉棚等遮阴降温,减少外界高温倒灌,防止干缩裂缝发生,促进砼强度稳定增长。同时,若在寒冷季节,要防止冷空气的袭击,或者过分通风散热,造成表面温度降温过快。如采用木、钢质模板作承台侧模,模板外须挂棉毡保温养护,尤其是冬、夏季节(环境温度低主要考虑砼的内外温差;温度高则主要考虑干缩裂缝和模内砼表面的气化因素)。

4 结束语

大体积砼的开裂是目前公路行业普遍面临的问题,其裂缝的防治也成为大体积砼的通病。通过以上实例分析,只要采取优选的材料,通过合理的配合比设计,在施工过程中严密策划浇筑方法、振捣及养护方法,严格控制各施工环节,落实确定的对策措施,完全可以有效地防止大体积砼裂缝的发生。

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