大體積混凝土薄層澆筑技術(shù)

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1、大體積混凝土薄層澆筑技術(shù)薄層澆筑是大體積混凝土常用的施工方法之一，也是一項有效的溫度控制措施。其優(yōu)點是施工工藝簡單，適用性強，溫控費用低。但當(dāng)基巖（或老混凝土）剛度較大時，基礎(chǔ)混凝土薄塊的自由變形往往受到很大約束，在降溫期易發(fā)生貫穿裂縫；且由于其散熱面積大、降溫快，施工期間易產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差，如保護不當(dāng)，將會使表面裂縫增多，甚至成為貫穿裂縫的誘發(fā)因素。因此，探討薄層澆筑適宜的施工方法和溫控措施，特別是在使用常規(guī)材料、不采取加冰降溫等措施的條件下正常施工，仍是一項重要課題?，F(xiàn)通過合川水電站主廠房大體積混凝土基礎(chǔ)薄層澆筑的實踐，介紹其溫控技術(shù)和施工

2、方法。第1章工程概況主廠房凈寬17m，包括副廠房及進出水口構(gòu)筑物，基坑開挖面積為70m×48m，最大挖深21.5m，基底為整體泥、頁巖互層，飽和抗壓強度6.6~37.8MPa，巖基開挖后用C15素混凝土封底，平均厚度35cm?；A(chǔ)底板厚4~7m，混凝土量約2萬m3。當(dāng)?shù)匾话隳攴葑罡咴缕骄鶜鉁?8.6℃，年平均氣溫18.1℃。基礎(chǔ)混凝土于3月中旬開始澆筑，同年5月澆完并陸續(xù)施工上部結(jié)構(gòu)。澆筑時段平均氣溫約17.4℃?；炷潦┕ぜ夹g(shù)要求：R60、C20混凝土，水泥用量不大于260kg/m3，強度保證率90%，極限拉伸值不低于0.85×10-4，施工時

3、段混凝土最高溫度須控制在38~44℃之間。第2章溫度、應(yīng)力計算及抗裂分析大體積混凝土薄層澆筑時，其分層厚度、分塊方法和允許間歇時間的確定，是施工和溫控方案的主要內(nèi)容。它既取決于澆筑時段氣溫、溫控手段及施工能力，又對工程造價、工期有很大影響。因此，須進行必要的溫度、應(yīng)力計算和抗裂分析。第1節(jié)最高水化熱平均溫升Tr計算Tri=Giθ0（3-5-1）式中GI——澆筑間歇為I（d）時，混凝土表面散熱系數(shù)，澆筑塊不同層厚、不同間歇時間的G值見表3-5-1；θ0——水泥水化熱絕熱溫升（℃）θ0=QW/CP，Q為單位水泥用量（kg/m3）取260；W為水泥最終

4、水化熱（kJ/kg），取334.9（28d）；C為混凝土的比熱（kJ/kg·℃），取1.005；P為混凝土質(zhì)量密度（kg/m3），取2450；據(jù)此算得θ0=35.36℃。第2節(jié)基礎(chǔ)允許溫差ΔT及抗裂計算基礎(chǔ)允許溫差是指基礎(chǔ)約束范圍內(nèi)混凝土最高溫度與穩(wěn)定溫度之差，也是實施薄層澆筑的重要參數(shù)。眾所周知，關(guān)于基礎(chǔ)約束范圍，薄層澆筑時明顯區(qū)別于具有多個自由表面的柱狀結(jié)構(gòu)。因為基礎(chǔ)工程屬于直接澆筑在基巖或老混凝土上的薄板，按照單獨澆筑塊溫度應(yīng)力理論，當(dāng)澆筑塊的高長比（H/L），小于0.125時，不僅底部基礎(chǔ)約束系數(shù)顯著增大，且整個截面都處于強約束狀態(tài)（圖3

5、-5-1），尤其是降溫收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力沿截面高度分布也比較均勻，發(fā)生貫穿裂縫的可能性較大?？汕蟮忙=Tp+Tr-Tf≤（1-μ）?p/（Rp·R·α）式中Tp——混凝土澆筑溫度（℃），在骨料不采取預(yù)冷措施時，可取澆筑時段平均氣溫加5℃計算，Tp=17.4十5=22.4℃；Tf——混凝土穩(wěn)定溫度，代表結(jié)構(gòu)所處環(huán)境相對穩(wěn)定的溫度變化平均值，本工程施工期較長，近似用年平均氣溫代替，Tf=18.1℃；Rp——混凝土松弛系數(shù)，取0.5；R——基礎(chǔ)約束系數(shù)，取0.8；μ——混凝土泊松比，取1/6；α——混凝土線膨脹系數(shù)，取10-6；?p——混凝土極限拉伸值

6、0.85×10-4.將以上數(shù)據(jù)代入（3-5-2）式：ΔT=Tp+Tr-Tf≤17.7~18℃（3-5-3）利用（3-5-3）式及表3-5-l數(shù)據(jù)，可求得不同層厚、不同間歇的澆筑溫度Tp，或在澆筑溫度己定時求得混凝土最高允許平均溫度。如按間歇5d，層厚1.0m時，Tp=ΔT-Tr+Tf=l8-l5.9+l8.1=20.2℃；或當(dāng)澆筑溫度為25℃、分層厚1.0m，Tp=ΔT-Tr+Tf=18-25+l8.1=11.1℃，再由表3-5-1查得間歇時間應(yīng)為7d等。如澆筑時段氣溫較高，不能滿足基礎(chǔ)溫差要求及進度要求時，必須對骨料進行預(yù)冷或采取其他降溫減熱措

7、施。第1節(jié)混凝土表面保護及應(yīng)力計算根據(jù)施工經(jīng)驗，在炎熱季節(jié)進行混凝土表面保護，可有效地防止熱量倒灌和減少表面早期脫水產(chǎn)生的干裂，這在一般情況下較易做到，而氣溫驟降引起的內(nèi)外溫差，必然引起薄層澆筑塊表面拉應(yīng)力復(fù)雜的疊加現(xiàn)象，是造成混凝土表面裂縫的重要原因。重力壩設(shè)計規(guī)范規(guī)定，當(dāng)日平均氣溫在2~4d內(nèi)連續(xù)下降6~9℃時，基礎(chǔ)及其他重要部位，齡期未滿28d的混凝土裸露表面，應(yīng)進行表面保護，但對保護標(biāo)準(zhǔn)未作統(tǒng)一規(guī)定。據(jù)氣象資料，工程地點3月份平均氣溫為14℃，4月份為l8.5℃，均可能出現(xiàn)每月2~3次連續(xù)降溫天氣，最大降溫幅度可達6~9℃。經(jīng)計算，混凝土

8、表面裸露時，齡期3d開始降溫，歷時2~3d，表面拉應(yīng)力為l.09MPa，大于該齡期時混凝土抗拉強度0.83MPa，當(dāng)采用草袋（l~2層）