大體積砼水下承臺澆筑工藝及溫度控制

沈明海

摘 要：本文具體結(jié)合江上大橋工程項目進(jìn)行解析，包括水下主墩承臺施工工藝、混凝土配合比例、建筑細(xì)節(jié)以及溫度控制技術(shù)等細(xì)節(jié)因素，為日后架構(gòu)整體安全質(zhì)量維護(hù)提供廣泛疏導(dǎo)線索；同時開放承臺砼溫度監(jiān)控與計算程序，令現(xiàn)場溫控措施變得更加有效，避免任何企業(yè)信任形象危機(jī)，最終為相關(guān)事業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展奠定深刻適應(yīng)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：承臺大體積砼；溫度控制；澆筑工藝；細(xì)節(jié)銜接；發(fā)展前景

0 引言

涉及大體積混凝土溫度裂縫問題具體源自于砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫差應(yīng)力作用，因為水泥水化反應(yīng)期間會放出大面積熱量，而混凝土材質(zhì)澆筑3分鐘左右后加劇這部分溫度上升結(jié)果，容易導(dǎo)致現(xiàn)場混凝土架構(gòu)膨脹變形現(xiàn)象，期間壓應(yīng)力與混凝土彈性模量產(chǎn)生交鋒，加上膨脹環(huán)境下基礎(chǔ)約束動力顯著，不免造成混凝土收縮跡象，并產(chǎn)生相應(yīng)拉應(yīng)力作用。而后混凝土自身彈性模量變大，降溫會令材質(zhì)急劇收縮并產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，一旦說這部分應(yīng)力功效超出同齡期混凝土抗拉強(qiáng)度指標(biāo)時，溫度裂縫危機(jī)由此滋生，后期施工成品危害隱患將不可小覷。另一方面，在混凝土內(nèi)部溫度超標(biāo)基礎(chǔ)上，加上外部溫差拉應(yīng)力影響，也會令結(jié)構(gòu)滋生大量裂縫。所以針對施工材料、配制比例以及現(xiàn)場條件進(jìn)行溫度強(qiáng)化管制，是遏制上述工藝缺失跡象的主要手段。

1 大體積砼水下主墩承臺澆筑工藝特征論述

這部分承臺架構(gòu)主要利用鋼板樁作為圍堰設(shè)施，同期技術(shù)員同步協(xié)調(diào)抽水與圍堰基礎(chǔ)加固工序，而后依照前期標(biāo)高設(shè)計值進(jìn)行相對低于30cm位置的挖泥活動，并完成封底工作內(nèi)容。封底砼具體結(jié)合砼輸送泵進(jìn)行材料灌輸，持續(xù)到底部，確保架構(gòu)整體強(qiáng)度為75%時再執(zhí)行抽水任務(wù)。如若此時產(chǎn)生任何突發(fā)狀況，就必須立即停止抽水動作，同時結(jié)合現(xiàn)場條件進(jìn)行補救方案布置。抽水內(nèi)容銜接過后，須聯(lián)合清底、樁頭鑿除工作進(jìn)行樁基檢測，如底部平面位置、結(jié)構(gòu)尺寸、標(biāo)高等，保證單位施工記錄和試驗資料收集的完整性。最后便是鋼筋綁扎，需要注意鋼筋尺寸與圖紙規(guī)格相吻合，將任何不滿足焊接技術(shù)要求的現(xiàn)象排查完畢；綁扎位置要足夠精確，維持鋼筋預(yù)埋工序的順利進(jìn)行。

現(xiàn)場技術(shù)人員需要考慮的問題比較多，其中包括現(xiàn)場施工條件，拌合站施工潛質(zhì)、混凝土材質(zhì)運輸速率、人力資源匹配等，同時做好鋼板樁內(nèi)支撐力度驗證工作，經(jīng)過比選確定完后，此類承臺具體采取兩次澆筑方案。具體工藝流程表現(xiàn)為：鋼板樁圍堰布置——圍堰抽水、加固、挖泥與封底——樁頭鑿除樁基精準(zhǔn)檢驗——下層承臺鋼筋綁扎與墩身預(yù)埋筋裝設(shè)——監(jiān)理工程師校驗——模板安裝及加固——后期重復(fù)檢查——承臺砼澆筑——上層承臺鋼筋綁扎——墩身預(yù)埋筋裝設(shè)——模板安裝調(diào)試與加固——工程師檢驗——承臺砼澆筑——最終養(yǎng)護(hù)。

2 混凝土配合比例與現(xiàn)場澆筑工藝布置細(xì)節(jié)研究

2.1 混凝土配合比例選定與輔助材料搭配

因為水泥用量將直接對混凝土溫升效應(yīng)造成影響，所以在配合比例設(shè)置上要足夠細(xì)心，此類水下承臺依據(jù)項目規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)決定借助泵送工藝進(jìn)行材質(zhì)結(jié)構(gòu)控制。配合比例操控上，主要是在盡量保證混凝土強(qiáng)度基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少水泥用量并減緩水化熱反應(yīng)，杜絕不良收縮危機(jī)滋生；再就是運用雙摻技術(shù)手段完善粉煤灰用量與混凝土合易性。當(dāng)然，石子級配與粒徑不宜過低，針片狀顆粒與含泥量分別占據(jù)15%、1%，希望透過此類手段遏制材質(zhì)收縮與泌水隱患，而初凝時間也要穩(wěn)定在11小時上下，期間，確保中粗砂與混凝土搭配比例，經(jīng)過長期實踐與配合比例優(yōu)化，貫徹混凝土可泵性、和易性績效指標(biāo)，將水化熱釋放危機(jī)排除在外，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)溫升峰值。因此在材料選取上應(yīng)遵循以下細(xì)節(jié)：首先，水泥選取上主動規(guī)避高水化熱現(xiàn)象，具體就是P.O42.5普通硅酸鹽水泥；其次，摻加二級磨細(xì)粉煤灰，確保已經(jīng)通過技術(shù)驗證；再次，外加劑采取HW-F鋼筋阻銹劑，當(dāng)中蘊含復(fù)合型減水劑功效，確保初凝時間穩(wěn)定在8-10小時之內(nèi)；最終，細(xì)骨料級配與含泥量也應(yīng)嚴(yán)格掌控，粒徑最好穩(wěn)定在4.75-26.5mm。

2.2 大體積砼生產(chǎn)與澆筑細(xì)節(jié)解析

此類橋砼拌制工作主要在相關(guān)項目部進(jìn)行，整體拌合力度為每小時60立方米，攪拌期間采取計算機(jī)智能控制稱量系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制集中調(diào)試，期間，不間斷地實施砂、石料的含水率檢測活動，以便于后期施工用水量的協(xié)調(diào)。需要注意的是，砼結(jié)構(gòu)拌制時間必須保證迎合項目規(guī)范要求，任何時期都必須低于60s，不得因其它理由做出超長設(shè)置；再就是砼拌合物無論在色澤或是均勻狀態(tài)上都要一致，切忌離析與泌水現(xiàn)象滋生。須知此類水下承臺澆筑工作最好在陰天或者溫差不大的時段實施，嚴(yán)禁在大風(fēng)天氣強(qiáng)行執(zhí)行，杜絕風(fēng)吹造成的砼表面干裂跡象；如若遭遇雨天侵襲，砼拌制時要同步驗證砂石含水率并做好配合比驗證工作，盡量采取嚴(yán)密防水措施，保證砼結(jié)構(gòu)初凝階段不至于與水發(fā)生直接性碰觸。該類承臺具體分作兩次進(jìn)行澆筑，依照混凝土方量、平面面積較大且距離澆筑地點較遠(yuǎn)實際條件觀察，運用分段、分層以及臺階式推進(jìn)澆筑工藝便顯得十分便利。橫橋透過初始向尾部位置澆筑時，技術(shù)人員最好選用搭接交錯小層疊手法，保證小層厚度小于30cm；下小分層澆筑規(guī)范距離后再開始澆筑上小分層，基本上下分層澆筑工作時同時進(jìn)行，直至大分層規(guī)范高度之后再進(jìn)行逐層推進(jìn)，直至另一側(cè)完畢。這里需要特別注意的是，上下小分層同時澆筑階段，前后距離必須穩(wěn)固在1.5m以上。而初始層澆筑工作處理妥當(dāng)之后再進(jìn)行墩身鋼筋預(yù)埋并開展鑿毛工作，保證養(yǎng)護(hù)時間達(dá)到7分鐘后再持續(xù)澆筑第二層，澆筑方式上與前道工序并無太大差異。

3 大體積砼水下承臺溫控技術(shù)布置細(xì)節(jié)解析

溫度控制是承臺大體積混凝土施工期間相對重要的環(huán)節(jié)，能夠適當(dāng)遏制溫度應(yīng)力增大與結(jié)構(gòu)裂縫危機(jī)。須知溫度控制是主要結(jié)合混凝土生產(chǎn)、施工異質(zhì)化節(jié)點予以銜接的，尤其在專業(yè)溫控小組監(jiān)控范圍下，有關(guān)現(xiàn)場溫度控制工作更應(yīng)該在主管人員嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo)規(guī)范背景下運轉(zhuǎn)。

3.1 溫度控制方案的計算與現(xiàn)場模擬演練

為了有效穩(wěn)固承臺大體積混凝土施工質(zhì)量，協(xié)調(diào)前期預(yù)防工作活動，技術(shù)人員必須及時觀察現(xiàn)場結(jié)構(gòu)布置特征以及標(biāo)準(zhǔn)施工要點進(jìn)行溫控方案修改，必要時結(jié)合MIDAS/CIVIL模擬現(xiàn)場施工狀況，將混凝土澆筑分層、溫度、保溫養(yǎng)護(hù)等邊界條件充分灌輸?shù)交炷翉椥阅Ａ恐?，確保進(jìn)一步協(xié)調(diào)自身體積與水發(fā)熱散發(fā)規(guī)律因素。實際程序計算結(jié)果表現(xiàn)為：混凝土經(jīng)過澆筑之后會經(jīng)歷兩分鐘過度到溫度峰值，同時在后續(xù)半分鐘左右內(nèi)開始下降，初始溫度降低速度較快，后期將逐漸減緩，持續(xù)到20分鐘會平穩(wěn)下來。初始層混凝土內(nèi)部最高溫度值為66℃，二層為68℃，經(jīng)過應(yīng)力科學(xué)計算，發(fā)現(xiàn)最大值徘徊在一層底部與二層中部位置之間。技術(shù)人員可利用最高溫度值經(jīng)驗表達(dá)式進(jìn)行對應(yīng)計算，分析絕熱升溫現(xiàn)象同時得出材質(zhì)內(nèi)部極限溫度值為68℃的結(jié)論。

3.2 現(xiàn)場溫控策略延展

首先，砼入模溫度與澆筑分層有機(jī)控制。根據(jù)不同的季節(jié)進(jìn)行施工控制要點分析，技術(shù)人員需要在傍晚時進(jìn)行承臺澆筑，從而使混凝土初始入模溫度得到合理降低。經(jīng)過每次開盤工作時，水泥、粉煤灰與水溫度都要得到清晰提煉，并且針對砂石料進(jìn)行灑水降溫改造，實測溫度大致為31℃入模溫度為33℃。當(dāng)然，為了有效降低入模溫度，可在冰箱中加入適量冰塊的同時降低拌合水溫度，確保測出入模溫度在27℃左右，同時在具體澆筑分層內(nèi)部進(jìn)行嚴(yán)密的厚度控制。

其次，冷卻管科學(xué)布置與調(diào)試在澆筑混凝土前期，需要盡量穩(wěn)固承臺鋼筋綁扎力度，并預(yù)先在承臺內(nèi)部布置兩層薄壁鋼管作為散熱冷卻媒介，期間運用承臺架立鋼筋固定，保證與承臺鋼筋網(wǎng)緊密銜接；至于冷卻管間距暫時設(shè)定為2m，出水口、進(jìn)水口分別預(yù)留四個，冷卻水管在進(jìn)出水口呈現(xiàn)L型，上端位置延伸到承臺頂部，外主管上部對應(yīng)安設(shè)開關(guān)閥門，具體協(xié)調(diào)水流量與流速效應(yīng)。

4 結(jié)語

綜上所述，涉及大體積砼水下承臺澆筑工藝與溫度控制細(xì)節(jié)因素眾多，技術(shù)人員必須確保在迎合項目規(guī)劃需求基礎(chǔ)上，依照材質(zhì)選取、混合比例搭配以及各類降溫手段進(jìn)行現(xiàn)場結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量穩(wěn)固，杜絕后期應(yīng)用階段任何不安問題滋生，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失結(jié)果。

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