分析船閘工程大體積混凝土施工裂縫控制關(guān)鍵技術(shù)

【摘要】本文根據(jù)船閘閘首底板大體積混凝土的具體施工流程，簡(jiǎn)單分析了大體積混凝土施工分層、分段的澆筑具體規(guī)定，最后探討了通過(guò)冷卻管降溫以及蓄水保溫等溫度控制技術(shù)對(duì)策進(jìn)而降低混凝土內(nèi)外的溫度差。

【關(guān)鍵詞】船閘工程;施工裂縫;關(guān)鍵技術(shù);大體積混凝土

1、引言

大體積混凝土，指的就是一次性澆筑體積比較大的混凝土。在當(dāng)前的土建施工過(guò)程當(dāng)中，比如船閘、樓房基礎(chǔ)以及大壩等工程經(jīng)常會(huì)牽涉到大體積混凝土施工項(xiàng)目。世界各國(guó)對(duì)于大體積混凝土的尺寸規(guī)定是不相同的。比如，日本建筑協(xié)會(huì)規(guī)范規(guī)定：把結(jié)構(gòu)斷面的最小厚度超過(guò)80cm，與此同時(shí)水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的最高溫度跟外界環(huán)境溫度差預(yù)計(jì)超出25℃的混凝土，被稱(chēng)之為大體積混凝土。美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)規(guī)定：所有澆筑的大體積混凝土，其具體尺寸，一定要改善水化熱所導(dǎo)致的體積變形情況，進(jìn)而在最大程度上降低開(kāi)裂，但是對(duì)于實(shí)際尺寸沒(méi)有做出具體的規(guī)定。我國(guó)的具體規(guī)范為：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸大于等于1m的大體積混凝土，或者是預(yù)計(jì)因?yàn)榛炷廉?dāng)中的膠凝物質(zhì)水化熱引起的溫度變化以及收縮所引起的有害裂縫出現(xiàn)的混凝土。從上述各國(guó)針對(duì)大體積混凝土的定義可以知道，即使針對(duì)大體積混凝土尺寸規(guī)定不盡相同，但是對(duì)于體積比較大的混凝土在施工的過(guò)程當(dāng)中如果內(nèi)外溫度差太大將會(huì)使得混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，進(jìn)而干擾正常使用以及結(jié)構(gòu)安全的都是大體積混凝土。

2、工程概況

該船閘是一種500t級(jí)的Ⅳ級(jí)船閘，其船閘的具體尺寸是200m×23m×4m，設(shè)計(jì)的單向通過(guò)水平為1331×104t。船閘的上閘、下閘首底板的尺寸為55m×29m，厚度為2.7m，總方量是43575.6m?;閘室的底板尺寸為28m×18m，厚度為2.4m;所以船閘的閘首跟閘室底板工程都是大體積混凝土，其實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)為C25。

3、混凝土澆筑

3.1分段施工

通過(guò)施工寬縫作為分界線(xiàn)，劃分成3段開(kāi)展?jié)仓?，每一段的長(zhǎng)度為18m。每段按照從中到右再到左的順序開(kāi)展流水澆筑，每一段底板的混凝土要實(shí)現(xiàn)一次性澆筑成型。

3.2分層澆筑

底部縱橫向的分層澆筑厚度都不超出300mm，如下圖1所示。坡度就是預(yù)拌混凝土自然流淌的坡度大致在1：6-1：7，?；炷翉臄嚢柚翝仓Y(jié)束的最大持續(xù)時(shí)間不能夠超過(guò)100分鐘?？梢酝ㄟ^(guò)振動(dòng)棒振搗來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土的密實(shí)度，在每一個(gè)出料口的坡頂、坡中以及坡底位置各自設(shè)置一臺(tái)，如下圖2所示。振搗棒移動(dòng)的距離不能夠超過(guò)振動(dòng)器作用效果半徑的1.5倍。每個(gè)點(diǎn)的振搗時(shí)間范圍在10-15s，一直到混凝土泛漿不再溢出來(lái)氣泡作為準(zhǔn)則。振搗的時(shí)候應(yīng)該插入到下層混凝土的深度為50mm-100mm。在澆筑的過(guò)程當(dāng)中需要在下層混凝土初凝以前澆筑一層混凝土，防止出現(xiàn)冷縫并且盡快把表面的泌水排出去。

4、混凝土溫控措施

混凝土的具體溫度控制措施如下：

（1）測(cè)溫點(diǎn)的設(shè)置。為了了解大體積混凝土內(nèi)部的溫度，盡快了解好內(nèi)部以及外部的溫差，應(yīng)該在大體積混凝土的內(nèi)部設(shè)立測(cè)溫點(diǎn)。結(jié)合真實(shí)體現(xiàn)混凝土構(gòu)件的內(nèi)部溫度差的準(zhǔn)則，該工程每一段劃分為2層（表層以及中部）進(jìn)行布設(shè)，每一層布設(shè)8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)需要在平面圖上面進(jìn)行標(biāo)號(hào)，并且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行懸掛編號(hào)與標(biāo)志。在澆筑混凝土之前由于檢測(cè)每一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)預(yù)埋是否到位，并且把它的頂部進(jìn)行嚴(yán)密的保護(hù)。

（2）混凝土蓄水養(yǎng)護(hù)。該種養(yǎng)護(hù)措施具體來(lái)講就是一種保溫以及保濕的方法，進(jìn)而降低混凝土內(nèi)外的溫度差。通常在混凝土經(jīng)過(guò)覆蓋以及養(yǎng)護(hù)之后，且表面具備一定強(qiáng)度之后才可以開(kāi)展。結(jié)合計(jì)算可以知道，第一次蓄水養(yǎng)護(hù)的深度大致為18cm，等到混凝土的外表溫度升到大致20℃的時(shí)候并且混凝土的外表溫度跟中心溫度的差值超過(guò)15℃的時(shí)候，再開(kāi)展2次蓄水;反之可以不必開(kāi)展2次蓄水。蓄水保溫養(yǎng)護(hù)的時(shí)間需要結(jié)合測(cè)溫的結(jié)果來(lái)進(jìn)行明確，蓄水保溫的最少時(shí)間不能夠低于3天，最長(zhǎng)時(shí)間不能夠超過(guò)14天。在撤除蓄水保溫的時(shí)候，混凝土的外表溫度跟大氣溫度的溫度差以及中心溫度跟外表溫度的溫度差都不能夠超出15℃。

（3）混凝土內(nèi)部冷卻管降溫。通過(guò)冷卻管循環(huán)水是降低內(nèi)外溫度差、混凝土內(nèi)部散熱最為合理的對(duì)策。該工程的閘首底板使用的是直徑為30mm的導(dǎo)熱塑料冷卻管，呈現(xiàn)出S形的布設(shè)，如圖2所示。冷卻水管的布設(shè)劃分成上層以及下層兩層：上層冷卻管距離板的上表面0.8m，下層的冷卻管距離板的底部0.9m。上層管以及下層管分別設(shè)置了進(jìn)出水口，通過(guò)定期更改進(jìn)出水流的形式進(jìn)而使得混凝土內(nèi)部的溫降實(shí)現(xiàn)均衡。

（4）測(cè)溫。測(cè)度測(cè)量的精準(zhǔn)、及時(shí)能夠給施工以及養(yǎng)護(hù)過(guò)程當(dāng)中使用溫度控制對(duì)策帶來(lái)一定的科學(xué)根據(jù)，對(duì)于控制混凝土的裂縫具備關(guān)鍵的意義?；炷翜y(cè)溫的間隔時(shí)間為：混凝土澆筑升溫時(shí)期（1-3天）大致在2-3小時(shí);混凝土的降溫時(shí)期大致在6-8小時(shí);與此同時(shí)還需要測(cè)量混凝土表面的溫度。如果測(cè)得的溫度連續(xù)下降或者是上升的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)合理增加溫度測(cè)量的次數(shù)。測(cè)溫應(yīng)該做好詳盡的記錄并且整理溫度測(cè)繪曲線(xiàn)圖。

在各種溫差到達(dá)15℃的時(shí)候應(yīng)該預(yù)警，到達(dá)20℃的時(shí)候應(yīng)該報(bào)警;混凝土內(nèi)部的最高溫度達(dá)到了55℃的時(shí)候應(yīng)該預(yù)警，超過(guò)了60℃應(yīng)該報(bào)警;如果產(chǎn)生了預(yù)警情況或者是報(bào)警情況的時(shí)候，應(yīng)該立刻對(duì)于外部蓄水養(yǎng)護(hù)溫度以及冷卻管的溫度開(kāi)展合理的調(diào)節(jié)，保證混凝土內(nèi)部的溫度以及外表溫度的差值在合理范圍、混凝土內(nèi)部的溫度都在合理范圍之內(nèi)、混凝土外表面跟環(huán)境溫度差值在合理范圍。經(jīng)過(guò)檢查可以知道，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何的溫度裂縫。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，大體積混凝土施工是一項(xiàng)繁瑣、系統(tǒng)的工程，受到環(huán)境的影響比較大，溫度場(chǎng)的梯度大，非常容易出現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)有害的裂縫并且非常難以維修。在施工當(dāng)中需要結(jié)合工程的具體特征嚴(yán)格結(jié)合規(guī)定開(kāi)展，根據(jù)工程的特征使用相對(duì)應(yīng)的技術(shù)對(duì)策，進(jìn)而確保大體積混凝土的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

姜宇芝（1990.10-），民族：漢，學(xué)歷：本科，研究方向：港口與航道。