引言:
浙贛線電氣化改造工程Z11合同段的小港口大橋地處豐城市小港鎮(zhèn),全橋長360.2m,橫跨小港河,該橋上部構(gòu)造為砼簡支箱梁,跨徑24m,下部構(gòu)造:圓端形大體積獨立墩,臺為重力式橋臺每個墩、臺砼在100㎡方以上,如何控制砼施工質(zhì)量,確保砼表面不出現(xiàn)裂縫,是本工程關(guān)鍵所在。
1、大體積砼裂縫產(chǎn)生的原因分析
砼裂縫按產(chǎn)生的原因可分為兩類:一是結(jié)構(gòu)裂縫,由為部荷載引起,包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主應(yīng)力以及其他結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫.二是材料裂縫,由非受力結(jié)構(gòu)變形引起的例如溫度、濕度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起,這種裂縫的形成是一個漸進的過程與環(huán)境的變化,約束的信息狀態(tài)息息相關(guān)。
在小港口大橋的施工中,我們發(fā)現(xiàn)按照裂縫產(chǎn)生的時間可分為硬化前裂縫、硬化過程裂縫、完全硬化后裂縫。
(1)硬化前裂縫
下沉收縮縫,在砼澆注后的1至2小時內(nèi),當砼尚未凝固期間,沿鋼筋的走向砼表面產(chǎn)生的裂縫,這是由于砼澆注后收縮引起的。在鋼筋的上方與其周圍的收縮差而發(fā)生的裂縫,這時砼尚未凝固,在其表面又發(fā)現(xiàn)細微張裂,這往往是水分從砼表面蒸發(fā)而產(chǎn)生。其影響的因素很多,拌和物的用水量、水泥的用量、振搗情況、大氣溫度及其它一些因素,在夏季高溫天氣下尤為明顯,這時候就要加強澆水養(yǎng)護,保持濕潤。
?。?)溫度應(yīng)力造成的裂縫
水泥水化過程中的水化熱造成表面和內(nèi)部的溫差,砼中心溫度很高而表面溫度低,出現(xiàn)溫度梯度,在施工過程中防止大體積砼裂縫的產(chǎn)生是我們主要的控制環(huán)節(jié)。
?。?)干縮裂縫
干燥收縮裂縫,此種裂縫由表面逐步擴展到內(nèi)部,由于濕度梯度,造成砼表面收縮大內(nèi)部收縮小,致使表面受到拉應(yīng)力,當拉應(yīng)力大于砼的抗拉強度(軸拉、彎拉)時砼表面便出現(xiàn)裂縫。
?。?)鋼筋銹蝕裂縫
主要是鋼筋受到腐蝕造成的裂縫,在施工中一定要確保鋼筋的保護層厚度,這是避免此種裂縫產(chǎn)生的唯一措施。
2、防治措施
針對以上砼裂縫產(chǎn)生的原因,結(jié)合我們的工程特點,我們主要采取了以下的防治措施,重點是防止砼的溫度裂縫和收縮裂縫。
?。?)嚴格控制原材料質(zhì)量
由于拌和站嚴格控制砼原材料的質(zhì)量和技術(shù)標準,選用低水化熱水泥,優(yōu)選摻合料,粗細骨料含泥量盡量減少,細致分析砼集料的配合比,控制水灰比,減小坍落度,合理摻加減水劑。具體如下:
用降低水泥用量的方法來降低砼的絕對升溫值,這樣可以使砼澆筑后的里外溫差和降溫速度控制的難度降低,強度等級在C20~C35的范圍內(nèi)選用水泥不超過380kg/m3.
水泥應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的礦渣水泥配置大體積砼。所用的水泥應(yīng)進行水化熱的測定。水泥水化熱測定按國家標準《水泥水化熱試驗方法(直接法)》測定,配置砼所用水泥7天的水化熱不大于250kJ/kg.
摻合料及外加劑:摻合料主要是粉煤灰,其可以提高砼的和易性,大大改善砼的工作性和可泵性,同時可以代替水泥用量降低水化熱,摻用量是水泥用量的15%,降低水化熱15%左右。外加劑主要指減水劑和緩凝劑,砼中摻入水泥重量的0.25%木鈣減水劑,不僅使砼工作性能有明顯改善,同時又減少10%的拌和用水,節(jié)約10%左右的水泥,從而降低了水化熱。一般泵送砼為了延緩凝結(jié)時間則要加緩凝劑,反之凝結(jié)時間過早將影響砼澆筑面的黏結(jié),易出現(xiàn)層間縫隙,抗裂和整體性下降。
?。?)合理安排砼的澆筑環(huán)境
夏季砼澆筑安排在1天中溫度最低時(一般安排在夜間),最大限度的降低砼入模溫度,加強砼的振搗,使用二次振搗技術(shù),利用平板振動器振搗,提高砼的密實度。
(3)控制砼入模溫度
該工程墩臺施工時我們采取了一定的措施控制砼入模溫度,有效控制了水化熱的釋放速度。具體措施為:一是冷水澆砂、石子,二是砼輸送管道距離要短,注意盡量減少拐角,在管路支架上設(shè)套管,減少由管路輸送增加摩擦而產(chǎn)生熱值,澆筑溫度控制在27℃以內(nèi),使實際入模溫度略低于大氣溫度1-3℃,從而推遲水化熱峰值出現(xiàn),時間2天左右。
?。?)嚴格溫度監(jiān)控
在砼澆筑前后采用JDC-2建筑電子測溫儀測量砼內(nèi)部溫度,檢測砼表面溫度與結(jié)構(gòu)中心溫度,以便采取相應(yīng)措施,保證砼施工質(zhì)量,控制砼內(nèi)外溫差。測溫時在砼溫度上升階段每兩小時測一次。溫度下降階段每4小時測一次,同時測大氣溫度。所有測溫點均編號,進行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。實際測溫時砼中心溫度高為71℃,砼表面溫度為49℃,大氣溫度32℃。
?。?)合理的振搗方法
為保證砼密實度,采用行列式或梅花式進行振搗。在每次澆筑時(橋臺、承臺)設(shè)4臺振搗棒,一臺在澆注點,兩臺在振搗流淌部分,一臺在后面補振,振距為500mm振搗上層砼時,振搗棒應(yīng)插入下層砼至少50mm,使上下層結(jié)合成一體,振搗時間在20s~30s,待出現(xiàn)反漿后,砼不在下沉為準,防止漏振和過振。振搗密實后,用抹子和長木掛平,壓實2至3遍。
?。?)保溫保濕養(yǎng)護
作好養(yǎng)護工作,采用蓄水方式進行,并在砼表面覆蓋一層塑料布,一層麻袋片,同時根據(jù)溫差情況及時對砼表面覆蓋厚度進行增減,砼內(nèi)外溫差及砼表面溫差與大氣溫差均不得超過25℃,當發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差達到25℃時,應(yīng)立刻增加覆蓋,當溫差降到20℃以下時可拆除部分覆蓋,以加速降溫,如此反復(fù),因注意速率不大于2℃/h,該工程已完成8個月,至今尚未發(fā)生裂縫。
3、施工總結(jié)
?。?)建立健全管理網(wǎng)絡(luò),加強科學施工,施工前編制可行的施工方案,明確分工,各負其責。
(2)大體積砼施工測溫是必不可少的一項工作,加強砼表面保濕、保溫來減少內(nèi)外溫差不超過規(guī)范的25℃是控制裂縫的有效措施。
(3)對于砼的裂縫控制與防止,
?。?)大體積砼施工測溫是必不可少的一項工作,加強砼表面保濕、保溫來減少內(nèi)外溫差不超過規(guī)范的25℃是控制裂縫的有效措施。
?。?)對于砼的裂縫控制與防止,和設(shè)計施工砼拌和站密切配合,只要設(shè)計增加構(gòu)造措施,堅持小規(guī)格小間距配筋,避免應(yīng)
應(yīng)力集中,施工時在澆筑、振搗、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)做好,拌和站從配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手進行控制,砼的裂縫在一定程度上得到避免。