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1、桥梁工程大体积混凝土论文集大体积混凝土浇筑技术 作者：TOG转贴自：internet点击数：1142更新时间：2004-2-17文章录入：云南建筑网 摘 要：C40级超厚大体积混凝土浇筑，为避免混凝土产生有害结构裂缝，在原材料选用与配合比设计，混凝土供应与浇筑，混凝土内部温度检测与表面养护等方面采取了有效的措施。 关键词：大体积混凝土浇筑基础裂缝水化热监测 Foundation Placement Technique of Mass concrete for Jianfu Plaza Kang Jinrong(China Fujian Corporation for International

2、 Techno-economic Cooperation) Absstract：This article describes the effective measures taken on the material selection & mixing proportion design,concrete supply and placement,tempere monitoring inside concrete and curing,etc.Aspects,for Gor Grade 40 (C40) extra-thickness mass conxrete placement,in o

3、rder to prevent from occurring the harmful structrual cracks. Keywords： Mass concrete, Concrete placement,foundation cracks,hydration of heat,monitoring. 福州建福广场位于福州市古田路。建筑平面基本上为正方形。地上28层，地下2层。为全现浇外框内筒结构。基础底板总面积约为2300m2(49.247.8)，其砼总量约为3900m3。整个基础由内核心筒体区域的一个大承台(面积约600m2)，周边众多小承台及各承台间的底板组成。底板混凝土厚0.6m，

4、承台处混凝土厚达2.5m，砼设计强度等级为C40。 基础底板混凝土强度高，厚度和体积大，施工时正值寒冷春季，突出难度如下： 降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值(25)以内，存在3个极不利因素：底板(承台)混凝土超厚，要一次性浇筑，混凝土内部温度不易散发；混凝土强度等级高，一般需用硅525或硅425水泥，水化热高；春季施工，环境温度低，混凝土内表温差大。在这些因素综合作用下，混凝土内部必然形成较高的温度，存在着产生裂缝的危险。为防止混凝土产生裂缝(表面裂缝和贯穿裂缝)，就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑。为此，我们编制了较为完整的施工方案

5、。 1.C40大体积混凝土配合比设计及试配。 为降低C40大体积混凝土的最高温度，最主要的措施是降低混凝土的水化热。因此，必须做好混凝土配合比设计及试配工作。 1.1.原材料选用。 1.1.1.水泥：C40大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，并尽可能减少水泥用量。本工程选用525号炼石水泥。 1.1.2.细骨料：宜采用区中砂，因为使用中砂比用细砂，可减少水及水泥的用量。 1.1.3.粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径5-20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。 1.1.4.含泥量：在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土

6、的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1以内，砂的含泥量控制在2以内。 1.1.5.掺合料：应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，并且混凝土的28天强度基本能接近混凝土标准强度值。故本工程采用60天龄期的混凝土强度来代替28天龄期强度，控制温升速率，推移温升峰值出现时间。 1.1.6.外加剂：采用外加UEA技术。在混凝土中添加约10的UEA。试验表明在混凝土添加了UEA之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，这样相应地提高混凝土抗裂强度。 1.2.试

7、配及施工配合比确定： 根据试验室配合比设计，每立方米混凝土配合比为525号水泥400kg，连续级配碎石(粒径520mm)1060kg，掺合料73kg，外加剂6kg，水170kg，坍落度160180mm。 2.温度预测分析： 根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用3DTFEP程序对混凝土施工期温度场及温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，进行保温养护优化选择。根据计算，拟先在混凝土表面铺一层塑料薄膜，中间覆盖12层麻袋，上面再铺一层塑料薄膜。 3.大体积混凝土施工方法： 3.1混凝土浇筑方案： 由于承台混凝土厚达到2.5m，内部水

8、化热温升偏高，内表温差和降温速率不易控制，同时考虑基坑支护已有偏移，必须尽快浇筑底板，但商品混凝土供应有问题，故确定混凝土浇捣分三个阶段进行；第一阶段浇捣周边小承台的下层部分(即底板底面高程以下的部分。下同)；第二阶段浇捣大承台的下层部分；第三阶段在大中承台的下层部分浇捣后，紧接着从大承台往边扩散，浇捣整个基础的底板部分(包括大小承台的上层部分)。 3.2.混凝土浇筑： 为了使混凝土浇筑不出现冷缝，要求前后浇筑混凝土搭接时间控制在5小时内(初凝时间8小时)，因此，混凝土浇筑前经详细计算安排浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间，实施了以下浇筑主案。 3.2.1.第一阶段：两台

9、混凝土输送泵(另备用2台)，10辆罐车，另备用2辆，每个承台独立浇筑。 3.2.2.第二阶段：自北向南采用斜面分层(分四层)浇筑，用“一个坡度、薄层浇筑，一次到顶”的方法。采用两台输送泵(另备用2台)布料，18辆罐车，另备用5辆。每台输送泵控制范围6m。 3.2.3.第三阶段： 3.2.3.1.底板从北向南顺序浇捣，以4轴为界，每台输送泵控制范围6m宽度浇筑前进。 3.2.3.2.中心承台均覆盖完成后，从D(C)轴中心筒体边缘浇捣至A(I)轴。 3.2.3.3.余下部分均按每道6m宽度浇筑前进。 本阶段采用两台输送泵布料(另备用2台)，18辆罐车，另备用5辆。 3.3.混凝土振捣要及时，同时不

10、漏振，但也不能过振，防止离析。 3.4.混凝土表面处理： 大体积混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后34h内初步用水长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂，并按规定覆盖养护。 4.混凝土内部温度监测： 在核心筒大承台范围垂直埋设9根测杆(编号为A1I1)，另选 2个小承台各埋入1根测杆(编号为A2、B2)，每根测杆沿混凝土的厚度设5个测点(如图b示意)，合计11根测杆55个混凝土内部温度测点；同时在混凝土外部设置气温测点2个，保温材料温度测点2个及养护水温度测点1个，总计60个工作测点。另设60个备用用测点。所有工作测点都通过热电偶补偿导线与设置在测试房的微机数据采集仪

11、相联接，温度监测数据由采集仪处理后自动打印输出。现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析，每隔一小时打印输出一次每个测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。 5.养护措施： 5.1.第一阶段施工完毕后，因承台混凝土表面位于底板面层钢筋以下60cm处，无法覆盖保温材料，于是在浇筑后45h采取间断浇热水的措施，尽量控制温差。其间出现过温差25，及时采取了措施(水温加高，并用碘钨灯照射)，温差控制在25内。 5.2.第二阶段与第三阶段的施工间断很短，几乎连续浇筑。当第三阶段混凝土浇捣后45h内(根据实践表明，在混凝土初凝前及时覆盖

12、，效果更好。)，表面抹面后，浇温水保养后，表面及时铺一层塑料薄膜，中间覆盖12层麻袋(底板区域1层，承台区域2层)，上面再铺一层塑料薄膜进行保温。在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差(内表温差达23时就发警报)，及时浇水保持混凝土温润。其间大承台温差大于25，采取了灯照和上搭2m高塑料保温棚，将温差控制在25内。 6.健全施工组织管理： 在制订技术措施和质量控制措施的同时，还落实了组织指挥系统，逐级进行了技术交底，做到层层落实，确保顺利实施。 7.混凝土的监测结果 7.1.混凝土浇筑温度为1321，混凝土浇捣及养护期间环境温度日平均为10.122.3。 7.2.小承台下层部分：中心混

13、凝土最高温度为60.0，面层混凝土最高温度为37.4，底层混凝土最高温度为49.2。小承台上层部分：中心混凝土最高温度为49.2，面层混凝土最高温度为48.4。大承台区域：中心混凝土最高温度为70.5，面层混凝土最高温度为57.2，底层混凝土最高温度为52.6。从监测结果可看出：一般地，混凝土厚度越厚，体积越大，其内部的水化热温度峰值就越高。 7.3.随着混凝土厚度、体积的增大，其内部热峰值出现龄期也相应延长：小承台上层部分(混凝土厚度为0.6m)中心热峰出现龄期为1天，小承台下层部分(混凝土厚度为1.9m)中心热峰出现龄期约为2天，大承台区域(混凝土厚度为2.5m)中心热峰出现龄期为33.5

14、天。 7.4.小承台的下层部分混凝土浇捣后，因商品混凝土的供应接不上，混凝土施工被迫停了一周时间。在上层部分混凝土浇捣前，由于下层部分临时表面位于基础面层钢筋网下方0.6m处，无法覆盖保温材料，于是采取现场烧热水间歇浇洒的养护措施以提高面层混凝土温度，其内表温差基本被控制在25以内。 7.5.小承台的上层部分混凝土厚度薄(只有0.6m厚)，表面又得到很好的保温，因而内表温差极低，基本在10以下，最大为13.2。 7.6大承台区域混凝土也分上下两层浇捣，但由于间歇时间极短(只有46小时)，分层的影响不明显。混凝土浇捣后很重视保温养护工作，在前17天龄期内全区域的内表温差均控制在25以内，因养护期

15、间遇阴雨天气，混凝土表面基本处于水养护状态，保湿良好。 8.施工中应注意的问题： 8.1.混凝土浇筑不应留冷缝，保证浇筑的交接时间，应控制在初凝前。 8.2.保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。 8.3.及时发出温控警报，做好覆盖保温及保湿工作，但覆盖层也不应过热，必要时应揭开保温层，以利于散热。 8.4.保证混凝土供应，确保不留冷缝。 8.5.做好现场协调、组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行。 9.结束语： 经现场检查，本基础未发现温度变形裂缝。实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效

16、技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生，达到良好的自防水抗渗效果。另外，外加剂方面也可以糖类缓凝剂,养护分三个阶段用3种水温养护。 大体积混凝土坝质量问题及其处理魏廷琤建国50年来，全国各地在大中型水利枢纽工程建设中取得了巨大的成绩，形成了一支水利枢纽工程勘测设计施工及科学研究的队伍，这支队伍在实际锻炼中取得了丰富的经验。提高了水平，在水工建设方面，我国有可能在较短期间内赶上世界先进水平。在水利枢纽建设取得伟大成绩的同时，由于同期建设的工程数量多、规模大、而且经验不足，技术工作与管理工作不能满足客观的需要，因而也获得了不少有益的经验教训，各种类型的质

17、量问题的处理就是其中之一。无论是已建或未建的工程，在发现有质量问题以后应当进行妥善的处理，因而全国普遍采取了质量问题的检查，并且严肃认真地进行质量问题的补强处理，为了总结经验，避免今后在工作中走弯路，有必要实事求是的就各工程(无论是已成的或未成的)的具体质量问题及其处理，进行具体分析，从中找到有益的经验，并得出必要的结论。1 大体积混凝土坝施工质量问题的成因及其后果施工质量事故，在目前施工条件下，在一般混凝土大坝施工中虽属很难完全避免的，但是严重的带有原则性的施工质量事故，必须切实而有效地加以防止，要防止混凝土大坝施工质量事故，首要的是正确分析产生施工质量事故的原因。1.1混凝土大坝施工质量事

18、故的原因，一般来讲有主观的原因和客观的原因在主观方面，首先是领导骨干对保证混凝土大坝施工质量的重要意义认识不足，不能有效地贯彻“百年大计质量第”的基本建设方针，片面地强调进度而放松了质量；其次在广大职工群众中缺少必要的、经常的质量问题教育，不善于运用群众路线的工作方法来保证质量；第三，组织机构及检查制度不健全，质量问题没有得到各级领导应有的重视，或在工作中得不到应有的支持。在客观方面，技术力量和机械设备不能适应施工需要，缺少正确的、符合实际情况的技术规程等等。要彻底解决质量问题，还必须对下列若干生产工艺问题、技术处理问题给予特别注意，认真加以改善。1.2防止质量事故应注意的问题(1)在混凝土生

19、产方面混凝土生产是决定混凝土质量的首要因素，大坝混凝土质量问题很多是由于混凝土生产不合质量要求而引起的，混凝土生产包括原材料准备及生产工艺两个方面，在这两个方面任何方面降低质量要求都将导致降低强度标号及其他各项力学指标，容易产生裂缝、透水性强、易剥蚀风化等严重缺陷，影响大坝安全。原材料准备包括水泥、水泥掺和料、砂石骨料外加剂、拌和用水等需要的原材料，以及供冷、供热等准备工作，其中水泥的品种尤为重要，大坝混凝土应当采用低发热量、低含碱量、初期强度高、塑性性能好、初凝期长的特制大坝水泥，其化学成份的控制最好能作到 C2S十C3S80，C3A5，C4AF15，水泥供应品种不宜过多过杂，水泥运进工地以

20、后应当严格地进行检验，并进行混凝土试验。砂石骨料的准备工作包括骨料本身质量以及开采加工的质量，粗粒径的骨料无论是采用块石加工或卵石，首先要保证骨料强度以及其他物理力学指标满足混凝土的设计要求。软弱颗粒以及针片状颗粒不能超过规范规定，并要严格控制无定形二氧化硅比率，否则会降低混凝土的各项力学指标，或引起破坏混凝土结构的碱性膨胀；其次，在开采加工方面，要严格按照混凝土设计级配的规定分极，超径和逊径必须有效地加以控制，决不允许超过规范规定，超逊径比率过大往往是降低混凝土质量的重要因素，细颗粒骨料(砂料)应当采用级配比较均匀的中粗砂，如果砂料的细度变化过大，级配组成不好，则应当进行分选采用多级配，水泥

21、掺和料应当采用经过试验的、符合要求的活性材料，否则掺用不合格料也会大大影响混凝土的强度和寿命，其他外加剂(加气剂、塑化剂、减水利)、拌和用水，也应当保证质量使之符合设计要求。在工艺方面应当严格控制称量、加水量、拌和时间以及搅拌的均匀程度，特别是采用半机械化生产方法时，更应当特别注意。无论是采用自动控制称量，或人工称量都必须达到规定的精确度。用水量过多，水灰比过大将会造成混凝土泌水、灰浆流失、干缩等质量问题，严重影响混凝土的质量，搅拌混凝土时往往为了图方便而多加水，这是最常见、最有害的质量事故。拌和时间不够，搅拌不均匀，骨料分离也将严重地降低混凝土的质量。(2)在混凝土浇筑方面 由于混凝土浇筑工

22、艺不良而立模形成的大坝混凝土质量问题是一种最易发生的质量问题。浇筑工艺包括运输、浇灌、平仓、振捣等，混凝土运输路线过长、时间过久易引起骨料分离、出现初凝现象；浇灌方法不当，相应的平仓振捣不合要求时，则易产生灰浆损耗过多、不密实、初凝冷缝等事故，国内混凝土大坝施工有不少这样的经验教训，如利用自卸卡车直接运送混凝土入仓，利用不符合质量要求的皮带机运送混凝土人仓，采用高差很大的溜管浇灌等等均易造成上述浇筑事故。在乎仓振捣方面，仓面不平正，灰浆分离；振捣不密实，特别是大面积漏震等浇筑事故，也会造成较为严重的大坝质量问题。在发生初凝以后，进行强迫振捣的做法对混凝土结构也是有害的。要防止浇筑过程中产生严重

23、的质量问题，首先应当进行合理的混凝土施工设计，选定浇筑方案，包括分缝、分块浇筑方法及施工设备选择等，广泛采用高新技术、加强自动监测和控制，全面控制总进度和工艺流程等，根据设计方案进行施工准备工作，并拟定混凝土施工规程，严格按照设计规定及施工规范施工，全面推行现代化的、科学的工程管理。(3)在温度控制方面 为了防止大坝产生危害性较大的温度裂缝，必须严格控制混凝土的温度及温度应力。温度问题应当视作保证大坝混凝土质量最重要的问题之，温度裂缝是必须防止而且也是可能防止的。(4)在保养方面 新浇混凝土的保护和养护对防止产生质量问题具有非常重要的意义，寒冷季节对混凝土应当采取有效的防冻措施。在新浇筑混凝土

24、表面进行保护，防止气温骤降、寒冷气流冲击混凝土，这是防止产生严重温度裂缝的一项重要措施。夏季浇筑混凝土应当采取降温措施，在新浇混凝土的表面，应防止烈日暴晒，予以必要的有效保护。间歇期间与拆模以后应当不间断地进行养护，经常保持混凝土表面湿润，防止因干缩而发生裂缝，混凝土保护问题应当视作一项专门的科学研究问题，展开长期的试验研究工作。2大坝施工质量问题一般处理方法及其效果混凝土大坝施工过程中产生质量问题以后，必须进行补强处理，根据国内外经验，质量事故经补强处理以后可以达到安全运转，但不能与完好混凝土一样，有些还可能后遗一些问题，需要经常进行检修。有人怀疑补强处理效果，甚至由于经验不足而产生否定补强

25、处理的主张。因此在探讨补强处理时应当弄清楚混凝土大坝施工质量问题能不能处理?怎样补强处理?补强处理应当注意那些问题?纠正不注意质量或认为质量问题无法处理好的两种偏差。2.1混凝土大坝施工质量问题能否处理混凝土大坝施工质量问题包括温度裂缝、蜂窝狗洞冷缝等浇筑事故，一般都是可以进行补强处理的。美国的诺里斯坝、方塔那坝，苏联的新西伯利亚水电站以及我国的小丰满大坝都曾发生过较严重的施工质量事故，有些经过补强处理，证明可以安全运转，甚至在第二次世界大战中遭受战争严重破坏的一些混凝土大坝，如苏联的德尼尔彼得罗夫斯克坝经过修复补强以后，仍然可以安全运转。由此可见。通过认真的补强处理，质量问题是能够得到解决的

26、。另外，试验研究结果也证明了混凝土大坝施工质量事故经补强处理后会得到好的效果。例如水泥灌浆在填充裂隙、空间，增强强度、抗渗性方面均证明是有效的，灌浆工艺试验方面，也证明了这些质量事故的可灌性是不容怀疑的，因此水泥灌浆的效果在质量事故处理中应当加以肯定，加上化学材料，灌浆快速，效果明显，因而发展灌浆补强是完全合适的。根据试验，丹江口工程混凝土振捣不密实事故经灌浆处理后，各项力学指标改变的情况如下表：凝土浇筑时发生的初凝事故会留下冷缝，一般冷缝由于张开度很小，且可能有一些影响灌浆质量的冷缝表面膜，因而不易进行灌浆处理。而冷缝最大的危害性在于漏水，使大坝抗滑稳定性遭到破坏，因此在处理冷缝事故时，应当

27、采取措施增强坝体的防渗性。坝体混凝土温度裂缝只要张开度lmm，一般可以采用水泥灌浆进行处理，在试验室中裂缝灌浆试验如下表：缝宽1mm试件尺寸/cm数量龄期灌浆试验间歇期裂缝面抗压强度抗剪强度（垂直压力为0.7MPa)50505062个月灌浆前0.180.26505054302个月1个月灌浆后0.180.29试验成果说明灌浆措施对处理质量问题是有一定效果的，应当特别重视，改进灌浆材料和灌浆工艺措施，以便进一步提高灌浆效果。进行灌浆补强后仍然不能恢复大坝正常运转时，还可以采取其他结构补强措施，根据研究结果，这种措施方法很多，只要采用得当，一般都是有效的。总之，从当前国内外积累的实践经验以及科学研究

28、成果来看，施工质量事故在一般情况下都是可以进行处理的，除有其他方面如规划、设计等问题外，一般并不存在能不能处理的问题。2.2怎样进行混凝土大坝补强处理首先从工作程序来看，第一步应查明质量真实情况，系统地进行检查分析试验研究工作。包括施工记录整理分析研究；坝体混凝土钻孔取样检查及压水试验；肉眼或使用机械、电子仪器观测并作长期记录；第二步在取得足够资料以后，可以分析各坝段存在的问题及其影响，必要时作模型试验验证，确定其补强设计条件；第三步验算各坝段安全情况，并确定其补强措施方案；第四步进行小规模的处理，取得经验并伎处理工艺逐步完善；第五步大规模进行补强处理施工。其次从补强处理的技术措施方面来看：补

29、强灌浆是处理般混凝土质量所必需的，灌浆孔布置采用逐步加密的方法，即在需要补强灌浆的混凝土上钻孔灌浆，钻于孔的排距在第一序钻孔时可以稍大，一般610m2布置一个钻孔；灌浆后进行钻孔检查，遇有必要，在两孔间加密进行第二序第三序钻孔灌浆。在混凝土大坝质量问题十分严重的情况下，单纯采用灌浆措施是难以完全达到预期效果的。例如在坝体渗漏十分严重的情况下，很难设想完全依靠灌浆达到恢复防渗的效果，裂缝情况特别严重，尤其是在平行坝轴线方向贯穿性裂缝时，更不能完全依靠灌浆恢复大坝整体性。少量质量特别坏、不能进行有效处理的还应当考虑挖除，更不是灌浆处理所能解决问题的。例如：第一、大坝上游面防渗结构破坏以后。危害极其

30、严重，特别是建筑物挡水以后，光凭灌浆处理很难完全恢复防渗的效果。要彻底解决防渗问题，无论是在施工期间或运转期间都应当考虑加做防渗护面工程。施工期间在围堰保护之下加作防渗护而工程，在施工技术上是没有很大困难的，只要需要。就应当坚决地做，不能存侥幸思想。在运转过程中如果发现坝体渗漏，而灌浆措施又不能达到预期的效果时，应当考虑放空水库进行补强处理。防渗护面结构措施有多种，根据国内外经验有大体积混凝土或钢筋混凝土而板、薄钢板、钢丝网喷浆、沥青玛蹄脂、塑料护面等。这些措施都有良好的效果，应当根据工程规模、重要性、施工条件、有无放空水库、放空水后对国民经济的影响等条件，进行技术经济比较后考虑采用那一种修补

31、措施。可以放空水库进行修补的大坝，可以考虑用钢丝网喷浆、沥青玛脂护面等简易措施，但在大坝运转期间。如放空水库修理将造成巨大的损失时，一劳永逸地进行彻底处理，因此防渗处理应当根据具体情况分别对待，在坝体渗漏不太严重的情况下，可以采取灌浆补强，一般即能够满足需要。反之，如果渗漏情况十分严重。必须加强防渗护面工程时，应当坚决采取措施，进行补强处理，即使在水库充水以后，也不允许马虎从事。第二，大坝混凝土发生贯穿性裂缝，特别是平坝轴线方向的贯穿裂缝，其性质最为严重，贯穿性裂缝破坏了大坝整体性，如不进行有效的处理，则会引起坝体应力重新分布，在大坝上游面出现危险的拉应力。平行坝轴线方向的贯穿性裂缝单纯依靠水泥灌浆很难满足需要，除非裂缝的部位很靠上游，而裂缝面上压力较大，剪力较小，因为水泥灌浆处理后，缝面上可以传递压力，因而计算稳定可以作为整体来考虑。但对传递剪力则有不同的看法，般认为灌浆以后，缝面上的抗剪强度很低，根据苏联在第二次世界大战以后恢复德尼伯尔水电站所进行的试件试验，裂缝面上允许的