云南元江大桥2号墩承台温控技术总结

元江大桥2#主墩承台大体积混凝土温控技术总结 摘 要：主要介绍元江大桥2＃主墩承台大体积混凝土温控施工 主题词：元江大桥 承台大体积砼 温控 一、前言 云南元江大桥2#墩承台长23.2m，宽18.2m，高5.0m的钢筋砼结构，砼设计标号为C30，砼方量为2111.2m3。承台基础为20根钻孔灌注桩。由于浇筑能力的影响（现场设两台50m3/h搅拌站两台），承台分两次浇筑完成。 承台施工属大体积砼，为避免承台砼不出现有害温度裂缝，我们委托武汉港湾设计研究院对承台砼进行了内部温度场及仿真应力场计算，并根据计算结果确定了承台砼不出现有害温度裂缝的温控标准，相应制定出了现场温控措施。 二、温控计算 承台砼在施工过程中，由于水化热的作用，其内部温度变化历经升温期、降温期、稳定期三个阶段。与此同时砼的体积亦随之伸缩，若砼体积变化受到约束，就会产生温度应力。如果该应力超过其同期砼的劈裂抗拉强度，砼就会出现温度裂缝。因此大体积砼必须采用温控防裂措施，而温控计算则是防裂措施的基础。 温控计算采用武汉港湾工程设计研究院开发的《大体积砼施工期温度场及仿真应力场分析程序包》进行。该程序已多次运用于工程当中，计算温度场与实际相差2~3℃之内，应力场与实际相差在10％以内。 1、计算条件 a．根据承台结构特点，取1/4进行计算； b．基岩按强风化岩考虑，其弹性模量取25Gpa； c．砼按两层浇筑，浇筑厚度分别为2.5m,2.5m； 2、温度场主要特征 砼浇筑后一般在3天后即达到温度峰值，温峰持续8h后温度开始下降，初期降温速度较快，以后降温速率逐渐减慢，至15～20天后降温平缓，温度趋于准稳定状态。第一层砼内部最高温度约为59ºC，第二层砼内部最高温度约为63ºC。 3、力场主要特征 砼应力计算显示，砼应力最大值出现在第一层底部和第二层中部。 第一层砼最大温度主拉应力（Mpa） 龄期（d） 7 14 28 56 84 112 168 应力 0.5 1.1 1.3 1.7 1.9 2.0 2.0

第二层砼最大温度主拉应力（Mpa） 龄期（d） 7 14 21 35 63 105 133 161 应力 0.4 0.8 0.9 1.1 1.4 1.7 1.8 1.8 4、结果分析 根据计算结果，承台砼早期（14天左右）最大温度应力为1.1Mpa，而此时C30砼劈裂抗拉强度1.5-2.0Mpa，抗裂安全系数K≥1.4，后期也有1.5以上的抗裂安全系数，不会产生有害温度裂缝。 5、温度控制标准 根据计算成果，在施工期内为保证承台不出现有害温度裂缝，本工程采取如下温控标准： 5．1砼最大绝热温升不应超高42℃； 5．2砼内表温差不超过25℃； 5．3砼降温速率不超过2.0℃/d。 5．4水泥入场温度不应超过50℃，否则应采取相应措施； 5．5砼浇筑温度不超过20℃，否则应采取相应措施； 三、现场温控措施 1、优化砼配合比，降低水化热温升 合理选择砼原材料，选择级配良好的砂、石料，降低水泥用量；选择优良的砼外加剂，控制砼配合比，节约水泥用量，是降低砼内部水化热温升的重要环节，因此必须进行砼配合比优化设计。 1.1.砼原材料选择及质量控制 a.水泥：采用开远水泥厂生产的425矿渣水泥。水泥使用温度不得超过50℃，否则必须采取措施降低水泥温度。水泥应分批检验，质量应稳定。如果存放期超过 3个月应重新检验。 b.粉煤灰：采用昆明电厂的Ⅱ级粉煤灰。粉煤灰入场后应分批检验，质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-91）的规定。 c.砂：采用小寨子产中粗砂。细度模数为2.3-3.1，属Ⅱ级配范围，含泥量≤2%，其它指标必须符合规范规定，砂来源必须稳定，入场后应分批检验。 d.石：采用干坝石场石灰岩碎石。石子颗粒级配为5-30mm连续级配或二级配。其级配必须优良，来源应稳定。石子必须分批检验严格控制其含泥量不超过1.5%。如果达不到要求，必须用水冲洗合格后才能使用，其他指标必须符合规范要求。 e.外加剂：掺加缓凝型高效减水剂FDN-5。固体外加剂入场后应分批堆放，分批检验，如发现异常情况应及时报告。外加剂在使用前称量分包，在砼搅拌过程中采用后掺，配制应有专人负责，做好配制记录；若直接使用固体外加剂，则需提前分袋称好。 f.水：拌和用水必须通过严格检验并符合有关规范规定。 1.2砼配合比 砼应具有良好的粘聚性，不离析、不泌水。初始坍落度应控制在16-18cm，初凝时间应大于15h。施工拟采用配合比如下： 部位 砼标号 配合比 水泥 (kg/m3) 粉煤灰 (kg/m3) FDN－5 (kg/m3) 坍落度 (cm) 抗压强度 (Mpa)

承台 C30 0.44:1:1.72:2.47 350 70 0.6 20

7d 28d

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1.3 现场砼施工要求 a.砼拌制配料前，各种计量器具请计量部门重新标定，使计量误差符合规范要求，施工当中严格控制砼质量，使其和易性满足施工要求。坍落度检验在出料口进行，每班3次，拒绝使用坍落度过大或过小的砼料。及时检测粗、细骨料的含水率，随时调整用水量。 b.浇筑前对模板、钢筋、预埋件、监控元件及线路等进行检查，同时应检查仓面内冲毛情况，及是否有碎渣异物等，检验合格后才能开盘。 c.自高处向模板内倾卸砼时，为防止砼离析，按以下要求进行操作：①当直接 从高处卸料时，高度不应超过2m；②当高度超过2m时，应通过串筒、溜管等措施；③在串筒出料口下面，砼堆积高度不应超过1m，及时摊平，分层振捣。 d.砼按规定厚度、顺序和方向分层浇筑，必须在下层砼初凝前浇筑完毕上层砼。如因故停歇，时间超过砼初凝时间时，仓面砼应按工作缝处理。砼分层浇筑厚度不宜超过0.3m，并保持从仓面一侧向另一侧浇筑的顺序和方向。 e.浇筑时采用振动器振捣振实：①使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5-10cm距离，避开预埋件或监控元件10-15cm，应插入下层砼5-10cm；②对每一部位砼必须振动到密实为止，密实的标志是：砼停止下沉，不再冒气泡，表面呈平坦、泛浆。 f.在浇筑过程中必须及时清除仓面水。 g.严格按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）要求进行层间水平施工缝处理。 h.砼浇筑完毕后，自砼初凝以前应进行二次振捣。 1.4 现场砼浇筑温度的控制 在每次开盘之前，试验室要量测水泥、砂、石、水的温度，专门记录，计算其出机温度，并估算浇筑温度，计算方法如下： ①混凝土的出机温度T0

TO=(0.20+QS)WSTS+(0.20+Qg)WgTg+0.20WCTC+(WW-QSWS)TW/0.20(WS+WG+WC)+WW

式中：QS、Qg分别为砂、石的含水量，以%计； WS、Wg、WC、TW分别为每方砼中砂、石、水泥和水的重量（粉煤灰计入水泥中） TS、TG、TC、TW分别为砂、石、水泥和水的温度 ②混凝土的浇筑温度 Tp=To+(Tn-tO)(θ1+θ2+θ3+……+θn) 式中：Tn混凝土运输和浇筑时气温： θ1、θ2、θ3、θn——有关的系数，其数值如下： a. 混凝土装、卸和运转，每次θ=0.03 b. 混凝土运输时θ=Aτ，τ为运输时间以分钟计，A参照下表： c. 浇筑过程中θ=0.03τ，τ为浇筑振捣时间以分钟计。 本工程施工中采用泵送混凝土。 当浇筑温度超过20℃控制标准时，砼浇筑选在夜间20时以后开盘，并严格控制砼原材料的温度，水泥要求水泥厂家出厂前放置一段时间；砂、石料要采取遮阳措施，防止太阳直晒；拌和水采用深层江水，白天温度更高时采取加冰块降温措施，使水在池内静置12-24小时，以降低水的入模温度。 2、埋设冷却水管及其要求 2．1根据砼内部温度分布特征，宜在每层砼中埋设两层冷却水管，冷却水管为Φ32mm的薄壁钢管，其水平间距为0.9m，冷却水管距砼表面应大于1.0m，每根冷却水管长度不宜超过200mm，冷却水管进出口应集中布置，以利于统一管理。冷却水管布置图如下： 2．2冷却水管使用及其控制 ① 冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水； ② 砼浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，各层砼峰值过后即停止通水，通水流量应达到25L/min，通水时间根据测温结果确定； ③ 严格控制进出水温度，在保证冷却水管进水温度与砼内部最高温度之差不超过30℃条件下，尽量使进水温度最低； ④ 待主通水冷却全部结束后，应采用同标号水泥浆或砂浆封堵冷却水管。 为保证冷却水的初期降温效果，项目部提前成立专门班子，专人负责，优化冷却水管的管路布置，合理选择水泵，并配备检修人员，准备1-2台备用水泵，若管路出现故障能及时排除，保证冷却系统正常工作。 3、控制砼浇筑间歇期 各层砼浇筑间歇期应控制在7天。 4、保温 砼各侧面进行保温覆盖，做法如下：砼侧面采用吊挂麻袋外包一层彩条布保温，并推迟拆模时间，拆模时间20天，拆模后涂刷养护液并及时保温覆盖，以满足内表温差要求，且拆模时间选择白天中温度较高时段。 5、养护 养护对砼强度正常增长及减少收缩裂缝具有重要意义，因此施工中十分重视砼的养护工作。承台顶面尽量蓄水养护，侧面采取洒水养护，防止砼出现裂缝。 6、砼温控施工现场监测 6．1温度测试内容 根据温度计算成果，为做到信息化施工，真实反映各层砼的温控效果，以便出现异常情况及时采取有效措施，本工程在承台砼中布设温度测点。共在承台中布置60个温度测点。测点布置在1/4范围并沿水平方向布置，测点布置图如下：