公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

地震模擬臺大體積混凝土施工質(zhì)量控制

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了地震模擬臺大體積混凝土施工質(zhì)量控制范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

地震模擬臺大體積混凝土施工質(zhì)量控制

摘要:模擬地震振動臺大體積混凝土基礎(chǔ)承受動荷載,混凝土裂縫控制尤為重要。文章所采取的一系列防止大體積混凝土裂縫的應(yīng)對措施,經(jīng)實際工程應(yīng)用,這些防開裂措施能有效地控制混凝土施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:振動臺基礎(chǔ);大體積混凝土;溫度監(jiān)測;裂縫控制

1概述

安徽建科院抗震檢測實驗室,位于合肥市蜀山經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。地震模擬系統(tǒng)振動臺是實驗室的主要設(shè)備之一,該設(shè)備為一套臺面尺寸3m×3m的三向六自由度振動臺。振動臺通過8個激振作動器與預(yù)埋在混凝土基礎(chǔ)里的作動器連接件相連接。振動臺基礎(chǔ)采用開口箱形固定基礎(chǔ),外形幾何尺寸為11m×4.8m×7.5m,混凝土強度等級C30,混凝土總用量約1300m3。根據(jù)《大體積混凝土施工標準》(GB50496-2018)相關(guān)條款,本工程屬于大體積混凝土基礎(chǔ)范疇。基礎(chǔ)見圖1、圖2所示。大體積混凝土由于厚度尺寸較大,混凝土內(nèi)部水泥水化產(chǎn)生的熱量較難散發(fā),內(nèi)部和外部溫差導(dǎo)致的溫度變形不一致,從而在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。溫差大到一定程度,混凝土表面拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度時,在混凝土表面會產(chǎn)生有害裂縫,有時甚至?xí)a(chǎn)生貫穿裂縫。而振動臺基礎(chǔ)屬于動載基礎(chǔ),基礎(chǔ)承受振動臺工作時傳遞的動荷載,如果振動臺作動器連接預(yù)埋件與混凝土基礎(chǔ)之間出現(xiàn)裂縫,將極大地破壞振動臺基礎(chǔ)的整體剛性,作動器無法傳遞激振力。因此采取有效措施控制混凝土的溫度應(yīng)力和收縮力,從而防止混凝土裂縫,成為該振動臺基礎(chǔ)施工質(zhì)量的一個重要控制點。

2原材料選擇及配合比設(shè)計

2.1原材料

①為降低混凝土中水泥的水化熱,采用外摻法配置混凝土。使用海螺P042.5低熱普通硅酸鹽水泥,混凝土中摻加適量粉煤灰,在保證膠凝材料總量前提下,降低了水泥用量,從而能降低混凝土水化熱,并且改善混凝土的和易性、可泵性、粘聚性等性能。使用前必須對水泥的強度、安定性、凝結(jié)時間、水化熱等性能指標進行復(fù)驗。②細骨料采用中砂,細度模數(shù)為2.5,含泥量為1.1%,級配區(qū)間Ⅱ區(qū)中砂。③粗骨料粒徑級配為5㎜~16㎜:16㎜~31.5㎜=1:3,試驗含泥量0.1%,且為非堿活性粗骨料。④粉煤灰選用F類二級。外加劑采用高效緩凝、減水型,為江蘇蘇博特PCA-I型;膨脹劑為江蘇蘇博特HME-Ⅲ型。

2.2配合比設(shè)計

經(jīng)試驗室技術(shù)人員多次試配,根據(jù)各種混凝土配合比的性能及強度試驗報告,最終確定采用的配合比如下表。

3澆筑工藝

①根據(jù)振動臺基礎(chǔ)尺寸及振動臺作動器預(yù)埋件安裝工藝要求,混凝土擬分四次澆筑完成。第一次:-7.5m至-6.2m,高度1.3m,混凝土約211m3;第二次:-6.2m至-3.38m,高度2.82m,混凝土約469m3;第三次:-3.38m至-1.6m,厚度1.78m,混凝土約229.8m3;第四次:-1.6m至0m,厚度1.6m,混凝土約207m3?;炷练执螡仓蟠鬁p低混凝土收縮產(chǎn)生裂縫,每次混凝土澆筑間隔20d左右。見圖2所示。②每次混凝土澆筑前重點處理施工縫界面,使混凝土結(jié)合密實牢固。根據(jù)混凝土每次澆筑體量、運輸混凝土?xí)r間及混凝土初凝時間,采用整體分層連續(xù)式澆灌混凝土澆筑方式,每層混凝土厚度為400mm。振搗從澆筑層的下端開始,逐漸上移,以保證混凝土施工質(zhì)量。見圖3所示。③現(xiàn)場采用的是電動插入式振搗器,振搗時,振搗棒應(yīng)呈45°斜插,快插慢拔,插點間距一般在300mm~450mm,插點應(yīng)均勻排列,逐點移動,循序漸進;振搗時間宜為10s~30s,以混凝土表面泛漿和不冒氣泡為準。在混凝土初凝前,進行復(fù)振,將振動棒插入混凝土中,排出混凝土中多余的水分。待混凝土表面收水后,用磨光機或木抹搓平,防止混凝土干縮裂縫出現(xiàn)。

4混凝土內(nèi)外溫差控制措施

4.1降低混凝土的攪拌出機溫度及入模溫度

①除水泥水化熱外,考慮到本工程基礎(chǔ)混凝土澆筑時間恰逢合肥市5月份,攪拌站對骨料可進行噴淋冷水預(yù)冷(但注意做好骨料含水率的測定及施工配合比用水量的調(diào)整),亦可進行覆蓋或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬。②水泥生產(chǎn)出廠后,應(yīng)停置冷卻一周時間后方可使用。③盡量縮短混凝土的運輸時間,運輸罐車如具備條件,也應(yīng)設(shè)置避陽設(shè)施。④使用冷水?dāng)嚢?,摻加相?yīng)的緩凝型減水劑。

4.2加強施工中溫度控制

①在混凝土澆筑完,表面處理好之后,立即用塑料薄膜及土工布覆蓋。塑料薄膜及土工布具有很好的保溫作用,同時對混凝土還具有明顯的保濕效果。這樣混凝土表面可以持續(xù)保持濕潤狀態(tài),緩慢降溫,混凝土徐變特性得到充分發(fā)揮,從而降低溫度應(yīng)力。采用表面覆蓋隔熱保護的方法,避免表面降溫過大,起到了降低內(nèi)外溫差防止裂縫的作用。②鑒于混凝土表面有豎向鋼筋,無法放置板材保溫材料,混凝土澆筑后采用蓄水保溫。根據(jù)《大體積混凝土施工標準》(GB50496-2018)計算蓄水保溫的厚度,安排專人進行管理?;炷琉B(yǎng)護時間不少于14d,并延遲側(cè)模拆除時間,側(cè)模拆除時間不早于7d,采用帶模養(yǎng)護,降低混凝土降溫時間和速度,充分利用混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。③進行混凝土溫度測量,根據(jù)混凝土測溫數(shù)值變化情況,適時調(diào)整蓄水保溫層厚度,控制混凝土表面溫度,從而降低混凝土里表溫差,減小溫度梯度。確?;炷晾锉頊夭羁刂圃?5℃以內(nèi),表面溫度與環(huán)境溫差均控制在20℃以內(nèi),保持降溫速率2℃/d,控制混凝土溫度陡降不超過10℃。通過加強測溫和溫度監(jiān)測管理,以有效遏制有害裂縫出現(xiàn)。④嚴格按照混凝土澆筑施工工藝,安排各施工工序,確?;炷猎跐仓^程中能分層分段進行,便于散發(fā)混凝土水化熱,降低溫升峰值。

4.3提升混凝土的極限拉伸強度

①精選混凝土粗骨料,嚴格控制其含泥量,骨料級配良好。通過加強混凝土的振搗,提高混凝土密實度,增加抗拉強度,減小收縮變形。②混凝土拌制采取二次投料法、澆筑采取二次振搗法,排除混凝土因泌水形成的空隙,提高握裹力,增強混凝土抗裂性;澆筑后及時排除混凝土表面泌水,加強早期養(yǎng)護,提高混凝土早期抗拉強度及彈性模量。

5溫度測量與數(shù)值結(jié)果分析

5.1溫度測量

①結(jié)合振動臺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)幾何特點以及混凝土分層澆筑施工情況,在待澆筑混凝土中布置測溫點位。以第二次澆筑基礎(chǔ)混凝土為例,混凝土澆筑厚度2.82m,測溫位布置平面圖,見圖4所示。每個測位沿混凝土澆筑體厚度方向布置5個測溫點,分別為混凝土上、中、下部及上中、下中部位,上、下部傳感器分別距混凝土上、下表層50mm~100mm,測點豎向間距不宜大于500mm,見圖5所示。溫度傳感器采用熱敏電阻性,與結(jié)構(gòu)鋼筋及固定架金屬體隔離,固定牢固。此外還在混凝土表面及保溫層內(nèi),用水銀溫度計測量混凝土表面溫度及距混凝土面1.5m高的大氣溫度。②根據(jù)現(xiàn)場實際情況,入模溫度測量,每臺班不少于2次。采用直接測溫法測量混凝土豎向上、上中、中、中下、下部溫度,將溫度測試儀的測溫接口與溫度傳感器導(dǎo)線連接,分別測量各測點的溫度,并作記錄。測溫次數(shù)為:混凝土澆筑后每15min~60min測溫一次并記錄。當(dāng)降溫速率大于2℃/d或每4h降溫大于1℃,表里溫度大于25℃時應(yīng)報警,及時調(diào)整優(yōu)化溫控措施。當(dāng)混凝土內(nèi)部最高溫度與外界環(huán)境溫度之間差值連續(xù)3d小于25℃時,且混凝土溫度降低速率小于2℃/d時,且表里溫差小于25℃規(guī)定,停止測溫。

5.2數(shù)值結(jié)果分析

測溫結(jié)束,進行數(shù)據(jù)整理,繪制各測點溫度變化曲線,編制溫度監(jiān)測報告。從混凝土基礎(chǔ)表里溫度變化曲線可以看出,澆筑完2d~3d后,中部測溫點溫度上升速度明顯加快,達到溫度最高點,而后期溫度則緩慢降低。從圖6可知,3#測溫位混凝土內(nèi)部最高溫度73℃,此測溫位里表溫差達25℃,7d區(qū)間混凝土里表溫差變化范圍15℃~25℃。從圖7可以看出,5#測溫位混凝土內(nèi)部最高溫度達72℃,此測溫位里表溫差達24℃,其混凝土里表溫差7d區(qū)間變化范圍20℃~25℃。均符合《大體積混凝土施工標準》(GB50496-2018)的要求。通過以上混凝土測溫度里表溫差數(shù)值結(jié)果分析可以看出,采用一系列控制裂縫措施,可以有效地控制大體積混凝土的里表溫差。

6結(jié)束語

對于大體積混凝土施工裂縫質(zhì)量控制,應(yīng)根據(jù)工程特點,綜合采取一系列措施,諸如混凝土原材料的選取、配合比及澆筑工藝設(shè)計、溫度控制與監(jiān)測、保濕養(yǎng)護等,完全能控制大體積混凝土的施工質(zhì)量。經(jīng)觀察,混凝土設(shè)備基礎(chǔ)未出現(xiàn)裂縫,混凝土質(zhì)量控制適宜有效,滿足設(shè)計要求,可為類似工程施工提供參考借鑒。

參考文獻

[1]GB50496-2018,大體積混凝土施工標準[S].

[2]GB/T51028-2015,大體積混凝土溫度測控技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50204-2015,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4]張自平,程紹革,賀軍,等.大型模擬地震振動臺大體積混凝土基礎(chǔ)施工裂縫控制[J].工程抗震,2004(02):28-30.

[5]方子明,黃福云,陳寶春,等.福州大學(xué)地震模擬振動臺三臺陣基礎(chǔ)設(shè)計與施工研究[J].福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,41(04):807-812.

[6]安徽建科院,抗震檢測室振動臺壓力機基礎(chǔ)工程大體積混凝土專項施工方案[R].合肥:安徽三建工程有限公司,2018.

作者:康建軍 單位:安徽三建工程有限公司