金水沟特大桥泵送混凝土施工裂缝的控制

1金水沟特大桥泵送混凝土施工裂缝的控制赵启梅（中铁十一局集团第一工程有限公司）摘要：泵送混凝土具有提高工效、节约施工成本的良好效果，但是，由于泵送混凝土属于大流态性的混凝土，具有坍落度大、水泥用量大、含砂率高等特点，因此，在施工中产生裂缝的概率较高。本文针对金水沟特大桥泵送混凝土裂缝的产生原因和预防措施进行了详细阐述。关键词：特大桥泵送混凝土裂缝控制1．前言混凝土是一种综合性能优良的传统建筑材料，其经济性，可塑性和耐久性尤为突出。随着社会的发展，无论是原材较，配合比，生产运输，施工技术和质量控制等方面都发生着深刻的变化。泵送混凝土已逐渐成为混凝土施工中一个常用的品种。它具有施工速度快，质量好，节省人工，施工方便等特点。因此广泛应用于桥梁道路混凝土、大体积混凝土、高层建筑结构混凝土等工程。但是，由于泵送混凝土属于大流态性的混凝土，具有坍落度大、水泥用量大、含砂率高等特点，因此，在施工中产生裂缝的概率较高。2．工程概况金水沟特大桥位于陕西省合阳县以南3.8公里处，全长855米，总投资约1.4亿元，有6个墩2个台，桥高105.5米，宽28米，分左右两幅，跨度设计为88m+5136m+78m，为预应力砼刚构连续箱梁桥。由于地质条件复杂，该桥共有三大施工难点：一是桩长。这座桥基础桩桩径1.7米，共146根，其中5号墩的24根基础桩每根设计长度为95米，加上承台，每根桩需钻孔约110米；二是墩高。其中3号墩高93米，4号墩高98米；三是跨度大，最大的一跨跨度达136米。墩身均采用矩形薄壁空心墩，运用无支架翻模施工工艺，加快了施工进度，节约了材料，提高了安全和质量水平。有桥梁专家表示，这座集三大难点于一身的特大桥，在国内桥梁建筑史上极为罕见。由于所需混凝土方量大，桩基长且墩高等特别决定了我们必须采用泵送混凝土施工工艺。3．裂缝控制措施3．1施工前准备23.1.1编制合理的施工组织设计，特别是材料供应方案，混凝土浇捣方案，混凝土测温及混凝土养护等方面的施工组织及专项技术措施。3.1.2针对坍落度大、水泥用量大、含砂率高等泵送混凝土技术措施组织一次专题讨论。3.1.3根据编制泵送混凝土施工实施细则的内容进行混凝土浇筑监控要点的技术交底，明确浇筑的重点，并明确每个人的职责，力争责任到人。3．2原材料选择3.2.1用量：在泵送混凝土中，水泥砂浆起着润滑管壁和传递压力的作用，当水泥用量过少时，混凝土和易性差，阻力大，容易发生堵管。水泥用量过大，造价提高，而且不利于大体积混凝土施工，容易产生温度裂缝。同时，水泥过多，混凝土粘性增强，泵送阻力随之增大。3.2.2品种：一是选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，不能以强度作为唯一的指标，对于高性能混凝土耐久性同样非常重要。因为提高水泥的强度，实际上是增加水泥的C3A和C3S的含量并提高水泥的比表面积，这样将导致水泥水化速率过快，水化热大，混凝土收缩大，抗裂性下降、混凝土的微结构不良、耐久性降低。要改善混凝土抗裂性，就要控制水泥中的C3A和C3S的含量且水泥颗粒不能太细，混凝土早期强度越高，在早期也越易开裂，所以要慎用早强水泥。其次，控制水泥中的碱含量，碱的影响首先表现在增加混凝土的开裂倾向，不管是否有活性骨料存在，开裂首先是由于水泥的高含碱量引起的收缩。所以使用的普通硅酸盐水泥除满足国家标准的规定外，对水泥碱含量、比表面积、熟料中的C3A含量等指标进行补充试验，使比表面积＜＝350m2/kg，碱含量＜＝0.8%，C3A含量＜＝8%，降低水泥的水化热和碱含量，增强其抗裂性。二是在大体积混凝土中选用中粗砂或粗砂，细度模数在2.3～3.0左右。石子粒径要求采用连续级配的粗骨料来配制混凝土，应选用粒径较大级配良好的石子。三是加入外加剂，加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：3.2.2.1减水剂对混凝土开裂的影响减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。金水沟特大桥由于结构复杂，砼方量大，为了确保大桥建设万无一失，在技术上，科学配方，运用高效减水剂，以减少砼总发热量。33.2.2.2缓凝剂对混凝土开裂的影响缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。3.3泵送控制工作3.3.1泵送混凝土前，先把储料斗内清水从管道泵出，达到湿润和清洁管道的目的，然后向料斗内加入与混凝土配比相同的水泥砂浆（或1:2水泥砂浆），润滑管道后即可开始泵送混凝土。3.3.2开始泵送时，泵送速度宜放慢，油压变化应在允许范围内，待泵送顺利时，才用正常速度进行泵送。3.3.3泵送期间，料斗内的混凝土量应保持不低于缸筒口上10mm到料斗口下150mm之间为宜。避免吸入效率低，容易吸入空气而造成塞管，太多则反抽时会溢出并加大搅拌轴负荷。3.3.4混凝土泵送宜连续作业，当混凝土供应不及时，需降低泵送速度，泵送暂时中断时，搅拌不应停止。当叶片被卡死时，需反转排队，再正转、反转一定时间，待正转顺利后方可继续泵送。3.3.5泵送中途若停歇时间超过20min、管道又较长时，应每隔5min开泵一次，泵送小量混凝土，管道较短时，可采用每隔5min正反转2—3行程，使管内混凝土蠕动，防止泌水离析，长时间停泵（超过45min）气温高、混凝土坍落度小时可能造成塞管，宜将混凝土从泵和输送管中清除。3.3.6泵送先远后近，在浇筑中逐渐拆管。3.3.7泵送将结束时，应估算混凝土管道内和料斗内储存的混凝土量及浇捣现场所欠混凝土量（Φ150mm径管每100有1.75m3），以便决定拌制混凝土量。3.3.8泵送完毕清理管道时，采用空气压缩机推动清洗球。先安好专用清洗水，再启动空压机，渐进加压。清洗过程中，应随时敲击输送管，了解混凝土是否接近排空。当输送管内尚有10m左右混凝土时，应将压缩机缓慢减压，防止出现大喷爆和伤人。3.3.9泵送完毕，应立即清洗混凝土泵、布料器和管道，管道拆卸后按不同规格分类堆放。3.4浇筑过程控制3.4.1混凝土采用分层连续灌注，一次成型，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的4混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。3.4.2顺桥向设置简易漏斗和串筒，下料之后，应及时组织摊铺。现场人员应检查混凝土振捣的均匀性，严禁出现振捣不实或漏振情况。3.4.3混凝土振捣采用插入式振捣器确保砼振捣密实，由于是分层浇注混凝土，浇上一层时下层混凝土已进入初凝或即将初凝，因此振捣棒振捣时不宜插入下层，以达下层表面为宜，同时用小漏斗把砼灌到导角的死角位置3.4.4每次灌注必须按规范留足强度试件。3.4.5尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，浇注时间应安排在夜间进行。3．5混凝土的养护及测温工作3.5.1混凝土养护养护是防止裂缝中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，延缓降温速率，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展，养护期间不得中断冷却水及养护用水的供应，应尽可能多养护一段时间。拆模后应立即覆盖保护，同时预防骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。金水沟特大桥利用预应力波纹管通水来降低砼的水化热。在物资保障上，购置了蒸汽锅炉、暖风机、帐篷等保温设施，以防止灌注好的混凝土表面因温差变化出现裂缝。3.5.2控制内外温差温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：①混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于25℃；②混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。③采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。④保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小5于25℃。⑤混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。总之,金水沟特大桥通过在混凝土内部埋设冷却水管等措施，减小砼内外温差，防止砼表面产生裂缝。同时在砼内部埋设温度感应元件，对砼内外温差进行监控，并控制在25℃以内，确保了大体积混凝土的施工质量。4、结束语综上所述，虽然泵送大体积混凝土很容易产生裂缝，但是只要我们在施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑到各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。6参考文献：[1]楼田山,黄雄。浅析混凝土工程质量通病的防治措施[J].建筑管理现代化,2004（4）：51-53.[2]王铁梦。建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科技出版社,1997.[3]朱泊芳。大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京：中国电力出版社,1999.[4]尤启俊：外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响.混凝土,2004，（9）：32、33个人简介姓名赵启梅性别女出生年月1979年12月参加工作作时间2003.07行政职务助工学历本科工作单位中铁十一局集团一公司何时何校何毕业2003年7月毕业于西安科技大学地址陕西省西安市长乐东路10号蓝天小区1号楼门面房中铁十一局邮编710043传真机029-83513615邮箱[e-mail]联系电话[phone]