1項目概況
杭州灣大橋規模舉世矚目,質量要求高。設計基準期為100年。作為橋梁的基礎,承臺工程的施工質量將直接影響橋梁的使用壽命。承臺混凝土為海工耐久混凝土,為大體積混凝土。承臺的裂縫控制是技術質量工作的壹大課題。為了消除和控制承臺裂縫,我們主要從以下幾個方面采取綜合技術措施,取得了良好的效果。
混凝土配合比的設計與優化
本工程采用海工耐久混凝土,承臺處於水位波動區。混凝土設計強度等級為C40,氯離子擴散系數≤2.5×10-12m2/s,要求在混凝土中加入阻銹劑。橋墩位於飛濺區,混凝土強度等級為C40,氯離子擴散系數≤1.5×10-12 m2/s。
(1)原料選擇。根據《杭州灣大橋專用技術規範》的要求,我們通過查閱相關資料、咨詢專家、調查本地區各種原材料的產量和技術指標,初步確定了采用的原材料,並擬定了配比。本工程采用安徽寧國海螺牌p .ⅱ42.5水泥,粗骨料采用寧波北侖青芝石場5 ~ 25mm連續級配碎石,細骨料采用閩江中砂。通過試拌混凝土,比較混凝土的性能。減水劑為上海邁斯特(羧酸減水劑,減水率≥25%),阻銹劑為山西凱科生產的亞硝酸鈣,礦粉為上海寶田、安徽。
(2)混凝土配合比設計。為了消除和控制混凝土的溫度裂縫,對降低混凝土的水化熱進行了深入的研究,並進行了壹系列的試驗。
通過比較不同原材料和不同配合比,選擇水化熱引起的溫度峰值較小的配合比,進而控制套管裂縫的發展。在滿足混凝土強度和氯離子擴散系數要求的前提下,決定在原膠凝材料中摻入粉煤灰,並適當減少膠凝材料中水泥的用量,從而有效降低混凝土的水化熱。
經過反復試驗,膠凝材料用量由435公斤調整為405公斤。實際大量使用的優化混凝土配合比見表1。
在實際施工中,根據不同季節的特點,適當調整配合比。混凝土配合比的優化、粉煤灰的摻入和膠凝材料的減少對大體積混凝土裂縫的控制起著重要作用。
3.提高混凝土箱體本身的抗裂性。
采用混凝土套箱技術施工承臺,也是防止承臺混凝土澆築後混凝土箱開裂,提高混凝土箱質量,增強其自身抗裂能力的重要環節。我們重點從以下幾個方面加強混凝土箱梁預制的質量控制。
(1)控制套管混凝土的澆築質量,特別是套管頂部高性能混凝土浮漿的處理,加強二次振搗。
(2)加強混凝土箱的維護。拆模前,混凝土箱頂部應蓄水養護,拆模後應繼續澆水養護,防止幹濕循環。維護時間不得少於65,438+04天。
(3)加強套管內壁的鑿毛處理,特別是預留槽口的鑿毛,以保證新老混凝土的良好結合。
(4)加強對套管內壁預埋鐵件上焊接鋼結構的控制。套管滿足養護期後,應控制焊接時間,焊接時不得在同壹位置連續進行焊接作業,以免因焊接造成預埋鐵件局部溫度過高,對套管局部混凝土產生不利影響。
(5)混凝土箱頂部預留槽口,使新老混凝土施工縫從結構上加強抗滲性。
(6)調整箱體配筋,增加箍筋數量,將原箍筋φ 25 @ 150調整為φ 20 @ 75,配筋率提高了28%,提高了箱體的豎向抗裂能力。
(7)嚴格控制箱內鋼筋的保護層厚度。根據相關資料,鋼筋混凝土裂縫的影響範圍是鋼筋混凝土直徑的6倍。調整後,箱體鋼筋為φ 20,保護層為75mm,鋼筋混凝土鋼筋間距為75mm,施工時嚴格控制,確保鋼筋混凝土質量。4.現場承臺結構混凝土施工的技術措施
(1)加強維護。考慮到海工耐久混凝土的膠凝材料在摻入大量礦粉和粉煤灰後水化時間較長,且采用減水率高達25% ~ 30%的高效減水劑,混凝土本身水灰比較小。為了滿足混凝土二次水化的要求,必須加強混凝土的養護,加強對混凝土初期養護時間的控制。通過絕熱升溫實驗可知,混凝土溫度在澆築24小時左右達到峰值,在此期間混凝土溫度上升很快。混凝土初凝後,底層混凝土存放養護,頂層混凝土覆蓋土工布,存放時間不少於14天。
(2)循環水冷卻。為了降低混凝土內部水化熱引起的溫升和混凝土內外溫差,采用冷卻循環水。承臺混凝土分兩層澆築。第壹層混凝土1.3m厚,第二層混凝土1.7m厚,間距90cm,間距75cm。循環水管采用33.5mm薄壁鋼管。混凝土終凝前,應對水進行冷卻,循環水冷卻時間不得少於7天。每12小時調整壹次循環水的方向,以利於混凝土中水化熱的均勻分布。
為提高冷卻水循環的冷卻效果,將循環水管直徑由33.5mm改為48mm,並調整循環水管的布置,使上部水管與混凝土表面的距離調整為50cm,水管間距由90cm逐漸調整為60cm,以增加混凝土中心區域循環水管的密度,進壹步加強混凝土內部溫度散發。
(3)用冷水攪拌混凝土。在“永和”混凝土攪拌機上安裝了壹臺冷水機,可降低攪拌用水溫度20℃。機艙內的混合水由冷水機冷卻後儲存在水箱中。混凝土與冷水混合,以降低混凝土離開機器和進入模具的溫度。施工過程中,對混凝土入模溫度進行測量,控制溫度在28℃以下。
(4)承臺結構混凝土分兩次澆築。承臺結構直徑為12m,高度為3m。混凝土箱工藝施工的承臺,結構混凝土分兩次澆築,第壹次澆築1.3m,第二次澆築1.7m,減少了壹次澆築混凝土的體積,有利於降低混凝土水化熱的溫度梯度和峰值。
(5)保證混凝土的澆築質量。澆築混凝土時,應分層澆灰,盡可能減少層厚,適當延長混凝土澆築時間,合理控制混凝土布料位置,從外圍向中間逐漸澆灰,混凝土分層振搗密實,確保混凝土澆築質量。
5取得的效果
由於在承臺大體積混凝土施工中采取了壹系列防治裂縫的技術措施,隨著施工工藝的不斷改進和完善,保證了承臺混凝土的質量,混凝土箱裂縫得到了有效控制,效果非常理想。澆築第壹層結構混凝土後,用混凝土箱施工的承臺沒有出現裂縫。澆築第二步結構混凝土後,僅有少數承臺,在箱型外表面頂面以下出現少數長度為10 cm ~ 30 cm、寬度不超過0.1mm的豎向裂縫,屬於無害裂縫範疇。采用鋼套箱技術施工的37個承臺結構混凝土壹次澆築完成,壹次澆築混凝土量達到380m3,未出現裂縫。
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