大体积混凝土施工施工研究 土木工程毕业论文.doc

引 言 在当今的整个社会的建设中，不论什么样的建筑，都是采用钢筋混凝土结构，因为该建筑材料价廉物美，施工方便，承载力大，可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎。在我国不论是城市或在农村，钢筋混凝土的应用面可以说是无处不在。但是，在使用混凝土的同时，由于对混凝土的性能了解不深，在工程完毕后的十几天，一个月或者更长一点的时间后，混凝土结构物出现了裂缝或其他不良反映，给人们的心中造成担忧和后怕的感觉。一些搞混凝土技术的研究人员对混凝土构筑物的裂缝形成，进行了大量的研究和技术探讨，提出解决混凝土裂缝的办法和意见，也取得了较大的科研成果，使混凝土构筑物的裂缝降低到最低范围之内。目前对混凝土结构物裂缝问题，是在混凝土工程建设中带有一定普遍性的技术问题。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌，也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的。如地下工程(地下室、地下仓库、地下变电所、地下人防工程等)，若出现裂缝，将会产生大量的渗水，使地下工程的使用性能降低或不能使用；而厂房、住宅、办公楼的墙、板、柱、梁出现裂缝后，一是影响美观，二是影响使用寿命，有严重裂缝的建筑物将会威胁到人们的生命和财产的安全。故在某些施工验收规范和工程都是不允许混凝土结构出现有明显的裂缝。 但是，从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明，混凝土结构裂缝是不可避免的，裂缝是人们可以接受的一种材料特性，只是如何使有害程度控制在某一有效范围之内。因为使用的混凝土是多种材料组成的一种混合体，且又是一种脆性材料，在受到温度、压力和外力的作用下，都有出现裂缝的可能性。而对出现裂缝后，就要分析哪些裂缝是有害裂缝，哪些是无害裂缝，经分析后，对有害裂缝的形成原因和如何处理，这是本文所提出的关键所在。 1 大体积混凝土裂缝的涵义及危害 在工业与民用建筑结构中，一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为“大体积混凝土结构”。大体积混凝土具有结构厚大、浇筑量大，施工条件复杂，且多为现浇超静定结构，施工技术和质量要求较高等特点。因此，除了必须具有足够的强度、刚度、稳定性以外，还应满足结构的整体性与耐久性要求。 大体积混凝土裂缝的危害有：1、影响建筑物的功能，大体积混凝土结构多为地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以开裂后的主要问题之一就是地下室的渗漏问题，这个问题往往又不容易处理，给结构物的使用带来一些附加影响，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间，降低了结构的使用功能。有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。2、降低了建筑结构的刚度。裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构（比如基础筏板）的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。3.影响混凝土的耐久性。裂缝的出现使侵蚀性介质容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土腐蚀、碳化，损坏混凝土的表面，使混凝土的强度降低，进而影响混凝的耐久性。 2大体积混凝土的对原材料的要求 2.1水泥 考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。 2.2粗骨料 采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。 2.3细骨料 采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。 2.4粉煤灰 由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。 2.5外加剂 设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。大体积混凝土使用的各种原材、掺合料、外加剂均应具有产品合格证书和性能检测报告；其品种、规格、性能必须符合现行国家产品标准和地方建设主管部门颁发的相关规定，同时应符合施工组织设计的规定。 3大体积混凝土的施工措施 3.1控制混凝土的浇筑温度 降低浇筑温度不但能降低混凝土中的最高温升，也能直接影响到新旧混凝土间的温差，为控制浇筑温度不大于25~30℃，首先是要控制混凝土原材料的温度。夏季骨料应遮荫堆放，避免日照，对水泥、骨料、拌合水预冷以及用冰水代替水等方法来时间原材料的降温。为减少新拌混凝土的温度回升，应尽量缩短运输时间和缩减转料次数，可边浇筑边覆盖隔热被，也可在工作面现场采用凉棚并喷雾降低工作面气温。 3.1.1 外界气温变化 大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃，并且有较长的延续时 间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 3.1.2 混凝土的收缩 混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。 影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。 3.2在混凝土硬化过程中进行人工控温 人工控温的方法包括保温法和降温法。保温法即在混凝土表面覆盖保温层或者洒温水养护，提高混凝土表面的温度，使得混凝土内外的温差不会过大。降温法就是在混凝土外部洒水降温，这种使混凝土表面温度接近（甚至低于）环境温度，因此能有效地防止表面裂缝的产生。另外一种降温的方法就使用埋入混凝土中的循环水水管降温。水管冷却进行内部降温的方法不仅降低混凝土内的最高温升和平均温度，还能有效地减小温差，因此直接减少了温度应力。 3.3采取合适的养护措施 早龄期混凝土如果同时暴露在低的环境温度、高的表面温度以及干燥收缩的情况下，很容易产生裂缝。应该安排好拆模时间，在拆模后保护性隔热以防止暴露在低得环境温度下，在夏季应避免太阳直射，覆盖洒水保湿来减轻收缩效应。为了保持混凝土表面温度与内部温度以及外界大气的温差在规定范围内，需要设置隔热层以免温度的骤然变化，使表面混凝土的温度能缓慢地接近环境温度。但是隔热层也不能过厚或设置时间过长，否则内部混凝土温度会降不下来，另外在混凝土浇筑初期，整个混凝土处于升温阶段，这时表面混凝土可能受压，此时设隔热层可能反而有害 养护方法 1）采用蓄水法保温养护，蓄水深度19cm以上。商住楼承台在混凝土施工期问通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。为保证冷却水温度控制可靠、流量调节方便并节约用水，将循环水管的一端接至用于地坑降水的①150总排水管，另一端接至承台面，使冷却水与养护循环往复，有效地控制内外温差。 2）为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设温管2根01根管底埋置于承台混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距承台上表面100 mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100n皿。 3.4合理布置浇筑方案 对于结构尺寸不太大的混凝土构件可采用分层连续浇筑法，从短边开始沿长边方向进行。对于厚度不大而面积较大的构件，宜采用分层分段踏步式推进的斜面浇筑方法，而对于长度大大超过厚度的混凝土构件，一般采用斜面分层法，混凝土浇筑顺序应保证新浇筑的混凝土不出现冷缝，采用薄层浇筑，层间结合按施工缝处理，并要控制好层间间歇时间，间歇时间过长，已浇筑混凝土的弹性模量增长得过高，约束会过大以致在新老混凝土结合面产生裂缝，间歇时间过短，已浇筑的混凝土还处于升温阶段，表面温度较高时就已被覆盖，不利于散热，同时也加快新浇筑混凝土的温升，相互影响就有可能超过允许的最高温升，加大了混凝土产生裂缝的可能性，因此适当的覆盖时间应选择在已浇筑混凝土温度已降到一定值，即新浇筑混凝土温升倒加到已浇筑混凝土中后，已浇筑混凝土温度回升值不大于元混凝土最高温度。 浇注方案 1）为保证相邻已有建筑安全，先施工商住楼、车库基础，后施工主楼基础，这样承台施工由