大体积混凝土基础结构施工省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章大致积混凝土基础结构施工第四章大致积混凝土基础结构施工 本章主要讲述：1、混凝土裂缝2、混凝土温度应力3、预防混凝土温度裂缝技术办法4、大致积混凝土基础结构施工第1页4.1 4.1 混凝土裂缝混凝土裂缝 混凝土是各种材料组成非匀质材料，它含有较高抗压强度、良好耐久性及抗拉强度低、抗变形能力差、易开裂等特征。近代混凝土研究证实，在不一样受力状态下，混凝土破裂过程，实际上是和“微观裂缝”发展相关联。第2页一、裂缝种类及产生原因一、裂缝种类及产生原因（一）裂缝种类 按裂缝宽度不一样，混凝土裂缝可分为“微观裂缝”和“宏观裂缝”两种。1微观裂缝 在还未承受荷载混凝土结构中存在着肉眼看不见微观裂缝，其宽度为0.05mm以下。微观裂缝主要有三种，如图3-1所表示。(1)粘着裂缝，即沿着骨料周围出现骨料与水泥石粘面上裂缝。(2)水泥石裂缝，即分布在骨料间水泥浆中裂缝。(3)骨料裂缝，即存在于骨料本身裂缝。第3页 上述三种微观裂缝中，粘着裂缝和水泥石裂缝较多，而骨料裂缝较少。微观裂缝在混凝土结构中分布是不规则，沿截面是不贯通。有微观裂缝混凝土能够承受拉力，但结构物一些受拉较大微弱步骤，微观裂缝在拉力作用下，很容 易串连贯通全截面，最终造成较早断裂。第4页第5页2.宏观裂缝 宽度大于0.05mm裂缝是肉眼可见裂缝，亦称为宏观裂缝，宏观裂缝是微观裂缝扩展结果。在建筑工程中，微观裂缝对防水、防腐、承重等不会引起危害，含有微观裂缝结构则假定为无裂缝结构。设计中所谓不允许出现裂缝，是指宽度无大于0.05mm初始裂缝。有裂缝混凝土是绝正确，无裂缝混凝土是相正确。第6页 产生宏观裂缝普通有外荷载、次应力和变形改变三种起因，前二者引发裂缝可能性较小，后者是造成混凝土产生宏观裂缝主要原因，这种裂缝又可分为表面裂缝、深层裂缝和贯通裂缝，如图3-2所示。第7页(1)表面裂缝 大致积混凝土浇筑早期，水泥水化热大量产生，使混凝土温度快速上升。但因为混凝土表面散热条件很好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部因为散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超出混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。第8页第9页 表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，因为表面裂缝处断面已减弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝深入开展。国内外对裂缝宽度都有对应要求，如我国混凝土结构设计规范(GB50-89)，对钢筋混凝土结构最大允许裂缝宽度就有明确要求：室内正常环境下普通构件为0.3mm；露天或室内高湿度环境下为0.2mm。第10页(2)贯通裂缝 大致积混凝土浇筑早期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形改变所引发应力很小，温度应力普通可忽略不计。混凝土浇筑一定时问后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温逐步降温，降温结果引发混凝土收缩，再加上混凝土多出水分蒸发等引发体积收缩变形，受到地基和结构边界条件约束，不能自由变形，造成产生拉应力，当该拉应力超出混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯通裂缝。第11页 贯通裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应该采取一切办法控制贯通裂缝开展。(3)深层裂缝 基础约束范围内混凝土，处于大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯通性裂缝。深层裂缝部分切断了结构断面，含有很大危害性，施工中是不允许出现。假如设法防止基础约束区表面裂缝，且混凝土内外温差控制适当，基本上可防止出现深层裂缝和贯通裂缝。第12页（二）裂缝产生原因 大致积混凝土施工阶段产生温度裂缝，是其内部矛盾发展结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变，其次是结构物外约束和混凝土各质点约束阻止了这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受极限抗拉强度，就会产生不一样程度裂缝。总结大致积混凝土产生裂缝工程实例，产生裂缝主要原因如下：第13页1.水泥水化热影响 水泥在水化过程中产生大量热量，这是大致积混凝土内部温升主要热量起源，试验证实每克普通水泥放出热量可达500J。因为大致积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会引发混凝土内部急骤升温。水泥水化热引发绝热温升，与混凝土厚度、单位体积水泥用量和水泥品种相关，混凝土厚度愈大，水泥用量愈多，水泥早期强度愈高，混凝土内部温升愈快。第14页 大致积混凝土测温试验研究表明：水泥水化热在13d放出热量最多，大约占总热量50左右；混凝土浇筑后35d内，混凝土内部温度最高。混凝土导热性能较差，浇筑早期混凝土弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升引发变形约束不大，温度应力自然也比较小。伴随混凝土龄期增加，其弹性模量和强度对应提升，对混凝土降温收缩变形约束愈来愈强，即产生很大温度应力，当混凝土抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便产生温度裂缝。第15页2.内外约束条件影响 各种结构变形改变中，必定受到一定约束妨碍其自由变形，妨碍变形原因称为约束条件，约束又分为内约束与外约束。结构产生变形改变时，不一样结构之间产生约束称为外约束，结构内部各质点之间产生约束称为内约束，外约束分为自由体、全约束和弹性约束三种。建筑工程中大致积混凝土，相对水利工程来说体积并不算很大，它承受温差和收缩主要是均匀温差和均匀收缩，故外约束应力占主要地位。第16页 大致积混凝土与地基浇筑在一起，当温度改变时受到下部地基限制，因而产生外部约束应力。混凝土在早期温度上升时，产生膨胀变形受到约束面约束而产生压应力，此时混凝土弹性模量很小，徐变和应力松弛大，混凝土与基层连接不太牢靠，因而压应力较小。但当温度下降时，则产生较大拉应力，若超出混凝土抗拉强度，混凝土将会出现垂直裂缝。在全约束条件下，混凝土结构变形应是温差和混凝土线膨胀系数乘积，即:T，当超出混凝土极限拉伸值p时，结构便出现裂缝。因为结构不可能受到全约束，况且混凝土还有徐变变形，所以温差在2530情况下也可能不产生。由此可见，降低混凝土内外温差和改进约束条件，是预防大致积混凝土产生裂缝主要办法。第17页3.外界气温改变影响 大致积混凝土结构在施工期间，外界气温改变对预防大致积混凝土开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热绝热温升和结构散热温度等各种温度叠加之和。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土浇筑温度也愈高；如外界温度下降，会增加混凝土温度梯度，尤其是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土温度梯度，因而会造成过大温差和温度应力，使大致积混凝土出现裂缝。第18页 大致积混凝土不易散热，其内部温度有工程竟高达90以上，而且连续时间较长。温度应力是由温差引发变形所造成，温差愈大，温度应力也愈大。所以，研究合理温度控制办法，控制混凝土表面温度与外界气温温差，是预防裂缝产生主要办法。第19页4.混凝土收缩变形影响(1)混凝土塑性收缩变形 在混凝土硬化之前，混凝土处于塑性状态，假如上部混凝土均匀沉降受到限制，如碰到钢筋或大混凝土上骨料，或者平面面积较大混凝土、其水平方向减缩比垂直方向更难时，就轻易形成一些不规则混凝土塑性收缩性裂缝。这种裂缝通常是相互平行，间距为0.21.0m，而且有一定深度，它不但能够发生在大致积混凝土中，而且能够发生在平面尺寸较大、厚度较薄结构构件中。第20页(2)混凝土体积变形 混凝土在水泥水化过程中要产生一定体积变形，但多数是收缩变形，少数为膨胀变形。掺入混凝土中拌合水，约有20水分是水泥水化所必需，其余80都要被蒸发，最初失去自由水几乎不引发混凝土收缩变形，伴随混凝土继续干燥而使吸附水逸出，就会出现干燥收缩。第21页 混凝土干燥收缩机理比较复杂，其主要原因是混凝土内部孔隙水蒸发引发毛细管引力所致，这种干燥收缩在很大程度上是可逆，即混凝土产生干燥收缩后，如再处于水饱和状态，温凝土还能够膨胀恢复到原有体积。除上述干缩收缩外，混凝土还会产生碳化收缩，即空气中二氧化碳(C02)与混凝土中氢氧化钙Ca(OH)2反应生成碳酸钙和水，这些结合水会因蒸发而使混凝土产生收缩。第22页二、控制裂缝开展基本方法 从控制裂缝观点来讲，表面裂缝危害较小，而贯通性裂缝危害很大，所以，在大致积混凝土施工中，重点是控制混凝土贯通裂缝开展，常采取控制裂缝开展基本方法有以下三种：第23页1.“放”方法 所谓“放”方法，即减小约束体与被约束体之间相互制约，以设置永久性伸缩缝方法。也就是将超长现浇混凝土结构分成若干段，以期释放大部分热量和变形,减小约束应力。我国混凝土结构设计规范中要求：现浇混凝土框架结构；现浇混凝土剪力墙、装配式挂板结构；全现浇剪力墙结构，处于室内或土中条件下伸缩缝间距，分别为45m、55m和65m。当前，国外许多国家也将设置永久性伸缩缝作为控制裂缝开展一个主要方法，其伸缩缝间距普通为30m-40m，个别要求为10m20m。第24页2.“抗”方法 所谓“抗”方法，即采取一定技术办法，减小约束体与被约束体之间相对温差，改进钢筋配置，降低混凝土收缩，提升混凝土抗拉强度等，以抵抗温度收缩变形和约束应力。第25页3.“放”、“抗”结合方法 “放”、“抗”结合方法，又可分为“后浇带”、“跳仓打”和“水平分层间歇”等方法。(1)“后浇带”法 “后浇带”是指现浇整体混凝土结构中，在施工期间保留暂时性温度、收缩变形缝方法。该缝依据工程详细条件，保留一定时间，再用混凝土填筑密实后成为连续、整体、无伸缩缝结构。第26页 在施工期间设置作为暂时伸缩缝“后浇带”，将结构分成若干段，可有效地削减温度收缩应力；在施工后期，再将若干段浇筑成整体，以承受约束应力。在正常施工条件下，“后浇带”间距普通为2030m，后浇带宽为1.0m左右，混凝土浇筑3040d后用混凝土封闭。第27页(2)“跳仓打”法 “跳仓打”法，即将整个结构按垂直施工缝分段，间隔一段，浇筑一段，经过不少于5d间歇后再浇筑成整体，假如条件许可时，间歇时间可适当延长。采取此法时，每段长度尽可能与施工缝结合起来，使之能有效地减小温度应力和收缩应力。在施工后期将跳仓部分浇筑上混凝土，将这若干段浇筑成整体，再承受第二次浇筑混凝土温差和收缩。先浇与后浇混凝土两部分温差和收缩应力叠加后应小于混凝土设计抗拉强度，这就是利用“跳仓打”法控制裂缝、但不成为永久伸缩缝目标。第28页(3)“水平分层间歇”法 “水平分层间歇”法，即以降低混凝土浇筑厚度方法来增加散热机会，减小混凝土温度上升，并使混凝土浇筑后温度分布均匀。此法实质是：当水化热大部分是从上层表面散热时，能够分为几个薄层进行浇筑。依据工程实践经验，水平分层厚度普通可控制在0.6m2.0m范围内，相邻两浇筑层之间间隔时间，应以既能散发大量热量，又不引发较大约束应力为准，普通以57d为宜。第29页4.2 混凝土温度应力一、结构中温度场 大致积混凝土中心部位最高温度，在绝热条件下是混凝土浇筑温度与水泥水化热之和。但实际施工条件表明，混凝土内部温度与外界环境必定存在着温差，加上结构物四面又具备一定散热条件，所以，在新浇筑混凝土与其周围环境之间也必定会发生热能交换。故大致积混凝土内部最高温度，是由浇筑温度、水泥水化热引发温升和混凝土散热温度三部分组成。第30页（三）水化热实测升降温曲线 为快速掌握大致积钢筋混凝土在硬化过程中温度改变情况，有利于施工中控制裂缝开展，工程技术人员对相关工程在不一样季节、不一样厚度混凝土水化热进行了施工全过程跟踪和实测，统计整理后得出混凝土中心部位水化热升降温曲线如图33所表示。第31页第32页设Tmax为混凝土内部最高温升，tmax为到达混凝土内部最高温度时间。从图33中能够查得：A曲线：2.6m厚夏季施工时测温曲线Tmax60.8，tmax3d；B曲线：1.3m厚,夏季施工时，测温曲线Tmax39.1,tmax 3d，掺粉煤灰；C曲线：2.6m厚，冬季施工时，测温曲线Tmax31.4,tmax5.5d D曲线：1.3m厚，冬季施工时，测温曲线Tmax22.3,tmax3d；E曲线：2.5m厚，夏季施工时测温曲线Tmax52.0，tmax3d；第33页F曲线：4.95m厚秋季施工时测温曲线Tmax64.4，tmax 7d；G曲线：0.5m厚，冬季施工时；测温曲线Tmax17.0 tmax2d；H曲线：0.5m厚，夏季施工时，测温曲线Tmax38.0,tmax 15d。从图33也能够得出：相同厚度；在不一样施工季节混凝土内部最高温度是不一样，冬季仅为夏季4555。依据以上所表示水化热升降温曲线，可直接用于相似工程控制裂缝开展计算工作中，求得近似解答。第34页二、温度应力计算（一）计算温度应力基本假定高层建筑基础工程中大致积混凝土，其几何尺寸、一次浇筑混凝土量等，都有远比混凝土大坝小，与混凝土大坝相比，其含有以下特点：(1)混凝土强度级别较高，水泥用量较多，所以在凝结硬化中收缩变形也较大；(2)高层建筑基础工程普通为配筋结构，而且配筋率较高，抗不均匀沉降受力钢筋配筋率在0.5以上，如此配筋对控制裂缝十分有利；(3)因为高层建筑基础工程几何尺寸并不是太大，水化热温升较快，降温散热亦较快，所以，降温与收缩共同作用是引发混凝土开裂主要原因。第35页(4)工业与民用建筑地基普通比坝基弱，所以，地基对混凝土底部约束也比坝基弱，地基是属于非刚性；(5)控制裂缝方法无须像坝体混凝土那样，即无须采取特制低热水泥和复杂冷却系统，而主要是依靠合理配筋、改进设计、采取合理浇筑方案和浇筑后加强养护等办法，以提升结构抗裂性，防止引发过大内外温差而出现裂缝。依据高层建筑基础工程大致积混凝土五大特点，这类结构所承受温差和收缩，能够认为是均匀温差和均匀收缩，因另外约束应力是引发其裂缝主要原因。第36页4.3 预防混凝土温度裂缝技术办法工程上惯用预防混凝土裂缝办法主要有：采取中低热水泥品种；降低水泥用置；合理分缝分块；掺加外加料；选择适宜骨料；控制混凝土出机温度和浇筑温度；预埋水管、通水冷却，降低混凝土最高温升；表面保护、保温隔热；第37页采取预防混凝土裂缝结构办法等。在结构工程设计与施工中，对于大致积混凝土结构，为预防其产生温度裂缝，除需要在施工前进行认真计算外；还要做到在施工过程中采取有效技术办法，依据我国施工经验应着重从控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、降低混凝土收缩、提升混凝土极限拉伸值、改进混凝土约束程度、完善结构设计和加强施工中温度监测等方面采取技术办法。以上这些办法不是孤立，而是相互联络、相互制约，施工中必须结合实际、全方面考虑、合理采取，才能收到良好效果。第38页一、水泥品种选择和用量控制 大致积混凝土结构引发裂缝主要原因是：混凝土导热性能较差，水泥水化热大量积聚，使混凝土出现早期温升和后期降温现象。所以，控制水泥水化热引发温升，即减小降温温差，对降低温度应力、预防产生温度裂缝能起到釜底抽薪作用。第39页1.选取中热或低热水泥品种 混凝土升温热源是水泥水化热，选取中低热水泥品种，是控制混凝土温升最基本方法。如425矿渣硅酸盐水泥，其3d水化热为l80kJkg，而425普通硅酸盐水泥，其3d水化热却为250kJkg；425火山灰硅酸盐水泥，普通3d内水化热仅为同标号普通硅酸盐水泥60。第40页2.充分利用混凝土后期强度 根据大量试验资料表明，每立方米混凝土中水泥用量，每增减吨，其水化热将使混凝土温度相应升降1。一方面在满足混凝土温度和耐久性前提下，尽量降低水泥用量严格控制每立方米混凝土水泥用量不超过400kg；其次可根据结构实际承受荷载情况，对结构强度和刚度进行复算，并取得设计单位、监理单位和质量检验部门认可后，采用f45，f60或f90替代f28作为混凝土设计强度，这样可使每立方米混凝土水泥用量降低40-70kg左右，混凝土水化热温升相应降低47。第41页 结构工程中大致积混凝土，大多采取矿渣硅酸盐水泥，其熟料矿物含量比硅酸盐水泥少得多，而且混合材料中活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙、石膏作用，在常温下进行迟缓，早期强度(3d，7d)较低，但在硬化后期(28d以后)，因为水化硅酸钙凝胶数量增多，使水泥石强度不停增加，最终甚至超出同标号普通硅酸盐水泥，对利用其后期强度非常有利。第42页二、掺加外加料在混凝土中掺入一些适宜外加料，可方便混凝土获得所需要特征，尤其在泵送混凝土中更为突出。泵送性能良好混凝土拌和物应具备三种特征：在输送管壁形成水泥浆或水泥砂浆润滑层，便混凝土拌和物具有在管道中顺利滑动流动性；为了能在各种形状和尺寸输送管内顺利输送，混凝土拌合物要具备适应输送管形状和尺寸变化变形性；为在泵送混凝土施工过程中不产生离析而造成堵塞，拌和物应具备压力变化和位置变动抗分离性。第43页 因为影响泵送混凝土性能原因很多，如砂石种类、品质和级配、用量、砂率、坍落度、外掺料等。所以，为了满足混凝土含有良好泵送性，在进行混凝土配合比设计中，不能用单纯增加单位用水量方法，这么不但会增加水泥用量，增大混凝土收缩而且还会使水化热升高，更轻易引发裂缝。工程实践证实，在施工中优化混凝土级配；掺加适宜外加料，以改进混凝土特征，是大致积混凝土施工中一项主要技术办法。混凝土中惯用外加料主要是外掺剂和外掺料。第44页1.掺加外掺剂 大致积混凝土中掺加外掺剂主要是木质素磺酸钙(简称木钙)。木质素磺酸钙，属阴离子表面活性剂，它对水泥颗粒有显著分散效应，并能使水表面张力降低。因此，在泵送混凝土中掺入水泥重量0.20.3木钙，它不但能使混凝土和易性有显著改进，而且可降低10左右拌和水，混凝土28d强度提升10以上：若不降低拌和水，坍落度可提升10cm左右；若保持强度木变，可节约水泥10，从而可降低水化热。第45页第46页2.掺加外掺料 大量试验资料表明，在混凝土中掺入一定量粉煤灰后，除了粉煤灰本身火山灰活性作用，在生成硅酸盐凝胶，作为胶凝材料一部分起增强作用外；在混凝土用水量不变条件下，因为粉煤灰颗粒呈球状并含有“滚珠效应”，能够起到显著改进混凝土和易性效能；若保持混凝上拌和物原有流动性不变，则可降低用水量，起到减水效果，从而可提升混凝土密实性和强度；掺入适量粉煤灰，还可大大改进混凝土可泵性，降低混凝土水化热。第47页 大致积混凝土掺和粉煤灰分为“等量取代法”和“超量取代法”两种。前者是用等体积粉煤灰取代水泥方法；但其早期强度(28d以内)也会随掺入量增加而下降，所以对早期抗裂要求较高工程，取代量应非常慎重。后者是一部分粉煤灰取代等体积水泥，超量部分粉煤灰则取代等体积砂子，它不但可取得强度增加效应，而且能够赔偿粉煤灰取代水泥所降低早期强度，从而保持粉煤灰掺入前后混凝土强度等效。第48页 粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程中要求：对用作掺合料粉煤灰，按其品质可分为，III级。级粉煤灰普通是用静电收尘器搜集，颗粒较细(80m以下颗粒占95以上)，并富集有大量表面光滑球状玻璃体；级粉煤灰系我国大多数火电厂排出物，其颗粒较粗，经加工磨细后才能到达要求细度；级粉煤灰是指火电厂排出原状干灰或湿灰，其颗粒较粗且未燃尽炭粒较多。第49页掺加原状粉煤灰和磨细粉煤灰对水泥水化热影响，见表3-13、表3-14。第50页第51页三、骨料选择 大致积混凝土砂石料重量约占混凝土总重量85左右，正确选取砂石料对确保混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热数量、降低工程成本是非常主要。骨料选用应依据就地取材标准，首先考虑选取生产成本低、质量优良天然砂石料。依据国内外对人工砂石料试验研究和生产实践，证实采取人工骨料也能够做到经济实用。第52页1.粗骨料选择 为了到达预定要求，同时又要发挥水泥最有效作用，粗骨料有一个最正确最大粒径。但对于结构工程大体积混凝土，粗骨料规格往往与结构物配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等原因相关。第53页 结构工程大致积混凝土，宜优先采取以自然连续级配粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制混凝土，含有很好和易性、较少用水量和水泥用量，以及较高抗压强度。在选择粗骨料粒径时，可依据施工条件，尽可能选取粒径较大、级配良好石子。依据相关试验结果证实，采取540mm石子比采取525石子，每立方米混凝土可降低水量15kg左右，在相同水灰比情况下，水泥用量可节约20kg左右，混凝土温升可降低2。第54页 选取较大骨料粒径，不但能够降低用水量，使混凝土收缩和泌水随之降低，也可降低水泥用量，从而使水泥水化热减小，最终降低混凝土温升。不过，骨科粒径增大后，轻易引发混凝土离析，影响混凝土质量。所以，进行混蹬土配合比设计时，不要盲目选取大粒径骨料，必须进行优化级配设计，施工时加强搅拌、浇筑和振捣等工作。第55页2.细骨料选择 大致积混凝土中细骨料，以采取中、粗砂为宜，细度模数宜在2.62.9范围内。依据相关试验资料证实，当采用细度模数为2.79；平均粒径为0.381中粗砂，比采取细度模数为2.12、平均粒径为0.336细砂，每立方米混凝土可降低水泥用量2835kg，降低用水量20-25kg，这么就降低了混凝土温升和减小了混凝土收缩。泵送混凝土输送管道形式较多，现有直管又有锥形管、弯管和软管；当经过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间相对位置就会发生改变；此时假如混凝土中砂浆量不足，便会产生堵管现象。所以，在级配设计时可适当提升砂串；但若砂率过大，将对混凝土强度产生不利影响。因此，在满足可泵性前提下，尽可能降低砂率。第56页3.骨料质量要求 骨料质量怎样，直接关系到混凝土质量，所以，骨料中不应含有超量粘土、淤泥、粉屑、有机物及其它有害物质，其含量不能超出要求数值。混凝土试验表明，骨料中含泥量是影响混凝土质量最主要原因，它对混凝土强度、干缩、徐变、抗渗、抗冻融、抗磨损及和易性等性能都产生不利影响，尤其会增加混凝土收缩，引发混凝土抗拉强度降低，对混凝土抗裂更是十分不利。所以，在大致积混凝土施工中，石子含泥量控制在小于1，砂含泥量控制在小于2。第57页四、控制混凝土出机温度和浇筑温度 为了降低大致积混凝土总温升，减小结构物内外温差，控制混凝土出机温度与浇筑温度一样非常主要。第58页2.控制温凝土浇筑温度混凝土从搅拌机出料后，经搅拌车或其它工具运输、卸料、浇筑、振捣、平仓等工序后混凝土温度称为混凝土浇筑温度。关于混凝土浇筑温度控制，各国都有明确要求。如我国有些规范提出混凝土浇筑温度应不超出25，不然必须采取特殊技术办法。美国ACI施工手册中要求不超出32；日本土木学会施工规程中规定不得超出30；日本建筑学会钢筋混凝土施工规程中要求不得超出35。第59页 在土建工程大致积混凝土施工中，实践证实浇筑温度对结构物内外温差影响不大，所以对主要受早期温度应力影响结构物，没有必要对浇筑温度控制过严，如上海宝山钢铁总厂施工七个大致积钢筋混凝土基础，其中有四个基础混凝土浇筑温度达3235，均未采取特殊技术办法，经检验均未出现影响混凝土质量问题。不过考虑到温度过高会引发混凝土较大干缩及给浇筑带来不利影响，适当限制混凝土浇筑温度还是必要。依据工程经验总结，提议最高浇筑温度控制在35以下为宜，这就要求在常规施工情况下，应该合理选择浇筑时间，完善浇筑工艺及加强养护工作。第60页五、加强养护，延缓混凝土降温速率 大致积混凝土浇筑后，加强表面保湿、保温养护，对防止混凝土产生裂缝含有重大作用。保湿、保温养护目标有三个：第一减小混凝土内外温差，预防出现表面裂缝；第二是预防混凝土过冷，防止产生贯通裂缝；第三是延缓混凝土冷却速度，以减小新老混凝土上下层约束。第61页 在混凝土浇筑之后，尽可能以适当材料加以覆盖，采取保湿和保温办法，不但能够降低升温阶段内外温差，预防产生表面裂缝，而且能够使水泥顺利水化，提升混凝土极限拉伸值，预防产生过大温度应力和温度裂缝。第62页六、提升混凝土权限拉伸值 混凝土收缩值和极限拉伸值，除与水泥用量、骨料品种和级配、水灰比、骨料含泥量等相关外，还与施工工艺和施工质量亲密相关。所以，经过改进混凝土配合比和施工工艺，能够在一定程度上降低混凝土收缩和提升混凝土极限拉伸值P。这对预防产生温度裂缝也可起到一定作用。第63页 大量现场试验证实，对浇筑后混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和空隙，提升混凝土与钢筋握裹办，预防因混凝土沉落而出现裂缝，减小混凝土内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提升1020，从而可提升温凝土抗裂性。第64页 混凝土二次振捣恰当初是指混凝土振捣后尚能恢复到塑性状态时间，这是二次振捣关键。又称为振动界限。掌握二次振捣恰当初间方法普通有以下两种：(1)将运转着振动棒以其本身重力逐步插入混凝土中进行振捣，混凝土在振动棒慢慢拔出时能自行闭合，不会在混凝土中留下孔穴，则可认为此时施加二次振捣是适宜。(2)为了准确地判定二次振捣适宜时间，国外普通采取测定贯入阻力值方法进行判定。当标准贯入阻力值在未到达350Ncm2以前，再进行二次振捣是有效，不会损伤已成型混凝土。依据相关试验结果，当标准贯入阻力值为350Ncm2时，对应立方体块强度为25Nm2，对应压痕仪强度值为27Ncm2。第65页 因为采取二次振捣最正确时间与水泥品种、水灰比、坍落度、气温和振捣条件等相关。所以，在实际工程正式采取前必须经试验确定。同时，在最终确定二次振捣时间时，既要考虑技术上合理性，又要满足分层浇筑、循环周期安排，在操作时间上要留有余地，防止因为这些失误而造成“冷接头”等质量问题。在传统混凝土搅拌工艺过程中，水分直接润湿石子表面；在混凝土成型和静置过程中，自由水深入向石于与水泥砂浆界面集中，形成石子表面水膜层。在混凝土硬化后，因为水膜存在而使界面过渡层疏松多孔，减弱了石子与硬化水泥砂浆之间粘结，形成混凝土中最微弱步骤，从而对混凝土抗压强度和其它物理力学性能产生不良影响。第66页 改进混凝土搅拌工艺，能够提升混凝土极限拉伸值，降低混凝土收缩。为了深入提升混凝土质量，可采取二次投料净浆裹石搅拌新工艺，这么可有效地预防水分向石子与水泥砂浆界面集中，使硬化后界面过渡层结构致密，粘结强度增强，从而可使混凝土强度提升10左右，对应地也提升了混凝土抗拉强度和极限抗拉值。当混凝土强度基本相同时，采取这种搅拌工艺可降低水泥用量7左右，对应地也降低了水化热。第67页七、改进边界约束和结构设计 预防大致积混凝土产生温度裂缝，除可采取以上施工技术办法外，在改进边界约束和结构设计方面也可采取一些技术办法。如合理分段浇筑、设置滑动层、防止应力集中、设置缓冲层、合理配筋、设应力缓解沟等。第68页1.合理分段浇筑 当大致积混凝土结构尺寸过大，经过计算证实整体一次浇筑会产生较大温度应力，有可能产生温度裂缝时，则可与设计单位协商，采取合理分段浇筑，即增设“后浇带”进行浇筑。第69页 用“后浇带”分段施工时，其计算是将降低温差和收缩应力分为两部分。在第二部分内结构被分成若干段，使之能存放他小温度和收缩应力；在施工后期再将这若干段浇筑成整体；继续承受第二部分降温温差和收缩影响。“后浇带”间距，在正常情况下为2036m；保留时间普通不宜少于40d，其宽度可取70100，其混凝土强度等级比原结构提升510Nmm2，湿养护不少于15d。“后浇带”结构，如图310所表示。第70页第71页2.合理配筋 在结构设计方面进行合理配筋，对混凝土结构抗裂有很大作用。工程实践证实，当混凝土墙板厚度为400600mm时，采取增加配置结构钢筋方法，可使结构筋起到温度筋作用，能有效提升混凝土抗裂性能。配置结构筋应尽可能采取小直径、小间距。比如配置直径614mm、间距控制在100150mm。按全截面对称配筋比较合理，这么可大大提升抵抗贯通性开裂能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0305之间为好。对于大致积混凝土，结构筋对控制贯通性裂缝作用不太显著，但沿混凝土表面配置钢筋，可提升面层抗表面降温影响和干缩；第72页3.设置滑动层 因为边界存在约束才会产生温度应力，如在与外约束接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束两端1415范围内设置滑动层，则结构计算长度可折减约二分之一，为此，遇有约束强岩石类地基、较厚混凝土垫层等时，可在接触面上设置滑动层，对降低温度应力将起到显著作用。滑动层做法有：涂刷两道热沥青加铺一层沥青油毡；或铺设1020mm厚沥青砂；或铺设50mm厚砂或石屑层等。第73页4.设置应力缓解沟 设置应力缓解沟，即在结构表面，每隔一定距离(普通约为结构厚度1/5)设一条沟，设置应力缓解沟后，可将结构表面拉应力减 少2050，可有效地预防表面裂缝。这种方法是日本清水建筑工程企业研究出一个预防大致积混凝土开裂方法。我国已用于直径 60mm、底板厚3.55.0m、容量1.6万m3地下罐工程，并取得良好效果。应力缓解沟形式，如图3-11所表示。第74页第75页5.设置缓冲层 设置缓冲层，即在高、低板交接处、底板地梁处等，用3050mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板作垂直隔离、以缓冲基础收缩时侧向压力，如图312所表示。第76页第77页6.防止应力集中 在孔洞周围、变断面转角部位、转角处等，因为温度改变和混凝土收缩，会产生应力集中而造成混凝土裂缝。为此，可在孔洞四面增配斜向钢筋、钢筋网片；在变断面处防止断面突变，可作局部处理使断面逐步过渡。同时增配一定量抗裂钢筋，达对预防裂缝产生是有很大作用。第78页八、加强施工监测工作 在大致积混凝土凝结硬化过程中，随时摸清大致积混凝土不一样深度温度场升降改变规律，及时监测混凝土内部温度情况，对于有放矢地采取对应技术办法，确保混凝土不产生过大温度应力，含有非常主要作用。监测混凝土内部温度，可采取在混凝土内不一样部位埋设锡热传感器，用混凝土温度测定统计仪进行施工全过程跟踪和监测。混凝土温度测定统计仪，是以XQC-300大型长图自动平衡统计仪和WZG-010铜热电阻温度传感器作为基本测温单示，并加装“定时全自动扩展”装置组合而成，将XQC-300平衡统计仪原来12个点测温能力提升到108个点，能做到全方面、均匀地控制大致积混凝土温度情况。第79页 混凝土温度测定统计仪，是以测定电阻改变来显示温度仪器，其基本原理是电桥平衡方式。统计仪连接着打印系统，将各测点温度打印在统计纸上，能够直接读数。为了能准确地了解混凝土内部温度场分布情况，除需要按设计要求布置一定数量传感器外，还要确保埋入混凝土中每个传感器含有较高可靠性。所以，必须对传感器进行封装，封装工序普通包含：初筛热老化处理绝缘试验馈线焊接和密封。第80页4.4 4.4 大致积混凝土基础结构施工大致积混凝土基础结构施工 一、钢筋工程 大致积混凝土结构钢筋，含有数量多、直径大、分布密、上下层钢筋高差大等特点。这是与普通混凝土结构显著区分。第81页 为使钢筋网片网格方整划一、间距正确，在进行钢筋绑扎或焊接时，可采取45m长卡尺限位绑扎(图313所表示)。即依据钢筋间距在卡尺上设置缺口，绑扎时在长钢筋两端角卡尺缺口卡住钢筋，待绑扎牢靠后拿去卡尺，这么既能满足钢筋间距质量要求，又能加紧绑扎速度。钢筋连接，可采取气压焊、对接焊、锥螺纹和套筒挤压连接等方法。第82页第83页 大致积混凝土结构因为厚度大，多数设计为上、下两层钢筋。为确保上层钢筋标高和位置准确无误，应设置支架支撑上层钢筋。过去多用钢筋榨支架，不但用钢量大，稳定性差，操作不安全，而且难以保持上层钢筋在同一水平上。因而当前普通采用角钢焊制支架来支承上层钢筋重量、控制钢筋标高、负担上部操作平台全 部施工荷载。钢筋支架立柱下端焊在钢管桩桩帽上，在上端焊上一段插座管，插入48钢筋脚手管，用横楞和满铺脚手板组成浇筑混凝土用操作平台(图3-14)。第84页 钢筋网片和骨架多在钢筋加工厂加工成型，运到施工现场进行安装。但工地上也要设简易钢筋加工成型机械，方便对钢筋整修和暂时补缺加工。第85页第86页二、模板工程 模板是确保工程结构外形和尺寸关键，而混凝土对模板侧压力是确定模板尺寸依据。大致积混凝土浇筑常采取泵送工艺，该工艺特点是浇筑速度快，浇筑面集中。因为泵送混凝土操作工艺决定了它不可能做到同时将混凝土均匀地分送到浇筑混凝土各个部位，所以，往往会使某一部分混凝土升高很大，然后才移动输送管，依次浇筑另一部分混凝土。所以，采取泵送工艺大致积混凝土模板，绝对不能按传统、常规方法配置。第87页而应该依据实际受力情况，对模板和支撑系统等进行认真计算，以确保模板体系含有足够强度和刚度。（一）泵送混凝土对模板侧压力计算泵送混凝土对模板最大侧压力，可采取以下两种方法计算：第88页1.按我国现行相关规范计算 我国混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-)对模板侧压力计算，要求可按下列两式计算，并取两式中洲、值：F=0.22F=2.5H 第89页式中F新浇筑混凝土对模板最大侧压力(kN/m2)；1外加剂影响修正系数。不掺外加剂时取10；掺含有缓凝作用外加剂时取1.2；2混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于100mm时，取1.10；大于100mm时，取115；混凝土重力密度(kN/m3)；t0新浇筑混凝土初凝时间(h)，可按实测确定。当缺乏试验资料时，可采取t=200/(T+15)；V混凝土浇筑速度(m/h)；T混凝土浇筑时温度()；H混凝土测压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面总高度(m)。第90页2.借鉴国外施工经验 日本建筑学会经过若干工程试验实践后，在建筑规范JASS-5钢筋混凝土中推荐了一些侧压力计算经验公式。我国经过几个工程实践，认为具有一定参考价值。经验公式如表3-18所列：第91页第92页（二）侧模及支撑 依据以上计算混凝土最大侧压力值，可确定模板体系各部件断面和尺寸，在侧模及支撑设计与施工中，应注意以下几方面：(1)因为大致积混凝土结构基础垫层面积较大，垫层浇筑后其面层不可能在同一水平面上。所以，在钢模板下端统长铺设一根500mm100mm小方木，用水平仪找平调整，确保安装好钢模板上口能在同一标高上。另外，沿基础纵向两侧及横向混凝土浇筑最终结束一侧，在小方木上开设50mm300mm排水扎，方便将大致积混凝土浇筑时产生泌水和浮浆排出坑外。第93页(2)基础钢筋绑扎结束启，进行模板最终校正，并焊接模板内上、中、下三道拉杆。上面一道先与角支架连接后，再用圆钢拉杆焊在第三排桩帽上，中间一道拉杆斜焊在第二排桩帽上，下面一道直接焊在底皮受力钢筋上。(3)为了确保模板整体刚度，在模板外侧布置三道统长横向围檩，并与竖向肋用连接件固定。(4)因为泵送混凝土浇筑速度快，对模板侧向压力也相应增大，所以，为确保模板安全和稳定，在模板外侧另加三道木支撑(图315)。第94页第95页三、混凝土工程高层建筑基础工程大致积混凝土数量巨大，如新上海国际大厦17000m3，上海煤炭大厦21000m3，上海世界贸易商城24000m3，很多工业设备基础亦达数千立方米以至一万立方米以上。对于这些大致积混凝土浇筑，最好采取集中搅拌站供给商品混凝土，搅拌车运输到施工现场，由混凝土泵(泵车)进行演练。第96页采取商品混凝土，这是一个全盘机械化混凝土施工方案，其关键是怎样使这些机械相互协调，不然任务一个环节失调，都会订乱整个施工布署。一、施工平面布置混凝土泵送能否顺利进行，在很大程度上取决于合理施工平面布置、泵车布局以及施工现场道路通畅。第97页1.混凝土泵车布置(1)依据混凝土挠筑计划、次序和速度等要求来选择混凝土泵车型号、台数，确定每一台家车负责浇筑范围。(2)在泵车布置上，应尽可能使泵车靠近基坑，使布料杆扩大服务半径，使最长水平输送管控制在120m左右，并尽量降低用90弯管。第98页(3)严格施工平面管理和道路交通管理，抓好施工道路质量，是确保军车、搅拌运输车正常运输主要一环。因此，各种作业场地、机具和材料都要按划定区域和地点操作或堆放，车辆行驶路线也要分区规划安排，以确保行车安全和通畅。第99页2.预防泵送堵塞办法在泵送混凝土施工过程中，最轻易发生是混凝土堵塞，为了充分发挥泵车效率，确保管道输送通畅，可采取以下办法：(1)加强混凝土级配管理和坍落度控制，确保混凝土可泵性。在整个施工过程中每隔24h进行一次检验，发现坍落度有偏差时，及时与搅拌站联络加以调整。第100页(2)搅拌运输车在卸料前，应高速运输1min，使卸料时混凝土质量均匀。(3)严格泵车管理，在使用前和工作过程中要尤其重视“一水”