浅析浍河蕲县船闸大体积混凝土施工技术.pdf

安徽建筑 2 0 1 2年第 3期 ( 总 1 8 4期 ) 浅析浍河蕲县船闸大体 渥 旌工 Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f Ma s s Co n c r e t e f o r J i x i a n Sh i p l o c k o f Hu i Ri v e r 郑金辉 ( 安 徽 省 路 港 工 程 有 限 责 任 公司， 安 徽 合 肥 2 3 0 0 1 1 ) 摘 要 ： 通过浍河蕲县船闸大体积混凝土施工取得较好的成果， 来分 析 从原材料的选 用、 混凝土配合 比、 混凝 土浇筑 、 混凝 土养 生、 温度裂 缝控制等 方面的技术 ， 其经验可供 类似船 闸参考借鉴。 关键词 ： 蕲县船闸； 大体积混凝土； 温度裂缝控制； 施工技术 中图分类 号： T U7 5 5 6 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 3 - 0 0 7 9 - 0 2 1 工程概况 浍河蕲县船闸位于宿州市城南的蕲县节制闸南侧，船闸 按级标准、 5 0 0 t 级设计。由闸首、 闸室、 导航墙等主体工程和 引航道、 靠船墩等工程组成。上下闸首采用钢筋混凝土整体式 结构， 闸室采用钢筋混凝土坞式结构， 导航设施采用钢筋混凝 土扶壁、 框架结构， 混凝土及钢筋混凝土 2 2 X l & m 。其中船闸 闸首底板厚度为2 O re， 基础底板平面尺寸为 1 8 m2 4 m ， 设计强 度等级为 C 2 5 。整个基础底板的混凝土量为 8 6 4 m ， ，闸墙总高 1 2 1 3 m， 厚度为墙顶0 6 m， 底部 2 O m。 2 原材料的选用及配合比的设计 2 1材料选择 2 1 1 水泥 考虑普通水泥水化热较高， 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， 使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凤阳珍珠复合水泥 ， 标号为 P C 3 2 5 级，同时通过掺加南京瑞迪生产的H L C I 抗裂防渗剂 及粉煤灰可以在保证混凝土强度的条件下 ， 较好地减少水泥用 量 ， 推迟了混凝土温度峰值出现的时间， 相应的提高了同龄期 的容许拉应力。 同时还能改善混凝土的工作性 ，提高混凝土 的抗渗能力 。 2 1 2粗骨料 当地符 离集 产 ，选 用 2个 粒 级 的碎石 掺合 成 粒径 4 ? 5 mm 一 3 1 5 mm的连续级配， 含泥量不大于 1 5 ， 以提高混凝土 的均匀性 ， 增加抗裂能力。泥块含量不大于 0 7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 1 3细骨料 采用明光产中粗砂 ，含泥量不大于 3 ，泥块含量不大于 1 5 ， 以提高混凝土的均匀性 ， 增加抗裂能力。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 1 0 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 1 4粉煤灰 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 3 - 0 6 作者简介： 郑金辉( 1 9 7 6 一 ) ， 男， 安徽合肥人， 工程师， 主要从事工程施 工技术管理方面的工作。 为了改善混凝土的和易性便于泵送且防止裂缝的初期产 生， 掺加适量的粉煤灰对水化热、 改善混凝土和易性有利 ， 采用 宿州电厂生产的 I 级粉煤灰用于混凝土中。 2 1 5外加剂 设计无具体要求， 通过分析比较及过去在其它水运工程上 的使用经验，混凝土确定采用南京瑞迪生产的 HL C I 抗裂防 渗剂， 每立方米混凝土掺加 2 8 k g该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 。 2 2合理的混凝土配合比设计 采用掺加粉煤灰和掺加抗裂防渗剂的“ 双掺” 技术， 既能降 低水化热和减少水泥用量，又能改善混凝土的和易性及可泵 性； 配合比设计时水泥用量不宜过小， 含掺合料应大于或等于 3 2 0 k m ， ， 水灰比应小于或等于 0 5 ， 砂率应控制在 3 5 4 5 之 间， 塌落度宜控制在 7 0 ra m一 9 0 mm。 3 大体 积混凝土施工 3 1混凝 土浇筑 由于混凝土浇筑涉及到混凝土的外观质量和裂缝的产生， 故如何控制混凝土施工成为本工程的关键技术。 混凝土浇筑时 应采用“ 分区定点、 一个坡度、 循序推进、 一次到顶” 的浇筑工 艺， 施工方向从 1 8 m全宽范围向 2 4 m方向浇筑， 每层浇筑厚度 为4 0 0 m m。根据泵车布料杆的长度， 划定浇筑区域。浇筑时先 在一个部位进行， 直至达到设计标高 ， 混凝土形成扇形向前流 动， 然后在其坡面上连续浇筑， 循序推进。 这种浇筑方法能较好 的适应泵送工艺， 使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的 坡面上， 确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时 间。同时可解决频繁移动泵管的问题， 也便于浇筑完的部位进 行覆盖和保温。混凝土浇筑应连续进行 ，间歇时间不得超过 6 h。 大 体积混凝土 的施工过程 中 ， 混 凝土振捣越 密实 ， 越不易 开裂， 为此， 分别按部位， 在流动混凝土的前、 中、 后将责任落实 到人振捣， 重点注意边、 拐部位， 以防漏振， 特别是预埋件底部 要加强振捣。 底板上门槛钢筋开口， 进行下部振捣， 确保混凝土 的密实度和杜绝漏振。同时底板上下各设置 3名管理人员， 用 对讲机联系，上部管理人员将看到的问题即时传给下部人员， 及时处理振捣过程中发现的问题。 混凝土浇筑时在泵车的出灰 口处配置 3 - 4台振捣器， 因为混凝土的坍落度比较大， 在 2 O m 厚的底板内可斜向流淌 2 m远左右， 2台振捣器主要负责下部 斜坡流淌处振捣密实， 另外 1 - 2台振捣器主要负责顶部混凝土 振捣。 由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分， 或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。 为了防止出现这种 裂缝 ，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措 施。因是泵送混凝土配合比， 施工中会产生一定量的泌水和浮 浆， 为此在模板的一侧设置了预留孔， 可以随时将泌水及浮浆 排出， 提高了混凝土的密实性。 合理选用浇筑混凝土的时间， 尽 量选择低温日子浇筑， 特别是中下部温升较高的部位 ， 宜安排 在 0 ： O O h 6 ： O O h浇筑为好 ， 闸墙的上部安排在上午浇筑 比晚间 ( 下转第 1 0 1页) 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 一 重 安徽建筑 2 0 1 2年第3期( 总 1 8 4 期 ) 3 2双 曲线沉降预 测 t o 取 2 8 6 ， t = t to = 5 d的时候， 曲线拟合图如图2所示。 由图可知 = 0 8 1 1 8，B= 0 0 0 9 2， 带入( 1 ) 式可得： s t ：8 8 O 3 5 t - 2 8 6 丽 j ，其实测曲线与预测曲 线 吻合 图如 图 3所示。 同理可得At = t - t o = l 5 d时的曲线拟合图如图4所示。 其实测曲线与预测曲线吻合图如图 5 所示。 4 分析与结论 通过计算对比与图中可以看出，双曲线法能够很好的 对地基沉降进行预测 ， 其预测精度也高， 对指导实际工程进行 有着很大的意义。 孛 专 毒 夺 ( 上接 第 7 9页) 夺 夺 更 为有利 。 3 2大体 积混凝土施工温度控制 根据蕲县船闸大体积混凝土施工的实际情况， 同时结合 承包人以往的施工经验， 并结合专家意见， 本项 目在闸室底板 、 闸室侧墙等部位采用混凝土内部预设冷却水管， 用循环水及时 将热量排出， 以降低混凝土内部最高温升。 本次在闸室底板钢筋混凝土中设置冷却水管， 冷却水管 为 3 2 m m的薄壁钢管 ，按照蛇形布置。冷却水管分间距为 0 6 m一层， 共 2层， 同一层每根水管间距也为 l m， 外侧水管距 混凝土外边缘距离按 O 5 m控制， 闸室墙按 L型双层布置。 冷却 水管使用前应进行压水试验， 防止管道漏水、 阻水； 混凝土浇筑 到各层冷却水管标高后即开始通水， 各层混凝土峰值过后即停 止通水， 通水流量应达到 2 5 I Y m i n， 通水时间根据现场测温结 果确定； 严格控制进出水温度， 在保证冷却水管进水温度与混 凝土内部最高温度之差不超过 2 5条件下 ，尽量使进水温度 最低； 待主通水冷却全部结束后 ， 应采用同标号水泥浆或砂浆 封堵冷却水管。 本工程采用埋入式测温计并配常用玻璃棒式温度计对 混凝土温度进行测量 ， 以随时掌握混凝土温差动态， 温度计测 量混凝土内部温度， 可在底板基础中预留测温孔。根据本工程 实际情况， 计划预设四组测温孔。 每组由三根普通钢管组成， 相 互间距 1 m， 底部要密封。3 根钢管分别伸到混凝土的上部( 混 凝土上表面下 4 0 e ra处 ) 、 中部及下部( 垫层往上 3 0 e ra处 ) 。预 埋位置为门槛二次混凝土处 ， 详细位置根据现场具体情况现场 确定。 基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。 预埋 时测温管与钢筋绑扎牢固， 以免位移或损坏。每组测温管用胶 带做上标记， 便于区分深度和便于保温后查找。 配备专职测温人员， 按两班考虑。对测温人员要进行培训 和技术交底。 测温人员要认真负责， 按时( 混凝土浇筑 3 d 5 d内 2 h 4 h ， 以后 4 h 6 h ) 按孑 L 测温， 不得遗漏或弄虚作假。测温记录 要填写清楚、 整洁， 换班时要进行交底。测温工作应连续进行， 每测一次， 要记录好测点、 时间及温度， 同时绘制温度时间曲线 图。记录结果及时向技术部门汇报， 并经技术部门同意后方可 停止测温。 测温时发现混凝土内部最高温度与外部温度之差达 到 2 5 C 或温度异常，应及时通知技术部门和项 目技术负责人。 以便及时采取措施。 预埋、 插筋部位是保温的难点 ， 要注重盖严， 防止造成温差 较大。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后， 可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉， 使混凝土散热。 3 3混凝土的养护 通过图3和图 5可以看出，双曲线预测法后期预测精 度明显高于前期。因此采用此法时 ， 在保证精度的应尽量选择 加载完后期， 以便更有实际意义。 通过对不同的t 的取值计算， 并结合图 3与图 5可以 看出， t 的取值大小对预测精度影响很大。 t 取值越大， 预测 结果越接近实际值。 参考文献 【 1 】 龚晓南 高等土力学 M 1 杭州： 浙江大学出版社， 1 9 9 6 【 2 】 周全能墩土路基后期沉降推算方法及误差分析 J 】 岩土力学， 2 0 0 7 ( 3 ) 【 3 】 杨涛， 李国维， 杨伟清 基于双曲线法的分级填筑路堤沉降预测 J 】 岩土力学 ， 2 o o 4 ( 1 0 1 4 】 朱胜利 由实测沉降曲线推算地基最终沉降量的双曲线法【 J 港 口 工程 ， 1 9 9 8 f 4 ) 夺 44 - 一 夺 夺 寺 夺 牛 夺 辛 夺 夺 -+ 夺 辛 夺 夺 夺 本工程的底板和闸墙等因新浇筑的混凝土水化速度比较 快 ， 采用塑料薄膜覆盖及喷淋法等进行保温保养， 防止混凝土 表面因脱水而产生千缩裂缝， 同时可避免棉絮因吸水受潮而降 低保温性能。 4 其他技术措施 一 I -_ 一 I= l 尽量采用单块模板幅面， 以减少模板接缝 ， 提高混凝土 尝 外观质量和美观。 土 拌制混凝土的原材料均需进行检验， 合格后方可使用。 壬 同时要注重各项原材料的温度， 以保证混凝土的人模温度( 实 譬 测) 与理论计算( 按经验数值 ， 一般为 2 5 左右) 基本相近。 闸室墙体一次浇筑高度不宜过高， 施工分缝设置应合 础 理， 施工缝应留在剪力较小且易于施工的部位 ， 有抗渗要求与 处 底板相连的墙体， 其水平施工缝宜留置在距底板大于 l m高的 理 位置， 有倒角的将倒角同底板一次浇筑完成。 5 结语 浍河蕲县船闸大体积混凝土已施工结束， 由于我们在施工 中采取的各项控制措施都发挥了应有的作用 ， 既确保了船闸大 体积混凝土施工质量， 又取得了大体积混凝土施工的经验。安 徽的水运事业十分发达 ， 目前有多座船闸正在兴建 ， 开展水运 工程施工技术探讨， 对今后建设优质船闸工程具有十分重要的 意义。 参考文献 【 1 】 J T J 2 6 9 - 9 6 ， 水运工程混凝土质量控制标准【 s 】 j E 京： 人民交通出版 社， 1 9 9 6 【 2 2 J T S 2 5 7 2 0 0 8 ， 水运工程质量检验标准【 s 】 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 8 【 3 】3 J T J 2 6 8 - 9 6 ， 水运工程混凝土施工规范【 s 】 北京： 人民交通出版社， 1 9 9 6 4 1 J T J 2 7 0 9 8 ， 水运 工程混 凝土试验 规程【 S 】 北京 ： 人 民交 通 出版 社， 1 9 9 6 【 5 1 D I d T 5 0 5 5 1 9 9 6 ， 水工混凝土掺用粉煤灰技术规范【 s 北京： 中国水 利水电出版社， 1 9 9 6 【 6 】6 J T S 2 0 2 1 2 0 1 0 ， 水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程 【 s 】 北京 ： 人民交通出版社，2 0 1 0 安 徽 建 筑 _