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1、1、工程概況XX合同段大體積混凝土施工項目中,普通圓墩溫度控制采用常規控制措施，施工完成后及時覆蓋、灑水養生，其中較大體積混凝土施工項目為xx大橋、洋中大橋承臺、主墩施工，其余各橋橋臺項目,此項目施工中需進行特殊養生措施。2、大體積混凝土理論大體積混凝土是指最小斷面尺寸大于1m以上的混凝土結構，混凝土內部及表面的裂縫是影響結構內在及外觀質量的最主要的原因,混凝土裂縫的產生主要有以下幾個方面：2.1 溫度應力產生的裂縫大體積混凝土結構在澆筑初期,由于水泥水化過程中發出的熱量,升溫速度很快,混凝土內部升溫值一般在57 d內產生,5 d 內溫度可達到或接近最大溫升，此后趨于穩定并開始降溫。但由于混凝2、土導熱性能差,混凝土內部溫度聚集在結構物內長期不易散失,在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內、外散熱條件不同,形成溫度梯度，表面受拉，內部受壓，當應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土表面就產生裂縫；在混凝土降溫階段,混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到外界條件的約束時,在結構體中央斷面產生內部拉應力,當該拉應力超過混凝土的抗拉強度時,整個混凝土截面就會產生貫穿裂縫，這種裂縫對混凝土質量、耐久性都將造成不良影響.2.2干縮應力引起的裂縫在結構物混凝土拆模之后,由于結構物表面失水造成溫度變化，而溫度變化引起混凝土內部各單元體之間相互約束,產生的應力為干縮應力。因為濕度傳導速率遠小3、于熱度傳導速率，所以它主要集中在混凝土的表面附近.另外,如果混凝土不覆蓋，空氣中游離的CO2 會很容易與混凝土表面附近的Ca（OH）2發生碳化反應而形成碳酸氫物。這兩種因素引起的裂縫雖然不深不寬，對混凝土的內在質量不產生影響，但裂紋縱橫交錯,影響混凝土結構外觀。2。3 鋼筋施工技術不當引起的裂縫混凝土沿鋼筋方向出現剝落和細小裂縫，這種情況雖然不是溫度和溫差造成的，但同樣會在結構物表面出現.首先是澆筑混凝土時無工作平臺,施工人員直接觸動鋼筋,造成鋼筋局部變形，形成素混凝土,混凝土的抗拉能力下降,于是很容易出現無規則交叉混凝土裂紋；其次是鋼筋保護層偏小，混凝土極易被碳化，從而引起鋼筋被銹蝕，而鋼筋4、生銹是一個體積增大的過程,這種效應使鋼筋外圍混凝土產生相當大的拉應力，誘發了沿鋼筋方向的裂縫;第三是鋼筋間距對裂縫的影響,鋼筋間距偏大，使得鋼筋與混凝土粘結力過小，不能通過粘結力將拉力擴散到混凝土中去,不能有效地約束混凝土的回縮或體積變化。根據施工實踐,上述三種因素引起的裂縫均有不同程度的發生，其中溫差造成的裂縫危害最大。3、大體積混凝土施工質量控制措施xx大橋承臺（選擇xx大橋承臺作為代表性承臺)及墩身實體均屬大體積混凝土結構。因此，必須采取相應的技術措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應力，避免出現裂縫。3.1 降低水泥水化熱3.1。1水泥品種選定.水泥水化熱主要取決于水泥的礦物組成、用量和5、放熱速率,因此應選擇低中熱水泥。水泥水化熱主要來自水泥礦物中的C3S 和C3A ,在大體積混凝土中，應優先考慮采用C3S 和C3A 含量低的水泥。3。1。2減少水泥的用量.在確定混凝土強度及坍落度的情況下，宜用大粒徑骨料、合理的集料級配,通過摻粉煤灰、減水劑來減少水泥用量。3.2 降低入模溫度入模溫度是指混凝土從拌和、運輸至入模時的溫度,降低入模溫度的措施主要是對原材料進行預冷.可采用冷卻拌和水如深井水或摻加冰屑直接對混凝土進行降溫,但由于水在混凝土中所占熱容量的百分比不大，因此單憑冷卻水不能完全有效地降低混凝土的入模溫度，還需對粗骨料、水泥進行處理。夏季施工時,應對粗細骨料進行搭棚遮陽，防止6、陽光直射而引起溫升，水泥一般不作預冷,盡量不要使用剛出廠的水泥。此外,環境氣溫對混凝土的預冷效果影響較大,入模溫度應控制在比環境溫度高約5 左右。夏季最好選擇在夜間施工。3.3 其它骨料及添加劑的選用3.3.1 粗骨料:采用碎石,粒徑525mm,嚴格控制含泥量。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高,同時可以減少用水量及水泥用量,從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。3.3。2 細骨料:采用中砂，平均粒徑大于0。5mm,含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右,同時相應減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混7、凝土溫升,并可減少混凝土收縮.3。3 粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利,但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低,對混凝土抗滲抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10%以內。3.3。4 外加劑：采用減水劑,減水劑可降低水化熱峰值,對混凝土收縮有補償功能，可提高混凝土的抗裂性。3.4 適量填充毛石降低水化熱3。4.1 降熱理論水化熱是水泥在水化過程中放出來的熱，減少水泥用量就可以降低水化熱。水泥是混凝土中的膠凝材料，將骨料膠結形成整體。在大體積混凝土中填充毛石，增大了骨料所占體積，同時也增大了骨料粒徑,8、使骨料表面積減小，因此保證一定厚度潤滑層所需的水泥漿數量也相應減少，從而使水泥用量相應減少了,因此水化熱也相應降低了。此外，毛石溫度與大氣溫度相近，根據熱平衡原理，毛石本身也可吸收一部分熱量，對降低水化熱也是有利的。3.4.2 填充毛石對混凝土強度的影響混凝土強度受水泥的影響主要是水泥標號和水灰比這兩個因素。雖然,在大體積混凝土中填充毛石減少了水泥用量，但對混凝土中水灰比的影響卻是很小。填充毛石數量控制在10體積比之內，對底板混凝土中水灰比的影響很小,因此不會使混凝土的強度有所降低。毛石強度大于C20混凝土強度的3倍，保證了混凝土的強度。而且，由于混凝土中水泥砂漿的彈性模量一般在E=（1.519、。6)106MPa，而毛石則為E=（810）106MPa.由此可見，在水泥標號一定、水灰比基本不變的前提下，增加混凝土內粗骨料(毛石）含量可提高混凝土的彈性模量.不可否認，粗骨料中常含有一些有害雜質，如粘土、淤泥、細屑、硫化物和有機雜質。但在混凝土澆注過程中，只要嚴格把好質量關，不讓這些雜質混入混凝土內，即可保證混凝土的強度不會因此受到影響.3.5 控制鋼筋施工不當引起的裂縫在施工時,一定要搭設工作平臺,避免人員、機械對鋼筋的擾動;要在鋼筋網之間增加橫向、豎向支撐，焊接成鋼筋骨架,增加鋼筋骨架的剛度和穩定性，以保證鋼筋位置的準確。3.6 拆模時間的控制新澆混凝土在早期溫度上升時，產生的膨脹變形10、受到約束而形成壓應力,此時混凝土彈性模量小,徐變和應力松弛度大,使混凝土與下層連接不牢固,因而壓應力較小；當溫度下降時，則產生較大的拉應力,若超過混凝土的抗拉強度,所澆混凝土會出現垂直裂縫。因溫升達到最大值一般在3d以上,故拆模時間要控制在3d以內,以防拆模時降溫造成更大的溫度應力。3。7 養護方法對于大體積混凝土，一般采用通水冷卻、蓄水養生、保溫養護等措施,對于承臺結構較易實現，但由于墩身較高,前兩種養護均比較困難,因此墩身應采用表面全保溫養護法,即利用保溫材料提高新澆筑的混凝土表面和四周溫度,減少混凝土的內外溫差.在進入4月份后,早晚環境溫差較大，而鋼模板導熱系數較大,加上鋼模的厚度薄，溫11、差超過了臨界值，應根據測溫情況在模板四周包覆篷布,以保證混凝土內外溫差,將混凝土表面和模板外側溫差控制在10 左右.拆模后,先在混凝土表面鋪一層塑料薄膜，外面再包一層棚布，通過溫度監測，混凝土內外溫差均控制在25范圍之內,在混凝土后期拆除保溫材料后，還應對混凝土表面覆蓋塑料薄膜,防止因干縮、碳化等原因引起混凝土開裂.4、大體積混凝土施工4。1現場準備工作、基礎清理完畢，底層鋼筋施工完畢，并進行隱蔽工程驗收.、模板支立拼裝完畢，驗收合格。、將混凝土表面標高抄測在模板上,并作明顯標記,供澆筑混凝土時找平用.、澆筑混凝土時預埋的換熱管、操作平臺及保溫所需的麻片等應提前搭設或準備好.、項目經理部應與供12、電單位聯系好施工用電，并事先鋪設線路, 以保證用電機械及施工照明用。、管理人員、施工人員、后勤人員等晝夜排班，堅守崗位，各負其責,保證混凝土連續澆灌的順利進行.4。2施工機械配置大體積混凝土施工機具配置表序號機具名稱型號數量備注1攪拌站1000型22罐車6m353混凝土輸送泵1備用4振動棒50mm6備用2臺5鐵鍬84。3 施工人員配備大體積混凝土每班施工人員配置表序號工種人數備注1混凝土工12混凝土振搗、攤鋪2管路工8混凝土輸送管路改移3罐車司機24攪拌站司機25投料手6水泥、外加劑投放6地泵司機27生產副經理1班組協調8領工員29技術員110安質檢員1合計374。4 混凝土澆筑混凝土澆筑采用13、薄層連續澆筑,每層澆筑厚度不應超過500mm，澆筑完一層后再返進行下一層的澆筑，在混凝土不初凝的前提下,盡量延長每層混凝土的表面與大氣的接觸時間,使混凝土的水化熱在澆筑時散發。、混凝土采用集中攪拌站所產混凝土用混凝土運輸車運到現場澆筑。、混凝土澆筑應連續進行，間歇時間不得超過4h,如遇特殊情況，混凝土在4h仍不能連續澆筑時,需采取應急措施.即在己澆筑的混凝土表面上插短插筋，長度0。5米,間距0。5m,呈梅花形布置。、由于混凝土坍落度比較大，會在表面鋼筋下部產生水分,或在表層鋼筋上部的混凝土產生細小裂縫.為了防止出現這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預沉后采取二次抹面壓實措施。、混凝土振搗、振搗時14、間要正確把握,時間過短，混凝土難以密實，時間過長，影響生產效率并容易出現離析、分層現象.在一個部位不應少于10s，一般由以下現象判斷：a、粗細骨料不再下沉；b、水泥漿已翻上表面；c、被振部位已大致水平；d、混凝土中氣泡不再上冒。、振搗棒振搗時要快插慢抽，兩次插入間距控制在50cm左右，插入深度在1.25倍棒長.、振搗時避免直接振動鋼筋、模板、預埋件。、混凝土坍落度大時，采用高頻振動棒（10000次/min)；石子粒徑大時，采用低頻振動棒（3000次/min）。4。5混凝土養護、混凝土灌注完成后，立即將散熱管里注滿水；、混凝土灌注完10小時后，承臺立即拆除模板加固支撐，并用厚薄膜將補塊側面包起來15、,墩身模板不拆除，但需用厚篷布包裹，做好保溫；、混凝土初凝后（3小時左右），必須對混凝土表面進行灑水濕潤,以防止混凝土干裂，模板拆除后，為保證蓄水，采用粘土將混凝土頂面四周沿邊壘起30cm高；、及時用草袋對混凝土表面進行覆蓋；、覆蓋草袋后，在混凝土表面蓄水25cm，并用水管插入散熱管底部，對散熱管進行換水。 、為保證混凝土頂面上蓄水溫度盡量高，除孔內換水外,禁止將涼水直接放入；、混凝土養護必須定每班2人24小時不間斷養護；、養護時間不少于12天;、技術對養護溫度跟班進行測量，并做好詳細記錄。5、降溫工藝選擇（按雙層冷卻管進行簡算）5.1水平循環冷卻水管降溫法xx大橋左4墩承臺擬采用循環散熱法,16、采用雙循環散熱體系，兩個出水口、兩個進水孔，采用雙層冷卻管進行降溫，冷卻管間距1.2m。5。1.1溫升計算依據溫升是指在塊體四周沒有任何散熱條件，沒有任何熱耗的情況下，水泥與水化合后的水化熱全部轉化為溫升后的最高溫度為混凝土的最終絕熱溫升，應按下列公式計算： WQTn=- C式中 Tn-混凝土的最終絕熱溫升值W -每m3混凝土的水泥用量（Kg/m3）,取347Kg/ m3Q -每Kg水泥的水化熱量（KJ/Kg），取377KJ/KgC -混凝土比熱（KJ/KgK），取0.96 KJ/(KgK）-混凝土的容重(Kg/m3），取2390Kg/m3影響混凝土內部溫度因素很多，一般以混凝土的澆筑溫度、水17、泥水化熱的溫升、自然散熱的降溫三者因素綜合考慮求得內部溫度。在假定沒有散熱的情況下，混凝土絕熱溫升與時間（d)的關系可按下列經驗公式計算： WQ T（t）= - （1e-mt）=Tn（1- emt) C式中T（t)-在t齡期時混凝土的絕熱溫升（） e -常數，為2.718 t -齡期(d） m -隨混凝土澆筑溫度而異，按表1選用。 計算水泥水化熱溫升時的m值 表1混凝土澆筑溫度（)51015202530m值（1/d）0。2950.3180。3400.3620。3840.406混凝土結構的厚度愈厚,水化熱溫升階段就愈長，并和外界氣溫有關。混凝土內部溫度，應按下式計算：Tmax=Tj+T（t) 式18、中Tmax-混凝土內部中心溫度（） Tj -混凝土澆筑溫度（）取25 混凝土結構的溫降系數，按表2選用。 溫降系數值 表2齡期（d)1369121518212427值0。600。790.780。770。700.600.510.420。350.305.1.2具體計算齡期分別取1、3、6、9、12、15天：WQ 347377(1) T(1)= （1e-mt）= (1-2.718-0.3841）=18.17（） C 0。962390 Tmax（1）=Tj+T（1） （1）=25+18.170。60=35.90() WQ 347377(2) T（3)= - (1-e-mt）= (12。718-0.3819、43)=39.00(） C 0。962390 Tmax(3）=Tj+T（3) （3）=25+39。00。79=55。812（)WQ 347377(3) T（6）= （1e-mt)= -(1-2。7180。3846)=51。33（) C 0。962390 Tmax（6)=Tj+T(6) （6）=25+51.330。78=65。04()WQ 347377(4) T（9)= - （1-emt)= -（1-2.718-0。3849)=55.23（) C 0。962390 Tmax（9)=Tj+T（9) （9）=25+55。230.77=67。53（) WQ 347377(5) T（12)= - （1e20、-mt)= -(12.718-0。38412）=56。46) C 0。962390 Tmax(12）=Tj+T（12) （12)=25+56。460。70=64。52（) WQ 347377(6） T(15)= - （1-emt）= -（12。718-0。38415)=56。83（) C 0。962390 Tmax(15)=Tj+T(15) 15）=25+56.830。60=59。10（） 以上結果可以看出:混凝土內部最高溫度出現在第9天左右,之前為溫度上升階段，之后為溫度下降階段.實際混凝土自身還會散熱，計算偏于安全.5。1.3水平循環換熱水管降溫法的應用、水平循環換熱水管的制作和安裝取普通21、薄壁鋼管(480.35mm）,按1。2m間距（大于混凝土厚度0。2m）平行布置2層，每層冷卻管相鄰管之間間距1。0米.管體綁扎在鋼筋片上。澆筑前，為防止混凝土等異物進入水管，在管的進、出水口加上管帽。冷卻管布置見附圖：、降溫方法兩個進水口用兩個水泵循環送入河水，通過水循環帶走承臺內部混凝土水化熱，循環水保持15天.4、水平循環換熱水管降溫法的熱工計算由于混凝土水化熱升溫根據齡期不同，溫度變化大多在6070之間,因此按平均水溫65計算。本承臺循環水采用抽自沖溝流水，水溫較低，因此估算冷卻水管進水平均水溫15，在熱交換過程中設水管全長L范圍內混凝土平均溫度一至，其計算公式如下：m=w +X（pQW22、）+X1mm ：水管全長L范圍內混凝土平均溫度；w：冷卻水初溫取12;p:混凝土的澆注溫度取25;m：混凝土的最升溫值；X:各齡期水管冷卻系數；2、估算3d，6d，9d，15d混凝土平均溫升和冷卻水管出口水溫。混凝土導熱系數 =7.7456 kJ/mh混凝土比熱 c=0。96 kJ/mkg水的比熱 cw=0。96 kJ/mkg水的單位體積重 w=1000kg/ m3冷卻水的流量（每根冷卻管) qw=1。6 m3/h (暫定） 冷卻水管平面平行布置,冷卻水管采用內徑44.5mm的鍍鋅鋼管,單層冷卻管長度L=90m，采用2層布置經計算混凝土絕熱溫升 0 =67.53水泥水化熱 m=0。384(L/23、d）=0。016 （L/h）=L/（Cwwqw)=7.745690/（4。1910001。6）=0。104f=alog100/log(b/c）式中a-導溫系數 0.0035m2/hB/C =1.2/0。04450.5=53。93B：水管層距C:水管半徑循環水等效導溫系數:f =alog100/log（B/C）=0。0035log100/log(53。93）= 0。004(m2/h) b =0。922查表（d) f24/b2 b =0.9 X Y 6 2.71 0.52 0。425 9 4。06 0。35 0。308 21 9.47 0.07 0.05 3、計算混凝土升溫m=w +X（p-QW）24、+X10根據公式X=0，X1按上表,0混凝土最終絕熱升溫值,分別計算不同齡期冷卻水管冷卻后混凝土溫度及水管內水上升溫度。所以當=6天：混凝土平均溫度上升值為67.530.52=35.12 (相當于降溫67。5335.12=32.41，此時內外溫差=35.12);冷卻水平均溫度上升值為：67。530。425=28。7.=9天:混凝土平均溫度上升值為67.530。35=23。63 （相當于降溫67。5323.63=43.9，此時內外溫差=23。63；冷卻水平均溫度上升值為：67.530。308=20。80因此在冷卻水循環9天后即可不進行循環了。同理，三層冷卻管肯定滿足現場施工需要5.2 垂直降溫法25、（備選施工工藝)在大體積混凝土施工中，垂直換熱水管降溫法是控制混凝土內外溫差的一項有效的施工措施,相比照預埋循環冷卻水管的方法存在諸多優點：循環冷卻水管降溫不均勻，且在進口與出口效果相差較大；循環冷卻水管無法灌入細石混凝土；另外，垂直換熱水管還可以起到架立鋼筋的作用;換出的熱水可以用做混凝土養生,并能提高混凝土外部溫度。5。2.1溫升計算依據（同5.1.1計算）5.2。2具體計算(同5。1。2計算)5。2.3垂直換熱水管降溫法的應用 垂直換熱水管的制作和安裝取普通薄壁鋼管（1005mm），按3。7m長度（大于混凝土厚度0。2m）截斷，斷面磨光,下端用砂漿封閉。按間距2米梅花形布置。下端置于底層26、混凝土頂面，管體焊接在鋼筋網片上.澆筑前，為防止混凝土等異物進入水管，在管的上口加上管帽。以承臺為例，水管布置見附圖：、降溫方法用膠皮管伸入管底，緩緩注入常溫水，將管內熱水換出，待管內水溫穩定在30左右時，停止換水。前3天平均每隔1h置換一次;第412天，2h置換一次；第1318天，6h置換一次。5.2。4垂直換熱水管降溫法的熱工計算由于混凝土水化熱升溫根據齡期不同,溫度變化大多在6070之間，因此按平均水溫65計算.、每根水管置換熱量：Q=nCmt=2044186.825。1335=751230kJ式中:n水管換熱次數;C-水的比熱（J/kg.）；m置換水的質量，m=r2h（kg);t換熱前27、后水的溫差，t =6530=35()。、每根水管換熱體積:V1V/n12.312。4327=16。95m3、每m3混凝土置換熱量：Q1Q/V175123016。95=44320kJ、混凝土內部溫度降低：TQ1 /(C）44320(0。962400）19即該換熱水管可直接降低混凝土內部溫度約19，使混凝土內部溫度將至46以下,并且置換水提高混凝土表面溫度恒定在30左右,內外溫差為16左右，完全可以滿足混凝土內外溫差25的要求。5.2.5 提高混凝土表面溫度換熱管置換水可保證混凝土表面溫度恒定在30左右，并能夠保持濕度。6、溫度測量在混凝土終凝后(澆筑完畢10h）,開始派專人進行測溫，并作好記錄，兩次測溫時間間隔為：溫度上升階段1h，溫度下降階段2h,水管內水溫與外界氣溫差大于25時，應采用置換管中水的方法降低混凝土內部溫度，直至混凝土內外溫度差控制在25以內。