大連理工大學(xué)畢業(yè)論文淺析大體積混凝土裂縫

1、<p><b>　　網(wǎng)絡(luò)高等教育</b></p><p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）</p><p>　　題 目： 淺析大體積混凝土裂縫 </p><p>　　學(xué)習(xí)中心： </p><p>　　層 次： 專科起

2、點(diǎn)本科 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　年 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 生：

3、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： </p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　隨著我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快和城市建設(shè)的發(fā)展，各種建筑物、構(gòu)造

4、物的規(guī)模和體量都在大幅度的提升，因此大體積混凝土已愈來(lái)愈廣泛的技術(shù)被應(yīng)用，其技術(shù)方面的措施要求也顯得愈益重要。大量的工程實(shí)踐表明，大體積混凝土在施工過程中普遍會(huì)遇到裂縫控制問題，本文簡(jiǎn)要分析了大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，總結(jié)其預(yù)防措施及處理方法，從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)以及大體積混凝土生產(chǎn)施工等各環(huán)節(jié)進(jìn)行裂縫控制，并輔以工程實(shí)例來(lái)說明所采取的措施和方法的效果和可行性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土；溫

5、度裂縫；預(yù)防措施；處理辦法。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要 </b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　1 大體積混凝土及其開裂機(jī)理分析2</p><p>

6、　　1.1 大體積混凝土概述2</p><p>　　1.2 大體積混凝土開裂機(jī)理分析2</p><p>　　1.2.1 主要原因2</p><p>　　1.2.2 其他原因2</p><p>　　2 大體積混凝土裂縫控制4</p><p>　　2.1 控制原材料及配合比4</p>

7、<p>　　2.2 控制溫度裂縫的技術(shù)措施5</p><p>　　3 大體積混凝土裂縫的處理方法6</p><p>　　3.1 無(wú)害裂縫處理方法6</p><p>　　3.1.2 二次壓面法6</p><p>　　3.1.2 表面涂抹砂漿法6</p><p>　　3.1.3 表面涂抹環(huán)氧

8、膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法6</p><p>　　3.1.4 表面鑿槽嵌補(bǔ)法6</p><p>　　3.1.5 表面貼條法7</p><p>　　3.2 有害裂縫處理方法7</p><p>　　3.2.1 水泥灌漿法7</p><p>　　3.2.2 化學(xué)灌漿法8</p><p

9、>　　4 案例分析10</p><p>　　4.1 案例———安徽省西淝河特大橋10</p><p>　　4.1.1 工程概況10</p><p>　　4.1.2 預(yù)防措施10</p><p>　　4.1.3 配合比的選定12 </p><p>　　4.1.4 控制混凝土的出機(jī)溫度及澆筑溫度

10、10</p><p>　　4.1.5 混凝土施工10</p><p>　　4.1.6 取得效果12</p><p>　　4.2 案例二——沈陽(yáng)市跨渾河富民斜拉橋10</p><p>　　4.2.1 工程概況10</p><p>　　4.2.2 預(yù)防措施10</p><p>

11、　　4.2.3 承臺(tái)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)12 </p><p>　　4.2.4 取得效果10</p><p><b>　　5 結(jié)論16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p

12、>　　建筑工程中，大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物中實(shí)體最小尺寸≥1m部位所用的混凝土，其主要的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)截面大、混凝土用量多，內(nèi)部熱量不易散發(fā)。目前我國(guó)在大體積混凝土裂縫控制方面的研究日趨成熟，其中以王鐵夢(mèng)教授和吳偉中院士的溫度應(yīng)力控制理論和變形控制理論為先導(dǎo)，此理論主要內(nèi)容為：混凝土一般在澆筑后的二至三天內(nèi)，其間混凝土彈性模量低、基本處于塑性與彈塑性狀態(tài)，約束應(yīng)力很低，當(dāng)水化熱溫升至峰值后，水化熱能耗盡，繼續(xù)散熱引起溫度下降，隨著

13、時(shí)間逐漸衰減，延續(xù)十余天至三十余天?；炷两禍仉A段，彈性模量迅速增加，約束拉應(yīng)力也隨時(shí)間增加，在某時(shí)刻如超過混凝土抗拉強(qiáng)度便出現(xiàn)貫穿性裂縫。為了準(zhǔn)確了解大體積混凝土內(nèi)部由于水化熱引起的溫度升降規(guī)律，掌握基礎(chǔ)混凝土中心與表面、表面與大氣溫度間的溫度變化情況，以便采取必要的措施，需對(duì)混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，從而提高大體積混凝土的工程質(zhì)量。</p><p>　　1 大體積混凝土及其開裂機(jī)理分析</p>&l

14、t;p>　　1.1 大體積混凝土概述</p><p>　　大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸≥1，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致混凝土開裂的混凝土。大體積混凝土的特點(diǎn)是：混凝土量大，結(jié)構(gòu)厚實(shí)；施工技術(shù)要求高，水泥水化熱易積聚而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度變形。在大體積混凝土的施工過程中，要解決的首要問題是控制混凝土的溫度裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂、抗侵蝕性能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。大體積混凝土的裂

15、縫控制是一項(xiàng)比較復(fù)雜的施工技術(shù)，必須認(rèn)真采取措施，盡可能避免混凝土開裂。</p><p>　　1.2 大體積混凝土開裂機(jī)理分析</p><p>　　1.2.1 主要原因 </p><p>　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫有表

16、面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力，超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)所可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。</p><p>　

17、　1.2.2 其他原因 </p><p>　　高強(qiáng)度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強(qiáng)混凝土中以30%~60%礦物細(xì)摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%~2%，水膠比為0.25~0.40，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，給高強(qiáng)混凝土帶來(lái)許多優(yōu)良特性，但其負(fù)面效應(yīng)最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強(qiáng)混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、化學(xué)收縮和自收縮?；炷脸醅F(xiàn)裂紋的時(shí)間可以作為判斷裂紋原因

18、的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時(shí)到十幾小時(shí)出現(xiàn)；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現(xiàn)；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋出現(xiàn)在接近1年齡期內(nèi)。</p><p>　　干燥收縮：當(dāng)混凝土在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干縮率也低。</p><p>　　塑性收縮：塑性收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑性

19、階段。高強(qiáng)混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細(xì)摻合料對(duì)水有更高的敏感性，高強(qiáng)混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強(qiáng)混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產(chǎn)生。</p><p>　　自收縮：密閉的混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度隨水泥水化的進(jìn)展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細(xì)孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負(fù)壓，因而引起混凝土的自收縮。高強(qiáng)混凝土由于水膠比低，早期強(qiáng)度較快的發(fā)展，會(huì)使自由水消耗快，致使孔體系中相對(duì)濕度低于80%，而高強(qiáng)混凝土

20、結(jié)構(gòu)較密實(shí)，外界水很難滲入補(bǔ)充，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生自收縮。高強(qiáng)混凝土的總收縮中，干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越低，自收縮所占比例越大。與普通混凝土完全不同，普通混凝土以干縮為主，而高強(qiáng)混凝土以自收縮為主。</p><p>　　溫度收縮：對(duì)于強(qiáng)度要求較高的混凝土，水泥用量相對(duì)較多，水化熱大，溫升速率也較大，一般可達(dá)35~40℃，加上初始溫度可使最高溫度超過70~80℃。一般混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/

21、℃，當(dāng)溫度下降20~25℃時(shí)造成的冷縮量為2~2.5×10-4，而混凝土的極限拉伸值只有1~1.5×10-4，因而冷縮常引起混凝土開裂。</p><p>　　化學(xué)收縮：水泥水化后，固相體積增加，但水泥-水體系的絕對(duì)體積則減小，形成許多毛細(xì)孔縫，高強(qiáng)混凝土水膠比小，外摻礦物細(xì)摻合料，水化程度受到制約，故高強(qiáng)混凝土的化學(xué)收縮量小于普通混凝土。</p><p>　　當(dāng)混凝土發(fā)

22、生收縮并受到外部或內(nèi)部約束時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，并有可能引起開裂。對(duì)于高強(qiáng)混凝土雖然有較高的抗拉強(qiáng)度，可是彈性模量也高，在相同收縮變形下，會(huì)引起較高的拉應(yīng)力，而由于高強(qiáng)混凝土的徐變能力低，應(yīng)力松弛量較小，所以抗裂性能差。</p><p>　　2 大體積混凝土裂縫控制</p><p>　　2.1 控制原材料及配合比</p><p>　　2.1.1 原材料的選用&l

23、t;/p><p>　　水泥：大體積混凝土原則上采用水化熱的水泥，以避免早期溫度應(yīng)力導(dǎo)致的混凝土裂縫。水泥礦物組成中C含量要低，水泥細(xì)度不宜太細(xì)，因?yàn)镃含量越高，水化放熱速率越快，水泥越細(xì)，收縮越大；</p><p>　　骨料：對(duì)骨料的含泥量要嚴(yán)格控制，要求砂含泥量＜3%，石子含泥量＜1%。石子要良好，在大體積混凝土中宜使用粗砂或中砂。</p><p>　　礦物摻和料：粉

24、煤灰的水化熱遠(yuǎn)小于水泥，7天約為水泥的1/3，28天約為水泥的1/2，因此摻加粉煤灰減少水泥用量可能效降低水化熱。摻加的粉煤灰要需水性小，滿足二級(jí)或二級(jí)以上的質(zhì)量要求。</p><p>　　外加劑：大體積混凝土采用緩凝型減水劑，主要目的在于延緩水泥水化放熱速度，推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間，降低最高溫峰值并減少總的發(fā)熱量，以減少混凝土因溫差而引起的裂縫。延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間，也有利于在澆搗大體積混凝土?xí)r不致形成施工冷接縫。

25、</p><p>　　2.1.2 配合比設(shè)計(jì)原則</p><p>　　大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及塌落度要求的前提下，應(yīng)盡量提高摻和料及骨料的含量，降低每方混凝土的水泥用量。在施工條件許可的范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能降低用水量，從而少用水泥，減少水泥總發(fā)熱量，以降低混凝土內(nèi)部的最高溫度。</p><p>　　在膠凝材料漿體組成一定時(shí)，骨料體積含量越大，混凝土的收縮值越小。

26、骨料體積在68%-470%范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)收縮的影響最敏感。從減少混凝土的角度看，骨料體積含量大于70%時(shí)，最為有利。適應(yīng)的砂率對(duì)混凝土的裂縫控制有積極作用。混凝土的干縮隨砂率的增大而增大。過高的砂率使結(jié)構(gòu)表層容易產(chǎn)生較厚的砂漿層，這對(duì)混凝土的裂縫控制是不利的。</p><p>　　采用最佳石子級(jí)配，避免使用粒徑分布集中、中間粒級(jí)顆粒少的粗骨料。采用少量小粒級(jí)石子調(diào)整級(jí)配，使其級(jí)配曲線接近級(jí)配要求下限，且含有一定

27、量的2.5~10mm骨料時(shí)，可在一定程度上減少混凝土的干縮。</p><p>　　2.2 控制溫度裂縫的技術(shù)措施</p><p>　　采用中低熱的水泥品種，配合比摻入一定量的摻合料取代部分水泥。一般基礎(chǔ)混凝土均采用礦渣硅酸鹽水泥，摻入一級(jí)粉煤灰（超量取代法）；摻入U(xiǎn)型混凝土膨脹劑，膨脹劑的摻入可產(chǎn)生膨脹效應(yīng)，它不但可補(bǔ)償混凝土的收縮，而且能降低混凝土的綜合溫差。并且U型膨脹劑采取內(nèi)摻，同

28、樣取代了一部分水泥用量。</p><p>　　對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分縫、分塊。合理分縫分塊，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍，而且也可以利用澆筑塊的層面進(jìn)行散熱，降低混凝土內(nèi)部的溫度。施工現(xiàn)場(chǎng)可采用伸縮縫、施工縫、后澆縫等方法。</p><p>　　在滿足強(qiáng)度和其它性能要求的前提下，盡量降低水泥用量。降低水泥用量可直接減小立方混凝土水泥化的溫升值?？赏ㄟ^摻入高效減水劑，減小水灰比來(lái)減少水

29、泥用量；通過摻入粉煤灰、膨脹劑等取代一部分水泥。</p><p>　　摻加適宜的外加劑。通過摻入高效緩凝減水劑，可延緩混凝土拌合物的凝結(jié)時(shí)間，從面方便施工，避免出現(xiàn)冷縫；緩凝劑的摻入可使水泥的水化熱釋放速度減慢，有利于執(zhí)量消散，能使混凝土內(nèi)部的溫升有所降低，這對(duì)避免產(chǎn)生溫度裂縫是有利的；減水劑吸附在水泥顆粒表面，起抵制和延緩水泥水化的作用，在相同強(qiáng)度、和易性和耐久性的條件下，可減少混凝土中水泥用量。前者使水泥的初

30、期水化速率減慢，因而使水化熱延緩產(chǎn)生，后者可降低總水化熱。</p><p>　　選擇適宜的骨料。粗骨料選擇時(shí)，應(yīng)選擇連續(xù)級(jí)配、顆粒較大的骨料，但骨料粒徑也不可過在，過大易引起混凝土的離析，還應(yīng)符合泵送要求；細(xì)骨料采用中、粗砂，砂率在滿足泵送前提下盡量取小，可降低水化熱，可抑制混凝土的變形。同時(shí)石子的含泥量不得大小1，砂的含泥量不得大于2。</p><p>　　控制混凝土的入模溫度。為控制混

31、凝土內(nèi)部溫度的基值，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。大體積混凝土溫度，GB5024規(guī)定不宜超過28℃。</p><p>　　采取表面保護(hù)、保溫、隔熱措施?；炷翝仓笥瞄L(zhǎng)刮尺按標(biāo)高刮平，在混凝土初凝前再用滾筒碾壓數(shù)遍，在混凝土初凝后終凝前應(yīng)再用抹板抹平一次，可避免塑性裂縫產(chǎn)生。混凝土經(jīng)最后抹平后，應(yīng)立即覆蓋保溫材料，這樣不僅可以減少升溫階段的內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫，而且可以使水泥順利水化，提高混凝土的極限拉伸值，

32、防止產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和溫度裂縫。</p><p>　　3 大體積混凝土裂縫的處理方法</p><p>　　3.1 無(wú)害裂縫處理方法</p><p>　　3.1.1 二次壓面法</p><p>　　對(duì)于新澆混凝土收縮裂縫，該裂縫多在新澆筑并暴露于空氣中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面出現(xiàn)，有塑態(tài)收縮、沉降收縮、干燥收縮、碳化收縮、凝結(jié)收縮等收縮裂縫，這種

33、裂縫不深也不寬，處理方法如下：</p><p>　?。?）如混凝土仍有塑性，可采取壓抹一遍的方法，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。</p><p>　?。?）如混凝土已硬化，可向裂縫內(nèi)滲入水泥漿，然后用鐵抹子抹平壓實(shí)。</p><p>　　3.1.2 表面涂抹砂漿法</p><p>　　處理時(shí)將裂縫附近的混凝土表面鑿毛或沿裂縫鑿成深15—20mm寬100—20

34、0mm凹槽，掃凈并灑水濕潤(rùn)。先刷水泥凈漿（業(yè)主批準(zhǔn)適用的界面劑）一度，然后用1：1～2水泥砂漿分2～3層，涂抹總厚10～20mm壓光。有滲漏水時(shí)，應(yīng)用水泥凈漿（厚2mm）和1：2.5水泥砂漿（厚4-5mm,可慘入1—3%于水泥重量的氯化鐵防水劑）交替抹壓4-5層，涂抹后3-4小時(shí)進(jìn)行覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)。</p><p>　　3.1.3 表面涂抹環(huán)氧膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法</p><p>

35、　　涂抹前，將裂縫附近表面清洗干凈（油污應(yīng)用丙酮或二甲苯擦洗凈）、干燥。較寬裂縫用環(huán)氧膠泥填塞，并將膠泥均勻地涂刮壓裂縫表面，寬80-100mm?；鶎痈稍镉欣щy時(shí)可以用環(huán)氧煤焦油膠泥。需要粘貼環(huán)氧玻璃布時(shí)，先將玻璃布脫鈉、干燥，視具體情況可作成一布二油（或二布三油，第二層布的周圍應(yīng)比下一層寬10～15mm）。</p><p>　　3.1.4 表面鑿槽嵌補(bǔ)法</p><p>　　當(dāng)裂縫稀少

36、，但深度較深時(shí)，沿混凝土裂縫鑿一條V型或U型槽，槽內(nèi)表面應(yīng)修理平整，清洗干凈，并保持槽內(nèi)干燥。槽內(nèi)嵌入剛性材料如水泥砂漿、環(huán)氧膠泥，或填灌柔性材料如聚氯乙烯膠泥、瀝青油膏等密封。密封材料嵌入前，先涂刷與嵌填材料混凝土性質(zhì)的稀釋涂料（表面可作砂漿保護(hù)層或不作保護(hù)層），具體做法。</p><p>　　一般裂縫處理 （b）滲水裂縫處理 （c）活動(dòng)裂縫處理 (d)活動(dòng)裂縫擴(kuò)展后的情況 1—裂縫; 2—水泥砂漿或環(huán)氧膠泥;

37、 3—聚氧乙烯; 4—1:2.5水泥砂漿或剛性防水五層做法;5—密封材料；6—隔離緩沖區(qū)；B—槽寬；δ—裂縫活動(dòng)距離</p><p>　　注：對(duì)于施工縫表面的裂縫，處理時(shí)可在與其連接的施工段混凝土澆筑前，按表面鑿槽嵌補(bǔ)法的要求在裂縫位置處鑿V型或U型槽，該槽內(nèi)不再填充其他填充物，由該連接施工段澆筑的結(jié)構(gòu)混凝土填充，以保證施工縫處混凝土。</p><p>　　3.1.5 表面貼條法 <

38、;/p><p>　　對(duì)于裂縫移動(dòng)范圍不限于一個(gè)平面并有防水要求不便鑿槽修補(bǔ)的活裂縫，可將一條具有柔性的聚丁橡膠密封條置于裂縫上面，用聚丁橡膠粘結(jié)劑將周邊粘結(jié)于混凝土上（見圖2），使密封條中部能隨裂縫活動(dòng)而自由活動(dòng)，長(zhǎng)的裂縫可分段為粘結(jié)，分段為密封條的連接采用聚丁橡膠粘貼搭接，搭接處上下壓搓應(yīng)切成斜面搭接，長(zhǎng)度100mm。</p><p>　　圖2 柔性密封帶表面粘貼</p>&l

39、t;p>　　裂縫 2—油氈或塑料隔離層；3—聚丁橡膠密封條；4—粘結(jié)劑</p><p>　　3.2 有害裂縫處理方法</p><p>　　3.2.1 水泥灌漿法</p><p>　　鉆孔：采用風(fēng)鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應(yīng)穿過裂縫面0.5m以上，當(dāng)鉆孔有兩排或兩排以上時(shí)，宜交叉或

40、呈梅花形布置。</p><p><b>　　圖3 鉆孔示意圖</b></p><p>　　1—裂縫；2—騎縫孔；3—斜孔</p><p>　　沖洗：鉆孔完畢后，應(yīng)用水沖洗，按豎向排列自上而下逐孔進(jìn)行。</p><p>　　密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環(huán)氧膠泥涂抹。</p><p

41、>　　埋管：一般用ø19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。</p><p>　　試壓：用0.1-0.2MPa壓力水作滲水試驗(yàn)，采取灌漿孔壓水，排水孔排水的方法檢查裂縫和管路暢通情況，然后關(guān)閉排氣孔檢查止?jié){堵漏效果，并濕潤(rùn)縫面，以利粘結(jié)。</p><p>

42、;　　灌漿：合格的經(jīng)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)使用的填縫用注射性水泥，水泥凈將水灰比為0.4，灌漿壓力0.3—0.5MPa。在整條裂縫處理完畢后，孔內(nèi)應(yīng)充滿凈漿，并填入凈砂用棒搗實(shí)。</p><p>　　3.2.2 化學(xué)灌漿法</p><p>　　鉆孔：采用風(fēng)鉆鉆孔，孔距1-1.5m除淺孔采用騎縫孔外一般占孔軸線與裂縫呈30—45·斜角（見圖3）,孔深應(yīng)穿過裂縫面0.5m以上，當(dāng)鉆孔有兩排或兩排

43、以上時(shí)，宜交叉或呈梅花形布置；</p><p>　　密封：縫面沖洗凈后，在裂縫表面用1：1～2水泥砂漿或環(huán)氧膠泥涂抹。</p><p>　　埋管：一般用ø19-38的鋼管作灌漿管（鋼管上端加工絲扣），安裝前在鋼管外壁用生膠帶纏緊，然后旋入孔中，孔中管壁周圍的空隙用水泥砂漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管沖孔中脫出。</p><p>　　—試壓：用0.2-0

44、.3MPa壓縮空氣進(jìn)行壓力實(shí)驗(yàn)；</p><p>　　灌漿：采用環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行灌漿。</p><p><b>　　環(huán)氧樹脂漿液配比：</b></p><p>　　注：1.二甲苯、乙二胺、粉料的摻量，可視氣溫和施工操作具體情況適當(dāng)調(diào)整。</p><p>　　2.環(huán)氧煤焦油膠泥配合比，分子用于底層，分母用于面層。</

45、p><p>　　圖4 灌漿工藝流程及設(shè)備</p><p>　　1—混凝土結(jié)構(gòu)；2—裂縫；3—環(huán)氧封閉帶；4—灌漿嘴；5—活接頭；6—木塞；7—高壓塑料透明膠管；8—閥門；9—壓漿罐；10—壓力表；11—進(jìn)料口；12—高壓膠管；13—空壓機(jī)和手壓泵；14—調(diào)壓閥</p><p><b>　　4 案例分析</b></p><p&

46、gt;　　4.1 案例一——安徽省西淝河特大橋</p><p>　　4.1.1 工程概況 </p><p>　　橋跨結(jié)構(gòu)形式為18*20+3*40+12*20，主跨為預(yù)應(yīng)力工字梁。主跨橋墩為圓形空心高墩，其中最高墩高25m。一次性灌注的混凝土量近100m3的承臺(tái)有四個(gè)，即18號(hào)，19號(hào)，20號(hào)，21號(hào)墩為972m3。</p><p>　　4.1.2 預(yù)防措施&

47、lt;/p><p>　　一般措施：使用高效減水劑和粉煤灰增加混凝土的和易性，從而減少水化熱，石子選用5~40mm，可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少。砂用中粗砂，細(xì)度模數(shù)在3.15左右，可使每立方米混凝土減少用水量20~25kg，水泥相應(yīng)也減少28~35kg，從而降低混凝土的干縮。</p><p>　　其他措施：采用混凝土內(nèi)部埋設(shè)循環(huán)水管措施，可帶走部分混凝土水化熱；埋測(cè)溫管，能及時(shí)探測(cè)

48、混凝土內(nèi)外溫差，控制混凝土入模溫度；澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，做好保溫保溫工作。</p><p>　　4.1.3 配合比的選定</p><p>　　配合比:通過試配最后選定配合比為：水泥：砂：石子：減水劑：粉煤灰＝1：2.08：3.00：0.005：0.15。水膠比為0.47，水泥選用強(qiáng)度等級(jí)32.5的普通硅酸鹽水泥。28d水化熱為377J/kg，水泥用量363kg/m3，全部泵送入倉(cāng)。外加劑

49、和摻合料為了滿足泵送要求，坍落度需控制在160~180mm之間，如只增加用水量，水泥用量也將相應(yīng)增加，還會(huì)加劇混凝土的干燥收縮，水化熱增加，容易出現(xiàn)早期干縮裂縫。因此在施工時(shí)摻入了水泥重量0.5%的FS-R型高效減水劑，不僅使混凝土的工作性能有了明顯改善，同時(shí)又減少了10%拌和用水，同時(shí)節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。</p><p>　　每立方米混凝土中摻占水泥用量15%的I級(jí)粉煤灰等量代替15%的水泥

50、。根據(jù)國(guó)外大量資料說明，混凝土中摻入粉煤灰后不僅能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球形起潤(rùn)滑作用，可大大改善混凝土工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱，降低徐變，干縮性和熱膨脹系數(shù)，提高混凝土抗泌水性的離析，還可提高混凝土抗?jié)B性能，對(duì)抗硫酸侵蝕和抵制堿骨料反應(yīng)也有效。</p><p><b>　　粗細(xì)骨料</b></p><p>　　粗骨料：根據(jù)承臺(tái)鋼筋間距15

51、0mm和泵管150mm的實(shí)際情況，選用5~40mm的石子，由于增加了粗骨料的粒徑，減少了用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時(shí)由于減少了水泥用量，水泥的水化熱減少，降低了混凝土的溫升，一些資料表明：采用5~40mm石子比采用5~25mm石子每立方米混凝土減少用水量20kg左右。 </p><p>　　細(xì)骨料：采用中粗砂，其細(xì)度模數(shù)為3.15。采用中粗砂每立方的用水量和水泥用量減少，對(duì)控制裂縫有利。</p

52、><p>　　4.1.4 控制混凝土的出機(jī)溫度及澆筑溫度</p><p>　　對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子和水的溫度，其次是砂子溫度，水泥溫度影響最小。因此降低石子溫度是最有效的辦法。施工中在大堆場(chǎng)搭設(shè)涼棚，不使太陽(yáng)直曬砂、石子，對(duì)石子進(jìn)行灑水降溫。出機(jī)溫度和澆筑溫度相差不大。施工中只需對(duì)混凝土泵管外包麻袋并經(jīng)常灑水，降低因泵管溫度升高對(duì)混凝土溫度的影響。</p><

53、p>　　4.1.5 混凝土施工</p><p>　　承臺(tái)澆筑均采用泵送，在能保證泵送前提下，盡可能降低坍落度。因此坍落度控制在晴天高溫時(shí)150~170mm，陰雨或夜間130~150mm。澆筑時(shí)泵管接至承臺(tái)鋼筋頂面，用軟串筒直接下料，兩臺(tái)輸送泵從兩邊向中間層層推進(jìn)，分層厚度30cm，搗固隨澆筑逐排進(jìn)行，避免漏搗。</p><p>　　降溫及測(cè)溫設(shè)備布置:施工前在承臺(tái)布設(shè)混凝土冷卻水管

54、，冷卻水管的布設(shè)可消減混凝土澆筑初期水化熱升溫，有利于控制混凝土內(nèi)部最高溫度，減小基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差。</p><p>　　冷卻水管采用直徑50mm的鋼管，垂直層間距1.0m。架設(shè)在承臺(tái)內(nèi)的鋼管架上，冷卻水管長(zhǎng)度一般制度在200m以內(nèi)才能更好地發(fā)揮冷卻作用，每天冷卻水流向互換一次，以達(dá)到均衡冷卻的效果。通水時(shí)間不能少于14d。冷卻水泥含泥砂量應(yīng)盡量小。期流量流速應(yīng)保證在管內(nèi)形成紊流。直徑50mm的冷卻管，流量以3

55、0L/min為宜。在每層管出水口裝設(shè)流量計(jì)，定期測(cè)定流量。承臺(tái)布設(shè)三組測(cè)溫管，每組三根管。第一組因承臺(tái)施工完成5d后要施工墩身，不能測(cè)溫一個(gè)月；第二組布設(shè)在墩身邊緣，盡可能地接近承臺(tái)中心，但不能影響墩身施工。測(cè)溫管用直徑40mm鋼管，加工完成后在管底焊鋼板封住，以免漏漿，固定好測(cè)溫管后應(yīng)把上口用木塞塞住，避免雜物進(jìn)入。測(cè)溫要求在澆筑完成后1~5d每2h測(cè)溫一次，6~30d每4h測(cè)溫一次。</p><p>　　混凝

56、土的養(yǎng)護(hù):大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，必須切實(shí)做好。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜溫度和濕度條件?；炷恋谋卮胧３Ｒ财鸨竦男Ч?。從溫度應(yīng)力的觀點(diǎn)出發(fā)，保溫的目的有兩個(gè)：其一是減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。其二是延長(zhǎng)散熱時(shí)間，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。保溫的作用是使剛澆完的混凝土不脫水而產(chǎn)生干縮性裂縫。</p&

57、gt;<p>　　在實(shí)際施工中，混凝土澆筑完成后，在側(cè)模外嚴(yán)密的掛兩層草袋，并經(jīng)常澆水，使草袋濕潤(rùn)，在混凝土表面鋪塑料布一層，再在塑料布上鋪一層草袋，并經(jīng)常灑水保濕。測(cè)溫結(jié)果表明，用兩層草袋覆蓋后，草袋內(nèi)外溫差可達(dá)到7.5~12.5℃，混凝土表面塑料布內(nèi)外溫差可達(dá)8~14℃。對(duì)防止混凝土開裂起到了較為滿意的效果。</p><p>　　拆模時(shí)間:一般認(rèn)為，混凝土終凝后即可拆模，對(duì)厚度較大的混凝土體進(jìn)行

58、監(jiān)控。結(jié)果表明，混凝土中心在澆筑后20~30h即可達(dá)到最高溫度，如此時(shí)拆模，可能會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差大于25℃，開裂的可能性大增，應(yīng)采取鋼模外保溫，同時(shí)延長(zhǎng)拆模時(shí)間到4~5d。拆模后因混凝土暴露在空氣中，如出現(xiàn)急劇降溫，可能出現(xiàn)裂縫，因此決定在拆膜后立即回填，以達(dá)到恒定保溫的效果。</p><p>　　4.1.6 取得效果 </p><p>　　理論預(yù)測(cè)基礎(chǔ)中心最高溫度為55.49℃（含2

59、0℃入模溫度），實(shí)測(cè)最高溫度為53℃，計(jì)算總降溫產(chǎn)生的最大抗應(yīng)力為0.3563N/mm2，小于混凝土抗拉強(qiáng)度1.6N/mm2?？沽寻踩葹?＝1.6/0.3563＝4.49>1.15，滿足抗裂條件。實(shí)際施工中采取了以上措施，現(xiàn)場(chǎng)大體積承臺(tái)均未出現(xiàn)裂縫，說明施工中所采取的措施是成功、有效的，為橋墩和上部結(jié)構(gòu)施工奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　4.2 案例二——沈陽(yáng)市跨渾河富民斜拉橋</p>

60、<p>　　4.2.1 工程概況</p><p>　　沈陽(yáng)市跨渾河富民斜拉橋，是一座結(jié)構(gòu)新穎的鋼筋混凝土大橋。該橋橋面寬32m，主跨242m。橋梁結(jié)構(gòu)的承臺(tái)是關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)之一，它坐于24根深孔樁上，承受著主塔墩柱傳遞來(lái)的主要荷載。承臺(tái)幾何尺寸：長(zhǎng)30m，寬20m，高（厚）6m。承臺(tái)澆筑于鋼筋混凝土沉井內(nèi)，沒有另設(shè)模板，沉井封底也為混凝土，所以承臺(tái)底面約束條件為剛性。承臺(tái)施工一次澆筑混凝土量達(dá)到3590

61、m3，屬于大體積混凝土工程。</p><p>　　4.2.2 預(yù)防措施</p><p>　　富民橋承臺(tái)按大體積混凝土施工所采取的各項(xiàng)措施，集中一點(diǎn)，就是降低水泥水化溫升，減小混凝土內(nèi)外溫差，控制溫度應(yīng)力，避免產(chǎn)生混凝土裂縫，從而具體而言，有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　減少水泥用量，摻入粉煤灰。</p><p>　　本次施工采用撫順產(chǎn)

62、渾河牌P.O 42.5級(jí)水泥。為減少水泥用量，在混凝土配</p><p>　　合比中，摻入沈海熱電廠生產(chǎn)的II級(jí)粉煤灰，水泥取代率β＝15%，超量系數(shù)Κ＝1.2。粉煤灰摻入，不僅替代部分水泥，而且對(duì)提高混凝土后期強(qiáng)度，增加混凝土密實(shí)性，提高混凝土耐久性，改善混凝土的和易性都是有利的。</p><p>　　采用緩凝型混凝土泵送劑。</p><p>　　NF-2型緩凝型

63、泵送劑具有減水率高，緩凝時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。使用NF-2后，混凝</p><p>　　土初凝延至11h，延緩了水泥水化放熱溫度，推遲了水泥水化出現(xiàn)峰值的時(shí)間，降低水泥水化最高溫度，同時(shí)也有利于混凝土分層澆筑時(shí)不致產(chǎn)生施工冷接縫，所以使用混凝土緩凝泵送劑是大體積混凝土施工中必不可少的措施。</p><p>　　確定合理的混凝土配合比。</p><p>　　混凝土供應(yīng)商除了在

64、原材料上精心選擇外，在混凝土配合比調(diào)整、試配過程中，</p><p>　　主要考慮要符合C40混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)要滿足水泥與外加劑的適應(yīng)性以及滿足工藝要求的和易性（坍落度）。</p><p>　　公司試驗(yàn)室提供兩種C40混凝土配合比，并經(jīng)市工程質(zhì)量檢測(cè)中心復(fù)試，結(jié)果見表1 。</p><p>　　C40混凝土配合比

65、 表1</p><p>　　經(jīng)施工及監(jiān)理方確認(rèn)，最后選定編號(hào)3作為承臺(tái)混凝土用配合比。</p><p>　　（4）混凝土溫控與防裂。</p><p>　　針對(duì)承臺(tái)體積厚大的特點(diǎn)，施工方采用下列控制混凝土溫升及防止裂縫的措施。</p><p>　　采用循環(huán)水內(nèi)冷卻的方法，降低混凝土溫度。冷卻水管管徑50mm，間距和排距均為1m，檢測(cè)入水和出水

66、溫度，掌握降溫效果。</p><p>　　采用分層施工法，每2m一個(gè)分層，間停6h，有利于混凝土內(nèi)熱量散失。</p><p>　　混凝土澆筑完畢，承臺(tái)表面用草袋覆蓋，保溫保濕，控制降溫，防止出現(xiàn)表面裂縫。</p><p>　　在承臺(tái)內(nèi)設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)，監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)外溫度變化，為裂縫控制提供依據(jù)。在承臺(tái)四角附近設(shè)測(cè)點(diǎn)A、B、C、D有中心測(cè)點(diǎn)E。每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別取混凝土中心（即距

67、底面3m處）和表層（即距底面5.8處）的溫度。測(cè)溫手段為感應(yīng)式溫度計(jì)，做到實(shí)時(shí)檢測(cè)，</p><p>　　4.2.3 承臺(tái)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)</p><p>　?。?）承臺(tái)混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析</p><p>　　混凝土強(qiáng)度性能是評(píng)價(jià)工程質(zhì)量的重要指標(biāo)。通過混凝土供應(yīng)商和施工現(xiàn)場(chǎng)留置試塊，在標(biāo)養(yǎng)28d后進(jìn)行試壓結(jié)果的整理，按GBJ 107-87標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。可以認(rèn)定

68、混凝土合格，滿足工程要求。</p><p>　?。?）承臺(tái)施工期混凝土內(nèi)溫度場(chǎng)</p><p>　　混凝土成型后，經(jīng)歷著由初始溫度增至最高溫度，隨后降溫，達(dá)到穩(wěn)定溫度的變化過程。為了對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫度和應(yīng)力控制，必須了解溫度組成及其變化規(guī)律。</p><p>　　混凝土內(nèi)溫度初期由混凝土入模溫度和水泥水化反應(yīng)溫升組成。進(jìn)入硬化階段后，混凝土出現(xiàn)收縮變形，將收縮變

69、形和溫度變形進(jìn)行當(dāng)量換算，得到收縮當(dāng)量溫度，也參與到溫度場(chǎng)中。通常，混凝土中心溫度高，表面溫度低；表面溫度還受環(huán)境溫度的影響。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過25℃時(shí)，就有可能在混凝土中產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)深層裂縫或貫穿性裂縫；當(dāng)表面溫度與環(huán)境溫差超過25℃時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，引起淺表面裂縫。所以控制混凝土溫度，進(jìn)而控制溫度應(yīng)力，才能確保結(jié)構(gòu)完整性的耐久性。</p><p>　　承臺(tái)混凝土溫度收縮應(yīng)力<

70、/p><p>　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的貫穿性裂縫，主要是混凝土溫差和收縮差引起過大的溫度收縮應(yīng)力造成的。收縮應(yīng)力大小還與約束條件、邊界效應(yīng)等因素有關(guān)。</p><p>　　4.2.4 取得效果 </p><p>　　本案例從三個(gè)側(cè)面對(duì)富民橋承臺(tái)混凝土工程質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，使我們對(duì)該工程質(zhì)量有了明確認(rèn)識(shí)：承臺(tái)混凝土強(qiáng)度滿足了工程要求?，F(xiàn)場(chǎng)采取和各項(xiàng)溫控措施，有效的控制了混

71、凝土內(nèi)外溫差，保證大體積混凝土安全度過養(yǎng)護(hù)期。承臺(tái)溫度收縮應(yīng)力分析，表明承臺(tái)有可靠的安全性。本案例提出在溫度應(yīng)力分析中考慮混凝土自重的觀點(diǎn)和想法，深化了對(duì)厚大體積混凝土工程抗裂安全的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　大體積混凝土施工中，要控制溫度應(yīng)力裂縫的比較困難的，如果采用一些合理的方法，采取一些有力的措施，制度裂縫還是可以

72、實(shí)現(xiàn)的。但大體積混凝土出現(xiàn)裂縫還可能有其他方面的原因，如：地基下沉、堿反應(yīng)、風(fēng)化、鋼筋被腐蝕，施工不良等都可能引起混凝土出現(xiàn)裂縫。所以在混凝土施工中，控制裂縫是一項(xiàng)綜合技術(shù)，施工前必須考慮各方面因素，采取對(duì)應(yīng)措施，這樣才能最大限度地控制裂縫的出現(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-200

73、9。</p><p>　　[2] 建筑施工手冊(cè)，第四版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社。</p><p>　　[3] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制；北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社2000，49-51。</p><p>　　[4] 王華生，趙慧如?；炷良夹g(shù)禁忌手冊(cè){M}。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002。</p><p>　　[5] 張建人．大體積混凝土問題