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        鄧樓泵站主廠房混凝土底板澆筑防裂措施

        2011-01-15 02:36:36王廣全耿繼勝胡同濤
        山東水利 2011年9期
        關(guān)鍵詞:溫差泵站廠房

        王廣全 ,耿繼勝 ,胡同濤

        (1.山東省水利科學研究院,山東 濟南 250013;2.山東黃河工程集團有限公司,山東 濟南 250013)

        鄧樓泵站主廠房混凝土底板澆筑防裂措施

        王廣全1,耿繼勝2,胡同濤2

        (1.山東省水利科學研究院,山東 濟南 250013;2.山東黃河工程集團有限公司,山東 濟南 250013)

        以往的工程實踐表明,大體積混凝土澆筑時,由于受溫度應力的影響容易出現(xiàn)裂縫,給工程質(zhì)量造成嚴重的危害。以南水北調(diào)東線鄧樓泵站主廠房為例,介紹了大體積混凝土澆筑防裂技術(shù)在實際施工中的應用,為其他大體積混凝土澆筑的防裂提供參考。

        南水北調(diào);大體積混凝土;防裂

        鄧樓泵站樞紐工程位于山東省梁山縣,是南水北調(diào)東線第十二級梯級泵站,一期設計調(diào)水流量為100 m3/s,設計選用4臺立式軸流泵(1臺備用),泵站總裝機容量8 960 kW。鄧樓泵站樞紐工程包括主廠房、副廠房、引水渠、出水渠、引水閘、出水涵閘、梁濟運河節(jié)制閘、變電站、泵站防洪圍堤、辦公及生活福利設施等。主要建筑物為1級,次要建筑物為3級。

        泵站主廠房鋼筋混凝土底板長41.60 m,寬36.47 m,厚1.5 m,總體積2 276 m3,強度等級為C30,屬于典型的大體積混凝土。由于工期緊張,主廠房鋼筋混凝土底板需要在高溫季節(jié)澆筑。工程實踐表明,由于受溫度應力的影響,大體積混凝土容易出現(xiàn)裂縫,給工程質(zhì)量造成嚴重的危害。為避免主廠房鋼筋混凝土底板出現(xiàn)裂縫,監(jiān)理單位組織召開了由特聘專家、建管單位、設計單位、監(jiān)理單位及承包單位參加的泵站混凝土底板施工方案專題審查會,制定了科學、合理的施工方案,有效防止主廠房鋼筋混凝土底板裂縫的產(chǎn)生,保證主廠房鋼筋混凝土底板的工程質(zhì)量。

        1 大體積混凝土裂縫的機理分析

        從出現(xiàn)的時間上來分,大體積混凝土出現(xiàn)裂縫,主要分為早期裂縫和后期裂縫2種。

        1.1 早期裂縫

        多發(fā)生在混凝土澆筑初期5 d以內(nèi),一般來說,裂縫的表現(xiàn)形式是“由表及里”型,起裂點往往位于混凝土的表面,開裂的主要原因是較大的內(nèi)外溫差?;炷羶?nèi)外溫差越大,早期表面拉應力越大,表面開裂的風險也越大。當表面裂縫出現(xiàn)后,很可能向縱深發(fā)展,最終形成貫穿性裂縫。

        1.2 后期裂縫

        主要是由于內(nèi)部溫降和外在約束,其表現(xiàn)形式往往為“由里及表”型。開裂點通常位于混凝土的內(nèi)部。

        2 防止裂縫產(chǎn)生的工程措施

        2.1 減少水化熱

        主廠房底板混凝土設計指標為C2830W4F150,在保證混凝土滿足工作性能的前提下,按照“三低(低水泥用量、低水膠比和低砂率)、兩摻(摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰和高效減水劑)、一高(高粉煤灰摻量)”的設計準則,精選原材料、優(yōu)化配合比,有效減少水泥用量,達到減少水化熱、提高混凝土自身抗裂性能的目的。混凝土配合比見表1:

        表1 混凝土施工配合比表 kg/m3

        2.2 入倉溫度

        在粗、細骨料堆的上方搭設涼棚,降低骨料的溫度;在集料倉上方搭設涼棚,避免陽光直射;拌合用水采用地下水,并加上冰塊,將混凝土拌合用水的溫度控制在5℃以下;在開倉前一天用地下水連續(xù)噴淋粗骨料,以盡量降低粗骨料的拌合溫度;在倉面上用防曬網(wǎng)搭設涼棚,并對倉面周圍灑水霧化,以降低混凝土澆筑倉面的環(huán)境溫度;在拌合系統(tǒng)水泥罐四周裹一層毛氈,其頂部安裝噴淋水管,在澆筑前一天開始對水泥罐表面噴地下水降溫;在澆筑過程中連續(xù)噴淋,以降低溫度;選取陰天澆筑,以達到降溫目的。

        2.3 布置冷卻水管

        布置冷卻水管是防裂措施中的一個重要環(huán)節(jié)。由于在高溫季節(jié)施工,混凝土入倉溫度較高,降低內(nèi)部水化熱溫升尤為重要。有關(guān)研究表明,混凝土澆筑水化熱引起的大體積混凝土內(nèi)部溫升一般在3 d左右達到峰值,因此前三天的混凝土內(nèi)外溫差控制尤為重要。冷卻水管采用內(nèi)徑為3.5 cm的聚乙烯高強鋼絲內(nèi)襯塑料管,沿混凝土厚度的中間位置布設,間距為0.6 m。在澆筑時,冷卻水管的通水時間為4 d。每6 h改變一次通水方向,通水流速控制在0.6 m/s左右。

        2.4 養(yǎng)護

        澆筑完成后,加強覆蓋保持混凝土表面的溫度,是減小混凝土內(nèi)外溫差的另一個重要手段?;炷两K凝后,及時覆蓋一層塑料薄膜,減少混凝土表層水分的散失。在薄膜上面覆蓋一層毛氈,在毛氈上面,再覆蓋兩層草苫子,保溫時間不少于10 d。

        2.5 加強內(nèi)外溫差的觀測及控制

        在1.5 m厚的混凝土底板的中間厚度處和離底板上、下表面0.1 m處分別埋設3支JDC-2建筑電子測溫儀,在混凝土上表面的塑料薄膜底部,放置普通溫度計一只。在澆筑開始后,每隔2 h進行一次溫度測量,當大氣溫度與內(nèi)部溫差小于10℃時,可以停止測量。當混凝土內(nèi)外溫度差大于25℃時,通過加冰塊、增加冷卻管道水流的流速等方法減少內(nèi)部溫度的上升,從而達到控制混凝土內(nèi)外溫差目的。

        3 施工效果

        鄧樓泵站混凝土底板于2010年7月13日澆筑,歷時40 h澆筑完畢。在采取防裂措施的過程中,測量混凝土不同部位的溫度240次。采取各種措施,始終將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。在澆筑完成14 d后拆模,檢查表面,沒有發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫產(chǎn)生。

        4 結(jié)語

        混凝土溫控防裂十分復雜,影響環(huán)節(jié)眾多,某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都可能造成混凝土的開裂。裂縫的產(chǎn)生對混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量會造成危害,須引起建設單位高度重視,參建各方精心組織,使各項防裂措施都得到有效落實,才能取得令人滿意的結(jié)果。

        TV544

        B

        1009-6159(2011)-09-0021-02

        2011-07-11

        王廣全(1964—),男,高級工程師

        (責任編輯郭 磊)

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