导图社区 2023-002-2 1K412020 城市桥梁下部结构施工 考试必过精髓
此部分是对桥梁部分(1K412020 城市桥梁下部结构施工)进行详细介绍,对2023年考市政实务有很大的作用,希望能帮助到大家!
编辑于2023-06-29 22:51:56 广东1K412000 城市桥梁工程
1K412020 城市桥梁下部结构施工
1K412021 各类围堰施工要求
围堰是指在水利工程建设中,为建造永久性水利设施,修建的临时性围护结构。
一、围堰施工的一般规定
(1)围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位(包括浪高)0.5-0.7m。 (2)围堰应减少对现状河道通航、导流的影响。 (3)堰内平面尺寸应满足基础施工的需要。 (4)围堰应防水严密,不得渗漏。 (5)围堰应便于施工、维护及拆除。围堰材质不得对现况河道水质产生污染。
二、各类围堰适用范围 各类围堰适用范围见表 1K412021。
三、土围堰施工要求
(1)筑堰材料宜用黏性土、粉质黏土或砂质黏土。上游至下游合龙。 (2)筑堰前,河床之上的杂物、石块及树根等清除干净。 (3)堰顶宽度可为 1~2m。机械挖基时不宜小于 3m。 堰外边坡迎水流一侧坡度宜为 1:2~1:3,背水流一侧可在 1:2 之内。堰内边坡宜为 1:1~1:1.5。内坡 脚与基坑边的距离不得小于 1m。
四、土袋堰施工要求
(1)围堰两侧用草袋、麻袋、玻璃纤维袋或无纺布袋装土堆码。袋中宜装不渗水的黏性土,装土量为土袋容 量的 1/2~2/3。袋口应缝合。堰外边坡为 1:0.5~1:1,堰内边坡为 1:0.2~1:0.5。围堰中心部分可填筑 黏土及黏性土芯墙。 (2)堆码土袋,应自上游开始至下游合龙。上下层和内外层的土袋均应相互错缝,尽量堆码密实、平稳。 (3)筑堰前,堰底河床的处理、内坡脚与基坑的距离、堰顶宽度与土围堰要求相同。
五、钢板桩围堰施工要求
(1)有大漂石及坚硬岩石的河床不宜使用钢板桩围堰。 (2)钢板桩的机械性能和尺寸应符合规定要求。 (3)施打钢板桩前,应在围堰上下游及两岸设测量观测点,控制围堰长、短边方向的施打定位。施打时,必 须备有导向设备,以保证钢板桩的正确位置。 (4)施打前,应对钢板桩的锁口用止水材料捻缝,以防漏水。 (5)施打顺序一般从上游向下游合龙。 (6)钢板桩可用捶击、振动、射水等方法下沉,但在黏土中不宜使用射水下沉办法。 (7)经过整修或焊接后的钢板桩应用同类型的钢板桩进行锁口试验、检查。接长的钢板桩,其相邻两钢板桩 的接头位置应上下错开。 (8)施打过程中,应随时检查桩的位置是否正确、桩身是否垂直,否则应立即纠正或拔出重打。
六、钢筋混凝土板桩围堰施工要求
(2)制作时用刚度较大的模板,如用中心射水下沉,板桩预制时,留射水通道。 (3)目前空心板桩较多,空心多为圆形,用钢管作芯模。
七、套箱围堰施工要求
(1)无底套箱用木板、钢板或钢丝网水泥制作,内设木、钢支撑。套箱可制成整体式或装配式。 (2)制作中应防止套箱接缝漏水。 (3)下沉套箱前,同样应清理河床。若套箱设置在岩层上时,应整平岩面。当岩面有坡度时,套箱底的倾斜 度应与岩面相同,以增加稳定性并减少渗漏。
八、双壁钢围堰施工要求
(1)双壁钢围堰应作专门设计,其承载力、刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等应满足施工要求。 (2)按设计要求在工厂制作,其分节分块的大小应按工地吊装、移运能力确定。 (3)各节、块拼焊时,应按预先安排的顺序对称进行。拼焊后应进行焊接质量检验及水密性试验。 (7)准确定位后,应向堰体壁腔内迅速、对称、均衡的灌水,使围堰落床。 (10)钢围堰浇筑水下封底混凝土之前,应按照设计要求进行清基,并由潜水员逐片检查合格后方可封底。
1K412022 桩基础施工方法与设备选择
一、沉入桩基础
常用的沉入桩有钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩和钢管桩。
(一)沉桩方式及设备选择
(1)锤击沉桩宜用于砂类土、黏性土。桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力 及现有施工条件等因素确定。 补充解释锤击沉桩:通过锤击(也可以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。 (2)振动沉桩宜用于锤击沉桩效果较差的密实的黏性土、砾石、风化岩。 补充解释振动沉桩:将大功率的振动打桩机安装在桩顶,一方面利用振动以减小土对桩的阻力,另一方面用 向下的振动力使桩沉入土中。 (3)在密实的砂土、碎石土、砂砾的土层中用锤击法、振动沉桩法有困难时,可采用射水作为辅助手段进行 沉桩施工。在黏性土中应慎用射水沉桩;在重要建筑物附近不宜采用射水沉桩。 (4)静力压桩宜用于软黏土(标准贯入度 N<20)、淤泥质土。 补充解释静力压桩:借助桩架自重及桩架上的压重,通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中。 (5)钻孔埋桩宜用于黏土、砂土、碎石土且河床覆土较厚的情况。 补充解释钻孔埋桩:不是钻孔灌注桩,属于沉入桩。 先钻孔(同钻孔灌注桩成孔,干作业或泥浆护壁),排土、排渣,然后将预制桩插入孔内。 插入分两种方式,如果孔径比桩径小,成孔后预制桩要用锤击或震动等方式打进去;如果孔径比桩径大,预 制桩就可以直接插入孔内,为了保证摩擦力,埋桩之前可在孔内预先填充砂浆、水泥浆、膨润土与水泥浆混 合液等。前者往往称为钻孔打入式,后者应该就是钻孔埋桩了。
(二)准备工作
(1)沉桩前应掌握工程地质钻探资料、水文资料和打桩资料。 (2)沉桩前必须处理地上(下)障碍物,平整场地,并应满足沉桩所需的地面承载力。 (3)应根据现场环境状况采取降噪声措施;城区、居民区等人员密集的场所不得进行沉桩施工。 (4)对地质复杂的大桥、特大桥,为检验桩的承载能力和确定沉桩工艺应进行试桩。 (5)贯入度应通过试桩或做沉桩试验后会同监理及设计单位研究确定。 (6)用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩应按照设计要求做好防腐处理。
(三)施工技术要点
(1)预制桩的接桩可采用焊接、法兰连接或机械连接,接桩材料工艺应符合规范要求。 (2)沉桩时,桩帽或送桩帽与桩周围间隙应为 5-10mm;桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上;桩 身垂直度偏差不得超过 0.5%。 (3)沉桩顺序:对于密集桩群,自中间向两个方向或四周对称施打;根据基础的设计标高,宜先深后浅;根 据桩的规格,宜先大后小,先长后短。 (4)施工中若锤击有困难时,可在管内助沉。 (5)桩终止锤击的控制应视桩端土质而定,一般情况下以控制桩端设计标高为主,贯入度为辅。 补充解释:当沉入桩桩到达指定高程位置,但下桩特别容易,锤击后下沉特别多,此时贯入度很大,所以继 续下沉,直到打不下,贯入度非常小时候停止。 当桩还没有到达高程,但是打不下去,此时贯入度特别小,多试打一下,会同设计单位,是否真的打不下去 了,然后做截桩的处理。 (6)沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。 (7)沉桩过程中发现以下情况应暂停施工,并应采取措施进行处理: 1)贯入度发生巨变。 2)桩身发生突然倾斜、位移或有严重回弹。 3)桩头或桩身破坏。 4)地面隆起。 5)桩身上浮。
二、钻孔灌注桩基础
(二)成孔方式与设备选择 依据成桩方式可分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、沉管成孔灌注桩及爆破成孔,施工机具类型及土质适用条 件可参考表 1K412022。
护桶作用:
1、定位; 2、保护孔口、防止坍孔; 3、桩顶标高控制依据之一; 4、防止钻孔过程中的沉渣回流。 泥浆的作用:护壁、携渣、润滑、冷却。 泥浆的作用:护壁、携渣、润滑、冷却。 例题:重新正确排序 1→护桶制作并安放 7→吊放钢筋笼 2→钻机就位 8→放隔水球 3→钻孔到位 9→二次清孔 4→终孔验收 10→浇筑水下混凝土 5→一次清孔 11→拔出护桶 6→下放导管 12→凿除桩头
(三)泥浆护壁成孔
1、泥浆制备与护筒埋设
(1)泥浆制备根据施工机具、工艺及穿越土层情况进行配合比设计,宜选用高塑性黏土或膨润土。 (2)护筒埋设深度应符合有关规定。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位 2m,并宜高出施工地面 0.3m。其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。 (3)灌注混凝土前,清孔后的泥浆相对密度应小于 1.10;含砂率不得大于 2%;粘度不得大于 20Pa·S。
2、正、反循环钻孔
(1)泥浆护壁成孔时根据泥浆补给情况控制钻进速度;保持钻机稳定。 (2)钻进过程中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时,应先停钻,待采取相应措施后再进行钻进。 (3)钻孔达到设计深度,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度应符合设计要求。设计未要求时端承型桩的沉渣厚度不应大于 100mm;摩擦型桩的沉渣厚度不应大于 300mm。 端承桩:只靠桩端的支承力起作用,桩表面与土的摩擦力可忽略不计。 摩擦桩:桩上的荷载大部分靠桩周与土的摩擦力来支承,同时,桩端下的土也起一定的支承作用。 端承桩:打在坚硬岩石上的,以贯入度为主。 摩擦桩:摩擦力来传递的,所以以设计标高为主。
3、冲击钻成孔
(1)冲击钻开孔时,应低锤密击,反复冲击造壁,保持孔内泥浆面稳定。 (3)每钻进 4~5m 应验孔一次(因为冲击钻很容易缩径),在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔并应做记录。 (4)排渣过程中应及时补给泥浆。 (5)冲孔中遇到斜孔、梅花孔、塌孔等情况时,应采取措施后方可继续施工。 补充解释冲击钻成孔:冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头(又称冲锤),在桩位上下往复冲击.将坚硬土或岩层破碎成孔,部分碎渣和泥浆挤入孔壁,使其大部分成为泥渣,用掏渣筒掏出成孔,然后浇筑混凝土成桩。
4、旋挖成孔
(4)旋挖钻机成孔应采用跳挖方式,并根据钻进速度同步补充泥浆,保持所需的泥浆面高度不变。 解释:要避免扰动相邻已施工的钻孔桩。主要是考虑距离太近有可能造成串孔和塌孔,同时要考虑工作面,旋挖施工需要一个回转空间。
(四)干作业成孔
1、长螺旋钻孔
(1)钻机定位后,应进行复检,钻头与桩位点偏差不得大于 20mm,开孔时下钻速度应缓慢;钻进过程中,不宜反转或提升钻杆。 (2)在钻进过程中遇到卡钻、钻机摇晃、偏斜或发生异常声响时,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后方可继续作业。 (3)钻至设计标高后,应先泵入混凝土并停顿 10~20s,再缓慢提升钻杆。提钻速度应根据土层情况确定,并保证管内有一定高度的混凝土。 (4)混凝土压灌结束后,应立即将钢筋笼插至设计深度,并及时清除钻杆及泵(软)管内残留混凝土。
2、钻孔扩底
(3)灌注混凝土时,第一次应灌到扩底部位的顶面,随即振捣密实;灌注桩顶以下 5m 范围内混凝土时,应随灌注随振动,每次灌注高度不大于 1.5m。
3、人工挖孔
(1)人工挖孔桩必须在保证施工安全的前提下选用。存在下列条件之一的区域不得使用: 1)地下水丰富,软弱土层、流沙等不良地质条件的区域。 2)孔内空气污染物超标准。 3)机械成孔设备可以到达的区域。 (2)人工挖孔桩的孔径(不含孔壁)不得小于 1.2;挖孔深度不宜超过 15m。 (3)采用混凝土或钢筋混凝土支护孔壁技术,护壁的厚度、拉接钢筋、配筋、混凝土强度等级均应符合设计要求;上下节护壁混凝土的搭接长度不得小于 50mm;每节护壁必须保证振捣密实,并应当日施工完毕;应根据土层渗水情况使用速凝剂;护壁模板的拆除应在灌注混凝土 24h 之后,强度大于 5MPa 以上后拆除。
(五)钢筋笼与灌注混凝土施工要点
(1)钢筋笼加工应符合设计要求。钢筋笼制作、运输和吊装过程中应采取适当的加固措施,防止变形。 (2)吊放钢筋笼入孔时,不得碰撞孔壁,安装钢筋骨架时,应将其吊挂在孔口的钢护筒上,或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊装。 (5)灌注桩各工序应连续施工,钢筋笼放入泥浆后 4h 内必须浇筑混凝土。 解释:钢筋笼吸附泥浆,减少了混凝土的握裹力。其实放置时间长,容易塌孔。 (6)桩顶混凝土浇筑完成后应高出设计标高 0.5~1m,确保桩头浮浆层凿除后桩基面混凝土达到设计强度。 (7)当气温低于 0℃以下时,浇筑混凝土应采取保温措施,浇筑时混凝土的温度不得低于 5℃。当气温高于30℃时,应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
(六)水下混凝土灌注
(1)桩孔检验合格,吊装钢筋笼完毕后,安置导管浇筑混凝土。 (2)混凝土配合比应通过试验确定,须具备良好的和易性,坍落度宜为 180~220mm。 (3)导管应符合下列要求: 1)导管内壁应光滑圆顺,直径宜为 20~30cm,节长宜为 2m。 2)导管不得漏水,使用前应试拼、试压,试压的压力宜为孔底静水压力的 1.5 倍。 3)导管轴线偏差不宜超过孔深的 0.5%,且不宜大于 10cm。 (4)使用的隔水球应有良好的隔水性能,并应保证顺利排出。 (5)开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为 300~500mm;导管首次埋入混凝土灌注面以下不应少于 1.0m;在灌注过程中,导管埋入混凝土深度宜为 2~6m。 (6)灌注水下混凝土必须连续施工,中途停顿时间不宜大于 30min,并应控制提拔导管速度,严禁将导管提出混凝土灌注面。灌注过程中的故障应记录备案。
1K420160 城市桥梁工程施工安全事故预防 1K420161 桩基施工安全措施
一、避免桩基施工对地下管线的破坏
(一)开工前应采取的安全措施
(1)通过调查、详勘掌握桩基施工地层内各种管线,包括上水、雨水、污水、电力、电信、煤气及热力等管线资料以及各管线距施工区域距离。 (2)现场做好管线拆迁改移,或保护工作。 (3)现场准确标识,以便桩位避开地下管线,施工中做好监测工作。
(二)施工安全保证措施
(1)沉入桩施工安全控制主要包括桩的制作、桩的吊运与堆放和沉入施工。 (2)混凝土灌注桩施工安全控制涉及施工场地、护筒埋设、护壁泥浆、钻孔施工、钢筋笼制作及安装和混凝土浇筑。
二、沉入桩施工安全控制要点
(一)桩的制作
1、混凝土桩制作
(1)预制构件的吊环位置及其构造必须符合设计要求。吊环必须采用未经冷拉的 HPB300 级热轧钢筋制作,严禁以其他钢筋代替。 (2)钢筋码放应符合施工平面布置图的要求。码放时,应采取防止锈蚀和污染的措施,不得损坏标牌;整捆码垛高度不宜超过 2m,散捆码垛高度不宜超过 1.2m。 (3)加工成型的钢筋笼、钢筋网和钢筋骨架等应水平放置。码放高度不得超过 2m,码放层数不宜超过 3 层。
2、钢桩制作
(1)在露天场地制作钢桩时,应有防雨、雪设施,周围应设护栏,非施工人员禁止入内。 (3)气割加工现场必须按消防部门的规定配置消防器材,周围 10m 范围内不得堆放易燃易爆物品。操作者必须经专业培训,持证上岗。 (4)焊工作业时必须使用带有滤光镜的头罩或手持防护面罩,戴耐火的防护手套,穿焊接防护服和绝缘、阻燃、抗热防护鞋;清除焊渣时应戴护目镜。
(二)桩的吊运、堆放
(1)钢桩吊装应由具有吊装施工经验的施工技术人员主持。吊装作业必须由信号工指挥。 (2)预制混凝土桩起吊时的强度应符合设计要求,设计无要求时,混凝土应不小于设计强度的 75%。 (3)桩的吊点位置应符合设计或施工组织设计规定。 (4)桩的堆放场地应平整、坚实、不积水。混凝土桩支点应与吊点在一条竖直线上,堆放时应上下对准,堆放层数不宜超过 4 层。钢桩堆放支点应布置合理,防止变形,并应采取防滚动措施,堆放层数不得超过 3 层。
三、钻孔灌注桩施工安全控制要点
(二)钻孔施工
(1)施工场地应平整、坚实;非施工人员禁止进入作业区。 (2)不得在高压线线路下施工。施工现场附近有电力架空线路时,施工中应设专人监护,确认钻机的安全距 离。 电压 1KV 以下 1~10kV 35~110kV 安全距离(m) 4 6 8
(四)混凝土浇筑
(1)浇筑水下混凝土的导管宜采用起重机吊装,就位后必须临时固定牢固方可摘钩。 (2)浇筑水下混凝土漏斗的设置高度应依据孔径、孔深、导管内径等确定。 (4)浇筑混凝土作业必须由作业组长指挥。浇筑前作业组长应检查各项准备工作,确认合格后,方可发布浇筑混凝土指令。 (5)在浇筑水下混凝土过程中,必须采取防止导管进水、阻塞、埋管、塌孔的措施。 (6)灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土高度,正确指挥导管的提升和拆除。
四、人工挖孔桩
(1)在特殊条件下需人工挖孔时,应根据设计文件、水文地质条件、现场状况,编制专项施工方案。 (2)护壁结构应经计算确定。 (3)施工中应采取防坠落、坍塌、缺氧和有毒、有害气体中毒的措施。 (4)每日开工前必须检测井下的有毒有害气体。桩孔开挖深度超过 10m 时,应有专门向井下送风的设备,风量不宜少于 25L/s。 (5)孔内必须设置应急软爬梯供人员上线;使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠,并配有自动卡紧保险装置;电葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。 (6)孔口四周必须设置护栏,护栏高度不小于 1.2m;挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口周边1m 范围内,机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。
1K412023 墩台、盖梁施工技术
一、现浇混凝土墩台、盖梁
(一)重力式混凝土墩台施工
补充解释:主要靠自身的重力来平衡外力,从而保证桥墩的强度和稳定性。此种桥墩自身刚度大,具有较强 的防撞能力,但同时存在阻水面积大的缺陷。 (1)墩台混凝土浇筑前应对基础混凝土顶面做凿毛处理,清除锚筋污锈。 (2)墩台混凝土宜水平分层浇筑,每层高度宜为 1.5~2m。 (3)墩台混凝土分块浇筑时,接缝应与墩台截面尺寸较小的一边平行,邻层分块接缝应错开,接缝宜做成企 口形。分块数量,墩台水平截面积在 200 ㎡内不得超过 2 块;在 300 ㎡以内不得超过 3 块。每块面积不得小 于 50 ㎡。 (4)明挖基础上灌注墩、台第一层混凝土时,要防止水分被基础吸收或基顶水分渗入混凝土而降低强度。
(二)柱式墩台施工
补充解释:柱式桥墩指的是墩身由一个或几个立柱所组成的桥墩。一般采用柱式桥墩的结构方便与泄洪作用, 工程中桥墩立柱一般采用圆柱形,采用矩形立柱的桥墩一般少见,多用于沿河流走向的高架桥。 (1)模板、支架稳定计算中应考虑风力影响。 (2)墩台柱与承台基础接触面应凿毛处理,清除钢筋污锈。浇筑墩台柱混凝土时,应铺同配合比的水泥砂浆 一层。墩台柱的混凝土宜一次连续浇筑完成。 同配合比的砂浆:原混凝土配合比中除去粗集料后,水泥、砂子和水的比例。 作用:便于新老混凝土结合面紧密粘合,避免粗骨料接触到老混凝土面处缺少粘合。 (3)柱身高度内有系梁连接时,系梁应与柱同步浇筑。V 型墩柱混凝土应对称浇筑。
(三)盖梁施工
(1)在城镇交通繁华路段施工盖梁时,宜采用整体组装模板、快装组合支架,以减少占路时间。 (2)盖梁为悬臂梁时,混凝土浇筑应从悬臂端开始;预应力钢筋混凝土盖梁拆除底模时间应符合设计要求; 如设计无要求,孔道压浆强度应达到设计强度后,方可拆除底模板。
二、预制混凝土柱和盖梁安装
(一)预制柱安装
(1)基础杯口的混凝土强度必须达到设计要求,方可进行预制柱安装。杯口在安装前应校核长、宽、高,确 认合格。杯口与预制件接触面均应凿毛处理,埋件应除锈并应校核位置,合格后方可安装。 (2)预制柱安装就位后应采用硬木楔或钢楔固定,并加斜撑保持柱体稳定,在确保稳定后方可摘去吊钩。 (3)安装后应及时浇筑杯口混凝土,待混凝土硬化后拆除硬楔,浇筑二次混凝土,待杯口混凝土达到设计强 度 75%后方可拆除斜撑。
(二)预制钢筋混凝土盖梁安装
(1)预制盖梁安装前,应对接头混凝土面凿毛处理,预埋件应除锈。 (2)在墩台柱上安装预制盖梁时,应对墩台柱进行固定和支撑,确保稳定。 (3)盖梁就位时,应检查轴线和各部尺寸,确认合格后方可固定,并浇筑接头混凝土。接头混凝土达到设计 强度后,方可卸除临时固定设施。
三、重力式砌体墩台
(1)墩台砌筑前,应清理基础,保持洁净,并测量放线,设置线杆。 (2)墩台砌体应采用坐浆法分层砌筑,竖缝均应错开,不得贯通。 (3)砌筑墩台镶面石应从曲线部分或角部开始。 (4)桥墩分水体镶面石的抗压强度不得低于设计要求。 (5)砌筑的石料和混凝土预制块应清洗干净,保持湿润。 间断浇筑(关键是处理施工缝) 1、已灌注混凝土强度:水平施工缝处不应低于 1.2MPa,垂直施工缝处不应低于 2.5MPa。 2、必须凿毛,缝处清理干净。 3、施工缝处应湿润。 4、水平施工缝处铺 20-25mm 厚与已灌注混凝土同配合比的水泥砂浆(垂直施工缝处刷砂浆)。 5、浇筑新混凝土。
1K420102 大体积混凝土浇筑施工质量检查与验收
大体积混凝土定义
《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2018 混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 1m 的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
一、控制混凝土裂缝
(一)裂缝分类
大体积混凝土出现的裂缝按深度不同,分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种: (1)表面裂缝主要是温度裂缝,一般危害性较小,但影响外观质量。 (2)深层裂缝部分地切断了结构断面,对结构耐久性产生一定危害。 (3)贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝;它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性是较严重的。
(二)裂缝发生原因
1、水泥水化热影响
水泥在水化过程中产生了大量的热量,因而使混凝土内部的温度升高,当混凝土内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比,温差越大, 温度应力就越大,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥用量有关,混凝土越厚,水泥用量越大,内部温度越高。
2、内外约束条件的影响
混凝土在早期温度上升时,产生的膨胀受到约束而形成压应力。当温度下降,则产生较大的拉应力。另外,混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高,热膨胀大,因而在中心区产生压应力,在表面产生拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度,混凝土将会产生裂缝。
3、外界气温变化的影响
大体积混凝土在施工阶段,常受外界气温的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温下降,特别是气温骤降,会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度,产生温差和温度应力,使混凝土产生裂缝。
4、混凝土的收缩变形
混凝土中 80%的水分要蒸发,只有约 20%的水分是水泥硬化所必需的。而最初的 30%自由水分几乎不引起收缩,随着混凝土的陆续干燥而使 20%的吸附水逸出,就会出现干燥收缩,而表面干燥收缩快,中心干燥收缩慢。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束,因而会在表面产生拉应力并导致裂缝。在设计上,混凝土表层布设抗裂钢筋网片,可有效地防止混凝土收缩时产生干裂。
5、混凝土的沉陷裂缝
支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝,过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
二、质量控制要点
(三)质量控制主要措施
1、优化混凝土配合比
(1)用水化热较低的水泥; (2)降低水泥用量; (3)控制集料的级配及其含泥量; (4)选用合适的缓凝、减水等外加剂; (5)坍落度不宜过大,不宜大于 180mm。
3、养护措施
混凝土养护阶段的温度控制措施: (1)混凝土浇筑完毕后,在初凝前宜立即进行覆盖或喷雾养护工作。 (2)应专人负责保温养护工作,并应做好测温记录。 (3)大体积混凝土浇筑体内监测点布置,应能反映混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温降率及环境温度,做好测温记录,发现监测结果异常时应及时采取相应措施。 (4)混凝土拆模时,混凝土的表面温度与中心温度之间、表面温度与环境温度之间的温差不超过 20℃ 。 (5)采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。 (6)保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如塑料薄膜、土工布、麻袋、阻燃保温被等),在缓慢散热的过程中,减少混凝土的内外温差。 (7)大体积混凝土保湿养护时间不宜少于 14d,应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况,并应保持混凝土表面湿润。 (8)保温覆盖层拆除应分层逐步进行,当混凝土表面温度与环境最大温差小于 20℃时,可全部拆除。