大体积混凝土温度裂缝处理

大体积混凝土温度裂缝处理一、工程概况 XX 高速公路位于 XX，XX 施工任务。 本合同段XX 的控制性工程和重难 点工程之一。 XX 大桥全长 855 米，属于预应力混凝土刚构变截面连续箱梁桥， 跨径组合为：88m+5×136m+78m。该桥具有长桩、高墩、大跨度等特点。 本桥 1、2、3、4、5墩承台结构尺寸为 16.5×12×3.8m，6墩承台结 构尺寸为 12×12×3.8m。混凝土设计强度为 C30，数量分别为 752.4 m3 和 547.2m3，属于大体积混凝土施工。 二、QC 小组概况 1、小组概况表： 小组名称 课题名称 成立时间 活动时间 大体积混凝土温控小组 小组类型 攻关型运用 PDCA 循环法，提高承台大体积混凝土施工质量2、小组成员简介：小组分工 组长 副组长 组员 组员 组员 组员 姓 名 文化程度 大学 大学 大学 大学 大学 高中 职务职称 项目总工 项目副经理 安质部长 试验室主任 三队技术主任 现场施工负责人 任务划分 方案制定 方案制定 检查、反馈 监测、反馈 方案实施 方案实施 接受 QC 教育时间 96 小时 96 小时 90 小时 90 小时 86 小时 86 小时三、选题理由和活动目标 选题理由和活动目标 理由和活动目 大体积混凝土在水化过程中会产生大量的水化热，且热量不易散发，当 内外温差过大时，容易使混凝土产生温度应力裂缝，破坏混凝土结构。 传统的大体积混凝土分层、分块施工方法虽可取得较好的防止温度应力 裂缝的效果，但其工序繁杂、工期延长。所以，我们制定了承台大体积混凝 土一次性浇筑完成的方案。 由于这是我单位第一次采用一次性浇筑的方法施工大体积混凝土，为快 速、高质地完成大体积混凝土施工，同时为今后的同类工程施工积累经验， 我们成立了本 QC 活动小组。 四、活动过程 活动过程 第一阶段， ： 第一阶段，P：计划阶段 第一步：分析现状 我们于 5 月初在承台施工之前就开始了 QC 活动， 对影响大体积混凝土质 量的理论原理和各个施工环节进行了详细的分析，认为从混凝土配合比的选 定到混凝土现场浇筑施工存在诸多影响混凝土质量的不利因素，须提前逐一 解决。 第二步：分析产生问题的原因 1、承台 C30 混凝土为高标号混凝土，体积较大，产生的水化热较大且热 量不易散发； 2、夏季施工期间环境温度较高，砂、石和水泥的温度较高，致使混凝土 出料温度较高，且混凝土在运输的过程中，升温较快，致使混凝土入模温度 较高；3、冬季施工期间环境温度较低，混凝土内外温差加大，不利于温控； 4、混凝土数量大，施工时间长，工人易产生疲劳，责任心下降。 第三步：拟定措施、对策 1、针对第 1 个原因，我们首先优化了 C30 混凝土配合比，遵循了以下几 个原则：选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低混凝土的温度；掺 1 2 加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化热产生的高温峰值；掺加高效减水剂， 3 以减少水和水泥的用量，延长混凝土达到最高温度的时间；在保证可泵性 4 的前提下，尽量减少单位体积混凝土的用水量，严格控制水灰比。 通过理论计算，在混凝土内部埋设适量的冷却水管，通循环冷水以带走 混凝土内部的水化热，达到降温的目的。 在混凝土养护期间，在混凝土内部预埋温度传感器，以加强对承台混凝 土内部温度场的分布和内外温度差的监控，如发现温度有异常立即采取措施。1 2、针对第 2 个原因，我们采取以下措施：降低砂石料和水泥等材料温度，砂石料仓和水泥罐上搭设凉棚，避免太阳光直接照射，碎石用冷水喷2 3 淋；拌和用水在距离开盘前 1 小时从水井内抽出来；混凝土输送罐车外包裹塑料保温膜，防止太阳照射后升温过快。 3、针对第 3 个原因，我们采取搭设保温棚的方法，在棚内采取适当的 加温措施，以防止混凝土表面温度过低。 4、针对第 4 个原因，我们首先对工人采取动员教育，提高大家的责任 感。同时，增加工人数量，混凝土施工期间采用三班倒作业。 第二阶段， ： 第二阶段，D：实施阶段4大体积混凝土施工工艺流程图施工准备 （方案、 物资、设备、劳 力）冷水管通水检查如发现漏水修理或更换测温元件检查如发现失灵更换派专人检查水管和测混凝土浇筑温元件，防止意外损坏修理或更换如发现温度异常， 需及混凝土通水养护时改进通水措施温度监测施工结束第一个施工的 6左幅承台于 2003 年 5 月 31 日 20：00 开始，至 6 月 1 日 22：00 结束，历时 26 个小时。 混凝土温度监控观测时间为 6 月 1 日6 日。 在混凝土的升温和峰值阶段， 即 6 月 1 日3 日，每隔 1 小时测温 1 次；在持温和降温阶段，每 24 小时 测温 1 次。在测量混凝土内部温度的同时，抽测外界的环境温度和进出口水 温以进行对比。根据测点编号顺序，记录所测温度数据。 混凝土通冷却水散热养护时间为 6 月 1 日8 日，持续时间为 8 天。在通 冷却水散热养护的过程中，需随时结合温度监控的结果，如发现调节循环水 流的速度、局部通高温水升温或停止通循环水等，以使混凝土内部温度呈连 续、均匀的变化，尽量减小温度应力。5在混凝土养护期间，通过对温度监测，发现存在以下问题： 1、第二层水管水流速度较慢，致使降温效率降低，出水口水温较高； 2、夜间环境温度较低，致使混凝土内外温差加大； 3、因线路故障中途停电，致使中断循环冷却水达 2 小时，混凝土内外温 差加大。 针对以上问题，立即实施了如下措施： 实施 1、对第二层水管单独采用水泵供水，以增大水压力，加快水流循环 速度。规定在后续的施工前和施工过程中加强管路检查，防止堵管；同时， 通过大会、讲座和谈话等形式，对职工进行了深入的思想教育，加强了全员 的责任心，强化质量意思。 实施 2、夜间温度较低时，混凝土表面采用蓄水养护，将温度较高循环出 水直接放在承台基坑内，以减小混凝土内外温差； 实施 3、在承台现场备用一台小型发电机和一台水泵，以防止意外停电和 水泵损坏，保证循环冷水供应的连续性。 第三阶段， ： 第三阶段，C：检查阶段 数据检查对比分析及研究结论： 第二个施工的 5左幅承台于 2003 年 7 月 5 日 10：00 开始，至 7 月 6 日 16：00 结束，历时 30 个小时。 下图为具有代表性的 18、48 和 78 三个测温点在垂直方向 的温度变化曲线。其纵坐标为监测点温度、横坐标为监测时间，从首批混凝 土浇筑 10 小时后开始。其中系列 1 为 78 点曲线、系列 2 为 48 点曲 线、系列 3 为 18 点曲线。从监测数据分析结果发现，上层 18 点平6均温度最低、下层 78 点平均气温次之、中部 48 点平均温度最高， 这种情况与理论分析情况是相符的：因为下层虽然先施工，其水化热释放较 早，但其由于靠近地面，热量不易自然散发，所以其温度较之上层的温度要 高。持温阶段，上、中、下三层温差梯度为 211，符合混凝土结构工程 施工与验收规范的相关要求（内表温差不宜超过 25） 。垂直方向温度分布变化曲线测点温度（）70 60 50 40 30 20 10 0 1 0 5 16 9 32 13 48 17 64 21 80 25 96 29 112 33 128 养护时间（h）系列 1 系列 2 系列 32、水平方向温度分布情况 水平方向温度分布主要反映出温度在水平面内的传导情况。下图为具有 代表性的 41、47 和 48 三点在水平方向的温度变化曲线。其纵 横坐标意义同上图。其中系列 1 为 41 点曲线、系列 2 为 47 点曲线、 系列 3 为 48 点曲线。从监测数据分析结果发现：在持温阶段，承台边角 位置的 41 点温度最低、承台正中心位置的 48 点温度次之、两者之 间的 47 点温度最高。从数据上看，本监测结果似乎不符合实际情况：一 般认为，承台正中心的 48 点温度会最高、47 点次之、边角位置的 4 1 点温度最低。但从冷却系统的进出水管的布置位置可以看出，循环冷水 是从承台正中心的 48 点进入的， 所以正中心位置的混凝土降温幅度较大， 造成其温度比 47 点温度低。但从图中数据可以看出，此二点温度相差较7小，为 03。所以在实际施工养护过程中此二点的温度极为接近，随着进 水温度和水流速度的变化，可能会出现温度曲线相互交叉的情况。测点温度（）水平方向温度分布变化曲线70 60 50 40 30 20 10 0系列 1 系列 2 系列 31 05 169 3213 4817 6421 8025 9629 33 112 128 养护时间（h）第四阶段， ： 第四阶段，A：处理阶段 各个承台施工完毕后经监理检查验收，大体积混凝土的施工质量均符合 设计和规范要求。 我们 QC 小组总结出了大体积混凝土在水化养生期间水平方 向和垂直方向温度场分布的曲线图，掌握了冷却水进口温度、循环速度和混 凝土温度场变化之间的内在关系。同时，我们在施工过程中不断对施工方案 进行优化，并完成了大体积混凝土施工论文一篇，为我单位以后施工同类工 程提供了参考。 五、活动后感想及下一步的打算 活动后感想及下一步的打算 通过本次的 QC 活动， 使得一次性浇筑完成大体积混凝土的施工取得了成 功。为我们在今后的工作中解决问题题提供了一条有效的途径，培养了大家 团结合作、分析问题、解决问题的能力。下一步，我们将成立“无支架翻模法施工百米高墩”和“挂篮法施工预 应力混凝土连续箱梁”两个 QC 活动小组，开展后续的科技攻关活动。