深基坑大体积混凝土承台冬季施工质量控制

1、深基坑大体积混凝土承台冬季施工质量控制一、引言 大体积混凝土施工质量是整个工程施工的关键所在， 大体积 混凝土施工质量得不到保障， 工程施工中的安全与质量隐患将会 增多，尤其是在冬季，气温原因已经给施工带来了一定的挑战， 如果大体积混凝土施工质量得不到保证， 无疑将会严重影响到整 个施工的质量与安全问题。 本文以海河特大桥为例， 介绍了主桥 深基坑大体积混凝土承台施工的成功经验。海河特大桥是天津滨海新区西外环高速公路工程 11 标的跨 海河特大桥，主桥采用95m+140m+95m钢桁架连续梁跨海河主 河槽， 1#、2#墩为海河特大桥跨海河主河槽中墩，中墩为桩接承 台接墩柱的形式， 墩柱及承台均

2、分为左右两幅。 每个墩位采用钻 孔灌注桩基础 48 根，桩长 70m。承台顶面高程 -7.00m ，底面标高 -11.00m ，承台高 400cm， 单幅承台尺寸为2285crriX 1450crriX 400cm 主桥1#墩钢板桩围堰 施工完毕后， 承台需要在冬季进行施工， 为了保证深基坑大体积 混凝土承台的施工质量， 对混凝土的冬季施工从各个环节进行严 格控制。二、混凝土搅拌站控制措施 本工程采用商品砼，所用砼的原材料的质量、配合比设计、 搅拌时的上料计量和控制、 出机温度和运输过程的保温以及保证 砼的入模温度等问题， 都已与商品砼搅拌站提前提出要求， 并签 订协议，我项目部派试验员到搅拌

3、站进行监控。1、冬季施工配合比的选用 冬季施工前委托天津市二十九站对混凝土配合比进行重新 选定， 正式进行冬季施工前对冬季施工配合比进行施配验证，合格后方可进行混凝土拌和施工。2、外加剂的选用根据 C35 混凝土冬季施工配合比选用的外加剂采用棚内保 温存放。为了不使水化热过早损失，采取先进骨料及水的方法， 搅拌均匀后，再加入水泥进行拌和，严禁将水泥与80 C以上的水直接接触， 骨料中不得有冰雪和冻块， 搅拌时间应较常温时延 长 50%左右。3、拌和用水搅拌站蓄水池用保温材料覆盖并密封，热水采用 1T 蒸汽锅 炉蒸汽加热，环境温度-5C以上时，加热温度控制在 60C以内， 当环境温度低于-10C

4、，可将水加热到80C，但此时混凝土搅拌 时应将水和砂石料搅拌均匀后方可投入水泥， 避免水泥和热水直 接接触。根据冬施配合比每立方混凝土大概用热水160Kg，按每小时拌合100 m?计算，每小时热水供应量为 16m?为了保证施工用 水供应正常，另设临时加热简易锅炉， 每小时热水量不小于16m?锅炉用3mm厚钢板焊接而成，顶部预留进水口，下部安 装出水口。将简易锅炉支垫离地面 60cm 左右，四周留置加煤口， 生火使水温高于 80C。4、砂石料在冬季施工来临前， 备足冬季施工所需的砂石料， 砂石料需 遮盖，四周设置排水沟，防止雪水溶化后，侵入砂石堆料中，因 气温低使砂石料凝结成块。砂石料进场后要定

5、期进行翻晒， 将里面水分晒干， 以防止冬 季温度过低将砂石料冻结成块。砂石料采取覆盖措施，防雨雪、 防污染，确保使用时砂石料中没有冻块5、搅拌站用保温材料对搅拌站进行封闭， 棚内利用热风机配合暖气进 行保温，棚内温度控制在 10 c左右。技术人员每小时测量并记 录温度一次。 混凝土拌和机开机之前应先用热水冲洗拌和机， 达 到预热效果。拌合时采用二次投料，二次搅拌方法（即先集料和 水搅拌，再加入水泥和外加剂搅拌）。6、其他控制措施砂石料在不同部位放置不少于 3 个温度计，工地试验室， 拌和站技术人员在施工期间每小时对保温棚温度、砂石料温度、 水温度、 混凝土拌和物温度测量一次， 确保混凝土出料温

6、度符合 要求。试验人员每次根据采用蒸气保温后砂石料的含水量调整 施工配合比。为确保冬季施工混凝土的和易性和流动性， 混凝土搅拌时 间应不小于 2.5min ，但不宜大于 3min。为提高混凝土的早期强度，混凝土坍落度控制在14cm-18c m范围内，并掺配高效减水剂。三、大体积承台混凝土浇筑控制措施1 、取暖设备布置利用 1#墩钢板桩围堰设置暖棚一个，暖棚由中间的格构 柱作为支撑柱，支撑柱上采用30H型钢做一道纵梁，在纵梁和围 堰第一道围囹上架设301型钢作为横梁，横梁间距按间距 2m布 置，横梁上覆盖保温苫布，共同组成1#墩位的暖棚。暖棚的结构形式如下页图。图1 暖棚结构平面示意图图 2 暖

7、棚结构立面示意图图 3 暖棚结构横断面示意图为了尽量减少吊装过程中的碰撞事故发生， 考虑到承台钢筋 数量比较多且长度比较大，因此暖棚在承台钢筋绑扎完毕后搭 设。搭设暖棚时，在暖棚顶预留6个4X 7m天窗（设置6道301 型钢横梁为活动横梁），以便钢筋、模板等物资的吊装以及混凝 土的浇筑。暖棚里在浇筑承台混凝土前， 根据暖棚内实测温度， 调整暖 风机数量，实测暖棚内两天温度，温度不低于10C时才能浇筑混凝土。坚持随浇筑随养护的原则，暖棚内温度不得低于10C。在混凝土浇筑前应保证暖棚内温度达到 10C以上才能进 行混凝土的浇筑。在浇筑前布置 6台15KW暖风机（备用2台） 以防止在温度达不到要求时

8、采取必要的措施。15KW暖风机图暖棚供热计算：计算公式：Q=3.6MKX TVQ暖棚每小时耗热量，单位 KJ/hM表面系数，既冷却面与外部量度暖棚的体积之比，单位m-1K:篷布的传热系数K=5W/m2?h T:暖棚内外温度差，单位CV暖棚的体积，单位m3根据施工现场暖棚搭设方案， 并考虑混凝土散热，计算暖棚 供热1#墩暖棚宽15.7m,长47.4m,高13.0m,按室外-10C，暖 棚内10C计算。M暖棚的表面积/暖棚的体积=0.0899m-1Q=3.6MKX TV=3.6 X 0.0899 X 5.0 X 20X 9674=313089KJ/h经测算：每台15KW的暖风机每小时可提供 540

9、00KJ的热量则布置 6 台暖风机。2、大体积混凝土承台浇注 混凝土浇筑前，采用温水清理模板内杂物，对模板、钢筋、 进行预热，表面温度在 5C以上。混凝土灌注应分层分段进行， 混凝土表面应根据混凝土灌注顺序及时进行覆盖。已浇筑层的混凝土在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2C,混凝土温度控制由质检工程师和试验室共同分工负责。制作与结构同条件养护的试件， 用以检验受冻前强度及转入 正常温度养护 28 天强度。四、混凝土养护及温度测定1、混凝土养生承台混凝土采用暖风机（备用200KW发电机）加热进行养护和冷却管循环水进行养护；当混凝土强度大于 40%设计强度后，方可停止供热保暖， 但暖棚内降温应满足冬

10、季施工规范的要求，即降温速度每小 时不大于10C。混凝土拆模时，环境温度与梁体温度差应小于15C。当小于15C时，拆除模板后立即在混凝土表面覆盖塑料布，进行 保温养护。2、温度测试 混凝土冬季施工过程中，由试验室（负责搅拌站、混凝土）和质检工程师（负责现场温度控制）按时测量水、骨料，混凝土出罐、入模测量四周的温度以及混凝土温度变化情况， 尤其注意 混凝土养生期的温度观测：测温仪器： 外界气温和棚内气温均采用自动温度计记录仪 观测，混凝土出罐、入模温度采用旁通温度计测试，结构内各观 测点温度采用电阻测温仪或热电偶测温仪。观测点设置： 在浇筑后的混凝土上设测温孔， 承台测温孔 位置按每 6m 左右

11、在承台顶面及侧面各两个。 各部位温度应接近， 避免各部位间温度过大。测温时间暖棚内各观测点， 自混凝土浇筑完毕时间算起， 每隔 2 小时 测一次温度，外界气温在每天 7时、12时、16时和 24时 4个时 间进行记录。具体做法A、对测温孔进行编号，并编制测温孔布置图以备查。B测温时，温度计与外界气温隔离，避免冷空气影响，温 度计在孔内停留时间在 3min 以上。C设专人负责测温工作，当发现温度发生异常变化时，立即向有关人员汇报，以便及时采取措施。五、大体积混凝土冬季施工温度计算承台混凝土采用C35混凝土，混凝土采用商品混凝土， 提前按照冬季施工配合比配制混凝土。混凝土施工配合比按照水泥： 砂：

12、碎石：水=278: 737: 1106: 160。选用水温度加热为 80C, 水泥温度5C、砂石料温度分别、3C、3C,砂子含水量 4%石 子 1%。1、计算混凝土拌和物温度 根据公路桥涵施工技术规范附录 J 冬期施工热工计算：To=0.9* （Wc*Tc+Ws*Ts+Wg*T）g+4.2*Tw*（Ww-Ps*Ws-PgW）g+c1* （ Ps*Ws*Ts+Pg*Wg*Tg） -c2* （Ps*Ws+Pg*W）g /4.2Ww+0.9* （Wc+Ws+W）g式中：To 混凝土拌和物的温度C）Ww Wc Ws Wg水、水泥、砂、石的用量（ Kg）Tw Tc、Ts、Tg 水、水泥、砂、石的温度（C

13、）Ps、Pg砂、石的含水率（%cl、c2 水的比热容（kJ/kg*K ）及溶解热（kJ/kg ） 当骨料温度?0C时，c1=4.2 , c2=0；当骨料温度w 0C时，c1=2.1 , c2=335。 把水泥、砂、石、水的用量和温度及砂、石含水率代入上式 可以得出：To=18.16C。2、计算混凝土拌和物出机温度混凝土拌和物的出机温度按 公路桥涵施工技术规范 附录J 中 J-2 公式计算。公式 J-2 ：T1=To-0.16* （To-Tb）式中：T1 混凝土拌和物的出机温度（C）Tb 搅拌机棚内温度C)搅拌棚内温度Tb取用5C,根据上面公式可以计算出混凝 土拌和物的出机温度为： T1=16.

14、85 C 。3、计算混凝土拌和物入模温度混凝土拌和物入模温度按公路桥涵施工技术规范附录 J 中 J-3 公式计算。公式 J-3 ：T2=T1- ( a *t+0.032n )(T1-Ta)式中： T2 混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度(C)t混凝土自运输至浇筑成型完成的时间(h)n 混凝土转运次数Ta运输时的环境气温(C)a 温度损失系数(hm-1)，当用混凝土搅拌车运输时，a =0.25混凝土自运输至浇筑成型完成的时间 t 取用 1 小时，混凝土 转运次数n取1,运输时的环境气温Ta取用5C,温度损失系数 a取用0.25。根据上式可以计算出：C35混凝土的入模温度为： T2=13.51C

15、。根据计算，得出砼出机温度 T仁16.85 C 15C，入模温度 T2=13.51 C 10C，均能满足规范要求。4、计算混凝土各龄期的收缩变形和收缩当量温差混凝土的绝热温升式中：T (t)-混凝土龄期为t时的绝热温升C)Q-每千克水泥水化热量 Q (kJ/kg )W-每立方混凝土的胶凝材料用量( kg/m3)C-混凝土的比热，一般为 0.92-1.0 取 0.96 (KJ/kg?C)P -混凝土的重力密度，2400-2500 取 2400 (kg/m3)m- 与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.3-0.5 取 0.4d-1)t- 混凝土龄期( d)正常取值t= *则 Tmax= 52.14

16、T3= 30.94T7= 45.75T14= 51.36T21= 52.04混凝土收缩变形混凝土收缩变形不同条件影响修正系数M1 M2 M3 M4 M5 M61.0 1.0 0.85 1.0 1.0 1.25M7 M8 M9 M10 M11 则 M积1.25 1.43 1.3 0.86 1.01 2.14456y(t )= 3.24*(1-POWE(R2.718 ，-0.01*t )*H96/10000y（3）=2.05335E-05y（7）=4.69706E-05y（14）= 9.0766E-05y（21）= 0.000131601收缩当量温差a -混凝土的线膨胀系数，取1.0*10-5Ty（3）=2.053Ty（7）=4.697Ty（14）= 9.077Ty（21）= 13.160混凝土最大综合温差绝对值T（t）=T0+T（t）*0.666+Ty （t）-