超长大体积混凝土水池无缝施工技术.pdf

江守恒等:超长大体积混凝土水池无缝施工技术
超长大体积混凝士水池无缝施工技术
江守恒,朱卫中,李宝成
(黑龙江省寒地建筧科学研究院,哈尔滨150080)
摘要】通过对某水池超长大体积混凝土工程施工过程中所涉及到的技术参数,进行深人分析计算并从
材料选择与膨胀混凝士配合比设计、施工与监控方案设计、施工监控控制等环节进行优选,即在施工中应采取相
应的准约束状态下混凝土超长结构无缝施工与大体积混凝土施工技术措施,成功进行了无鏠超长结构与大体积
结构两种特殊混凝土结构的叠加施工。取得了该类防水工程的施工经验,可供类似工程借鉴。
关键词超长结构;无缝施工;补偿收缩混凝土;大体积混凝士;加强带
〔中图分类号】TU755
【文献标识码】B
文章编号】1001-6864(2011)03-0075-03
某实验室水池工程,系超长超大厚壁结构混凝土备;然后,运用大体积混凝土温度仿真技术分析水化热
工程,土建工程分底板及板上水池建筑两部分,底板混导致的温度场演化,针对理论分析与试验室模拟结果
凝土的结构尺寸67.5mx50mx1.1m。板上为水池,制定大体积混凝土温度控制措施,包括混凝土配合比
水池容积50m×30mx11m,蓄水深度10m。池壁为钢控制、施工监测与控制,尤其应重视由于气温变化所导
筋混凝土箱型整体构造,混凝土厚700m,局部厚度致的温度差变化给混凝土带来的影响,消除水化温升
800~100om,高度11m。池壁外侧每隔间距3.6m设所带来的负面作用,制定早期养护措施控制混凝土早
道长5m,厚500m的混凝土附壁。底板的配筋为期失水与塑性开裂。
双层网片25@100;池壁的配筋为双层双向25@2超长混凝土结构不留伸缩缝技术原理
100。混凝土的设计强度等级为C30,抗渗等级P8,采
UEAーI膨胀混凝土在硬化过程中产生膨胀作
用商品混凝土泵送施工,分4次浇筑完成。
用,在钢筋或邻位约束下,产生膨胀压应力,而膨胀混
1技术难点与应对技术
凝土的限制膨胀率随UEA-H的掺量增加而增加,因
该水池池壁属于超长结构,施工中应把裂缝控制此可以通过调整膨胀剂掺量,使混凝士获得不同的预
作为技术难点,因为此时必须考虑水化热引起的混凝压应力。根据水平法向应力曲线,设想在σ。,处给予
土温升与温降对其的影响,由于其底板的厚度大于较大的膨胀应力,而在两侧给予较小的膨胀应カ,以便
1.0m,为大体积混凝土施工,底板属于超长大体积混结构的收缩应力得到大小适宜的补偿,从而控制有序
凝土结构。混凝土均处于准全约東状态,此状态下混裂缝的出现。根据工程实践,60m长可不设后浇带而
凝土超长结构无缝施工与大体积混凝土施工的技术采用UEA-H膨胀加强带取代后浇带,也即在结构收
难点主要有:D超长结构大体积混凝土的配合比设计缩应力最大的地方,多掺入UEA-H膨胀剂,产生相
与水化热控制;②混凝土施工期如何防止早期失水应较大的膨胀来补偿结构的收缩(一般e=4~6
与防止出现早期混凝土塑性裂缝;3③超长大体积混凝10-),而两侧混凝土的膨胀率较小(一般。=2~4x
土结构的温度控制,干燥与温度收缩应力对其之影响;10),形成中部大两边小的膨胀区,从而补偿相应的
④混凝土长龄期的收缩、徐变与应力松弛对超长结构收缩量,使任意长度可以不设伸缩缝。加强带的位置
的影响与控制。
一般设在后浇带上。具体见图2。UEA-H膨胀加强
在论证该水池防裂技术措施时,考虑到因国内仅带的宽度可在2~3m之间,加强带的两侧分别架设
有可供借鉴的2个类似工程,在施工过程中均出现混5~10mm铁丝网,铁丝网上下与底板上下钢筋连
凝土严重开裂,甚至产生了上百道的贯通性裂缝的现接固定,目的是约束新浇膨胀混凝土使之形成自应力,
状,因此进行本工程方案设计、施工监测控制工作。首同时防止小膨胀量的混凝土流入加强带。考虑膨胀作
先,分析预测可能产生的温度与收缩变形,在全约束状用会使混凝土的自由强度降低,其强度等级要比两侧
态条件下,计算得出最大拉应力及其分布。通过使用混凝土提高一个强度等级,由于两侧和钢筋的绝对限
微膨胀混凝土,在混凝土内部建立预压应力,用以抵消制作用,大膨胀的UEA-H混凝土强度实际不会下
未来将要产生的拉应力,使得混凝土在180d左右应力降,相反起增强作用,加强带浇完后,要特别加强湿养
松弛接近结束后达到无应力状态。同时考虑混凝土的护,养护期不小于14d421
徐变与应力松弛影响,对其进行利用,作为结构安全储
而对于大体积混凝土施工,关键问题是如何控制
低温建筑技术
2011年第
3期(
总第153期)
温度裂缝和收缩裂缝的产生,具体地说就是控制由混通硅酸盐水泥、松花江产细度模数为2.54的中砂、碎
凝土中水泥水化热所产生的混凝土内部最高热峰值石连续级配粒径5~25mm、黑龙江省低温建筑科学研
时的温度与外界环境温度之差和由此降温后的混凝究所中间试验厂产INC-51型混凝土泵送剂、CS型
土的收缩量问题,解决问题的办法是控制混凝土水化混凝土超缓凝剂、WN-D(10)型高抗冻高抗渗高性能
热的释放速率和混凝土的内外温度差、降温速率。
泥凝土硅质密实膨胀防水剂、北京中岩特种工程材料
3超长大体积水池混凝士无缝施工与控制技术措施公司生产UEA-H型混凝土膨胀剂、级粉煤灰、自
3.1大体积抗渗微膨胀混凝土配合比
来水。其混凝土配合比如表1所示。
原材料选用水化热值较低的虎鼎脾P·032.5普
表1
微膨胀混凝土配合比
kg·m
强度等级
P?032.5水泥+FA):秒:石:水:LNC-51:CS:WNー-D(10):UEA-H
C30微膨胀抗渗混凝土
410(260+150):734:1021:180:8.2:8.2:6.15:32.8
C35微膨胀抗渗混凝土
410(270+140):734:1021:172:9.2:8.2:6.15:49.2
3.2混凝土膨胀加强带的设置与施工
的,再加之混凝土失水引起的体积收缩变形与混凝土
经过分析,在水池底部1m厚底板与水池池壁的5受到地基和其它结构边界条件的约束引起的拉应力
轴与6轴间靠近6轴处附壁间,设置出3m宽度的膨胀的共同作用,极易产生贯通裂缝,因此控制大体积混凝
混凝土加强带。混凝土池壁高度为11m,考虑到混凝土浇筑后5~14d内的温度升高最大值及其降温速度
土收缩特性,为防止混凝士收缩引起的开裂出现,因此问题也很关键い。
在水池池壁水平方向设置2道膨胀混凝土加强带,间
为了有效的控制有害裂缝的出现和发展,必须从
距均为1m,以补偿混凝土收缩,确保混凝土的整体性控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收
能。加强带两侧铁丝网设置同前。加强带处如需分缝缩、提高混凝士的极限拉伸强度、改善约束条件和设计
施工,须采取防水措施。
构造等方面全面考虑,结合实际工程采取措施。
加强带部位混凝土浇筑方法,设有膨胀加强带的3.3.1温控指标
补偿收缩混凝土浇筑时,一般情况下应首先浇筑加强
经过理论公式计算与计算机模拟分析结果表明,
带部位,并允许有少量的混凝土流人两侧小膨胀率的当采用表1所用原材料及配合比时,该工程底板大体
混凝土部位,不允许小膨胀率混凝土倒流。加强带部积混凝土内部最高温度Tm为54.6℃,池壁混凝土内
位混凝土浇筑完毕后,沿加强带两側向外侧连续推进
部的最高温度Tm为51.2℃。为了保证大体