大体积灌浆料施工裂缝控制对策是非常重要的,结合知识以及实际情况,制定出有针对性的方案,每个细节都很关键。
1.大体积灌浆料温度和温度应力计算
1.1灌浆料内部高温升值
该温度为基础底板灌浆料内部中心点的温升高峰值,该温升值一般都略小于绝热温升值,一般在灌浆料浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。由于灌浆料内部高温升值为69℃,因此将灌浆料表面的温度控制在44℃左右,这样灌浆料内外温差不会超过规范规定的25℃,表面温度的控制可采取调整保温层的厚度得以实现。
1.2温度应力计算在灌浆料浇筑后水化热值达大时,计算此时由温差和收缩差引起的温度应力。采用425号硅酸盐砂浆拌制的灌浆料,在养护温度20℃左右,龄期18d的强度可达到设计强度的85%左右,掺加了JM-3防水剂后,龄期18d的强度可达到设计强度的95%以上。C40灌浆料的抗拉强度设计值为1.71MPa/m㎡,设计强度的95%为1625N/m㎡.
灌浆料表面温度在18~20℃,水化热引起高温度的天数在浇筑灌浆料后3~5d,所用砂浆为425硅酸盐砂浆,强度为37%~50%,相当C20强度。如温差控制在:△T=T1-T2=69-44=25℃H(t)=0.35σ1(+)=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35=0.981.1(N/m㎡)符合要求。如温差△T控制在25℃以上如30℃时,H(t)=0.35σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S(t)=1.18N/m㎡1.1Ν/m㎡(承台则会开裂)。
2.大体积灌浆料冬季施工准备工作
2.1材料选择
2.1.1砂浆
普通砂浆水化热较高,在灌浆料内部温升过高,与灌浆料表面产生较大的温差,使灌浆料内部产生压力,表面产生拉力。当表面拉力超过早期灌浆料抗拉强度时就会产生温度裂缝,通过掺加合适的外加剂可以改善灌浆料的性能,并提高灌浆料的抗渗能力。
2.1.2外加剂
通过分析比较及过去在其他工程上的使用经验,四季仁恒项目采用JM-3灌浆料防水剂,掺量为砂浆重量的8%,该防水剂能明显提高硬化后的灌浆料抗渗性能,同时还具有防水、降低水化热峰值、对灌浆料收缩有补偿功能,可提高灌浆料的抗裂性。
2.2现场准备工作
2.2.1基础承台钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕,并进行隐蔽工程验收。
2.2.2将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上,并作明显标记,供浇筑灌浆料时采用。
2.2.3浇筑灌浆料时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、草袋应提前准备好。
2.2.4管理人员、施工人员、后勤人员、测温人员、保温人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证灌浆料连续浇筑的顺利进行。
3.大体积灌浆料冬季施工措施
3.1灌浆料浇筑
3.1.1灌浆料采用商品灌浆料,用灌浆料输送泵将灌浆料泵送到浇筑地点,需采用一台汽车泵与3台固定泵。
3.1.2灌浆料浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺,划定浇筑区域,每台泵车负责本区域的灌浆料浇筑,浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,灌浆料形成扇形向前流动,然后在其坡面上继续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好地适应泵送工艺,使每车灌浆料均浇筑在前一车灌浆料形成的坡面上,确保每层灌浆料之间的浇筑间歇不超过规定的时间,同时可解决频繁移动泵车的问题,也便于浇筑完的部位进行覆盖保温。
3.1.3灌浆料浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3.5h,过时仍不能继续浇筑时,需采取应急措施,即在已浇筑的灌浆料面上插amp;12短钢筋,长度1m,间距500mm,呈梅花状布置,同时将灌浆料表面用塑料薄膜或草袋覆盖保温,以保证灌浆料表面不受冻。
3.1.4由于灌浆料坍落度比较大,会在表层钢筋下部产生水分,或在表层钢筋的上部产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在灌浆料初凝前采取二次抹面压实措施。
3.2灌浆料测温
3.2.1基础底板灌浆料浇筑时应设专人配合预埋测温,测温热电偶分别埋置在不同的部位。
3.2.2测温工作应连续进行,每4h测一次,持续测温18d及灌浆料强度达到设计强度的要求,并经技术部门同意后方可停止测温。
3.2.3测温时发现灌浆料内部高温度与表面温度之差达到25℃或温度异常时,应及时采取应对措施。
3.3灌浆料养护
3.3.1灌浆料浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,经计算得出先在灌浆料表面覆盖一层塑料薄膜,然后在上面覆盖四层草袋内含二层塑料薄膜,顶上再盖一层塑料薄膜。
3.3.2新浇筑的灌浆料水化速度比较快,盖上塑料薄膜后进行保湿养护,防止灌浆料表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草袋因吸水受潮降低保温性能。
3.3.3柱、墙插筋及后浇带部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大或局部受冻。
3.4蓄热保温、控制内外温差
灌浆料浇筑完成后(终凝前)应对灌浆料进行蓄热保温, 控制灌浆料表面温度,控制降温速率,减少温度梯度(温度梯度控制按JBJ224-91规程规定,灌浆料浇灌承台的降温速度不宜大于1.5℃/d,因灌浆料总体降温缓慢,可充分发挥灌浆料徐变特性降低温度应力),使灌浆料内外温差控制在25℃以内。为达到此目的要及时对灌浆料温度进行测量,随时测量内外温差,以调整覆盖保温材料厚度,当内外温差小于25℃时,可逐步撤除保温层。
3.4.1覆盖保温材料厚度计算
d=0.5Hλ1(Ta-Tb)K/λ2(Tmax-Ta)
d—保温层厚度;H—灌浆料承台厚度(m)
λ1—保温材料导热系数(W/HK),草袋取0.055
λ2—灌浆料导热系数(W/HK),取2.5;Tmax-灌浆料高温度
Ta—灌浆料表面温度;Tb—大气温度(可按平均气温取值)
K—传导系数修正值,取1.0
d=0.5×6.9×0.055×(44-5)×1.0/2.5×(69-44)=0.08(m)
所以应采用四层塑料薄膜和四层草袋覆盖养护。
3.4.2蓄热保温时间计算
按灌浆料高温度69℃计算,灌浆料浇筑后半个月内以日平均温度5℃计算,拆除保温层时间以灌浆料承台中心温度与外界温差小于25℃为标准,则承台中心高温度应降到25+5=30℃以内。高温度降温数为69-30=39℃,按日平均降温1.5℃计算,则需要39/1.5=26d,故保温时间不得少于26d,具体应以实测温度计算温差决定。
鉴于本工程为150m超高层结构,承台体积大,仅基础大体积灌浆料的工程造价约为700万元左右,又值冬季施工,建设、设计、监理、施工等单位对温控方案十分重视,经过技术可行性方案比较,后决定选用覆盖蓄热保温法,基本上达到温控目标。
灌浆料施工裂缝施工控制
灌浆料施工裂缝施工控制是非常重要的,无论是从原材料的选择,还是施工过程重点细节,每个都很关键,会影响质量。
近年来,交通基础建设得到迅猛发展,各地兴建了大量的灌浆料桥梁。在桥梁建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜。大体积灌浆料灌浆料开裂可以说是“常发病”和“多发病”,经常困扰着桥梁工程技术人员。