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建筑施工論文論文范文

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  青山湖玫瑰園會(huì)所地下室工程筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)136.85m,寬40.6m,筏板面積達(dá)5500平米,為梁板式,板高0.5m,梁高1米,為大體積混凝土工程,混凝土標(biāo)號(hào)為C35S8,摻水泥用量8%~10%(重量比)的HEA高效抗裂型防水劑。
  摘要:本文以青山湖玫瑰園會(huì)所地下室工程筏板基礎(chǔ)混凝土施工為例,通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中混凝土溫升的理論計(jì)算,對(duì)地下室工程混凝土施工中主要技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述,提出了控制混凝土裂縫的一些可供借鑒的方法。

  關(guān)鍵詞:地下室,筏板基礎(chǔ)混凝土,裂縫,溫度控制,澆筑方案

  1地下室筏板基礎(chǔ)工程裂縫產(chǎn)生的原因分析

  地下室工程筏板基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)由于承受的荷載大,整體性要求高,往往不允許留設(shè)施工縫,要求一次性連續(xù)澆筑完畢。另外,大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后,水泥水化熱量大而且聚積在內(nèi)部不易散發(fā),澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著升高,而表面散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,如溫差過(guò)大(20-30℃),則混凝土表面會(huì)產(chǎn)生裂縫。在澆筑后期,當(dāng)混凝土內(nèi)部逐漸散熱卻產(chǎn)生收縮時(shí),由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束,接觸處將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)齡期的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),便會(huì)產(chǎn)生裂縫,甚至貫穿整個(gè)混凝土斷面,由此帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

  地下室工程筏板基礎(chǔ)混凝土澆筑的主要技術(shù)難點(diǎn)是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。要防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生,就要降低混凝土的溫度應(yīng)力,這就必須減少澆筑后混凝土的內(nèi)外溫差,不宜超過(guò)25℃。為此應(yīng)采取的相應(yīng)措施有:應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的水泥;在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下,盡可能可能水泥用量;摻入適量的粉煤灰(粉煤灰的摻量一般以15%~25%為宜);降低澆筑速度和減少澆筑層厚度;采用蓄水法或覆蓋法進(jìn)行人工降溫措施;必要時(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算和取得設(shè)計(jì)單位同意后要留后澆帶或施工縫且分層分段澆筑。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,即使出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。但是在砼硬化期間的水泥水化過(guò)程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化、砼收縮和外界約束條件的共同作用下,混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土就會(huì)開(kāi)裂。

  混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小。混凝土干縮率大致在(2-10)×10-4范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程,大約需要4個(gè)月才能基本穩(wěn)定下來(lái)。

  大體積混凝土澆筑凝結(jié)后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3d--5d達(dá)到峰值,然后開(kāi)始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo·a·△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1×10-5(1/0C)。因?yàn)榛炷恋奶攸c(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時(shí)體積膨脹一般不會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時(shí)其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時(shí),處于約束條件下的混凝土常常會(huì)產(chǎn)生裂縫,起初的細(xì)微裂縫會(huì)引起應(yīng)力集中,裂縫可逐漸加寬加長(zhǎng),最終破壞混凝上的結(jié)構(gòu)性、抗?jié)B性和耐久性。

  2砼內(nèi)部溫度計(jì)算

  2.1溫升計(jì)算依據(jù)

  溫升是指在塊體基礎(chǔ)四周沒(méi)有任何散熱條件,沒(méi)有任何熱耗的情況下,水泥與水化合后的反應(yīng)縶(水化熱),全部轉(zhuǎn)化為溫升后的最高溫度為砼的最終絕熱溫升。影響砼內(nèi)部溫度因素很多,一般以砼的澆筑溫度、水泥水化熱的溫升、自然散熱的降溫三者因素綜合考慮求得內(nèi)部溫度。在假定純樸物沒(méi)有散熱的情況下,砼絕熱溫升與時(shí)間(d)的關(guān)系可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

  WQ

  T(t)=——(1-e-mt)=Tn(1-e-mt)

  Cγ

  式中T(t)-----在t齡期時(shí)砼的絕熱溫升(℃)

  W-----每m3砼的水泥用量(Kg/m3),取實(shí)際值358Kg/m3

  Q-----每Kg水泥的水化熱量(KJ/Kg),取377KJ/Kg

  C----砼比熱(KJ/Kg·k),取0.96KJ/(Kg.h)

  γ----砼的容重(Kg/m3),取2400Kg/m3

  e------常數(shù),為2.718

  t------齡期(d)

  m-----隨水泥品種、比表面積、澆筑溫度而異,按表1選用。

  計(jì)算水泥水化熱溫升時(shí)的m值表1

  砼澆筑溫度(℃)51015202530

  m值(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406

  砼結(jié)構(gòu)的厚度愈厚,水化熱溫升階段就愈長(zhǎng),并和外界氣溫有關(guān)。砼內(nèi)部溫度,應(yīng)按下式計(jì)算:

  Tmax=Tj+T(t)£

  式中Tmax----砼內(nèi)部中心溫度(℃)

  Tj------砼澆筑溫度(℃)取15℃

  £-------砼結(jié)構(gòu)厚度的溫降系數(shù),按表2選用。

  溫降系數(shù)£值表2

  齡期(d)1369121518212427

  £值0.600.790.780.770.700.600.510.420.350.30

  2.2具體計(jì)算:齡期分別取1、3、6、9、12、15天:

  WQ358×377

  (1)T(1)=——(1-e-mt)=—————×(1-2.718-0.340×1)=16.88(℃)

  Cγ0.96×2400

  Tmax(1)=Tj+T(1)£(1)=15+16.88×0.60=25.13(℃)

  WQ358×377

  (2)T(3)=———(1-e-mt)=—————×(1-2.718-0.340×3)=41.81(℃)

  Cγ0.96×2400

  Tmax(3)=Tj+T(3)£(3)=15+41.81×0.79=48.03(℃)

  WQ358×377

  (3)T(6)=———(1-e-mt)=—————×(1-2.718-0.340×6)=50.96(℃)

  Cγ0.96×2400

  Tmax(6)=Tj+T(6)£(6)=15+50.96×0.78=54.74(℃)

  WQ358×377

  (4)T(9)=———(1-e-mt)=—————×(1-2.718-0.340×9)=55.83(℃)

  Cγ0.96×2400

  Tmax(9)=Tj+T(9)£(9)=15+55.83×0.77=57.99(℃)

  據(jù)公式計(jì)算,9天后混凝土中心溫度將達(dá)58℃。如果環(huán)境平均溫度按10℃(施工在12月初)計(jì)算。兩者平均溫差將有48℃,這是無(wú)論如何不能允許的。

  3技術(shù)措施

  3.1混凝土原材料的選用

  為了降低水化熱,選用32.5的礦渣水泥;同時(shí)在混凝土土中摻加HEA高效膨脹劑,補(bǔ)償混凝土的收縮,減小收縮應(yīng)力的作用。

  3.2養(yǎng)護(hù)方案的選用

  砼養(yǎng)護(hù)保溫材料厚度計(jì)算:

  0.5Hλ(Ta+Tb)

  δ=———————·K

  λ1(Tmax-Ta)

  其中:

  δ———保溫材料的厚度(mm)

  λ———保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù):取0.05W/(m·k)

  λ1———砼的導(dǎo)熱系數(shù):取2.3W/(m·k)

  Tmax——砼內(nèi)部最高溫度:

  Ta———砼與保溫材料接觸面處的溫度

  經(jīng)過(guò)計(jì)算,現(xiàn)場(chǎng)使用黑色塑料膜0.1mm厚黑色塑料膜,再加兩層麻袋。經(jīng)事后檢驗(yàn),采用這種養(yǎng)護(hù)措施的效果很好:塑料薄膜很有效地保證了混凝土表面的潮濕,既保證了表層混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng),又使前3周的降溫階段不致出現(xiàn)干燥收縮,還保證了微膨脹劑充分發(fā)揮補(bǔ)償收縮的作用。麻袋的效果也恰到好處,當(dāng)混凝土表面溫度過(guò)高,不利于降溫時(shí),局部揭開(kāi)麻袋加快降溫。

  4結(jié)語(yǔ)

  總之,地下室混凝土是目前施工中應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù),只要嚴(yán)格施工規(guī)范,仔細(xì)落實(shí)每一個(gè)施工環(huán)節(jié),認(rèn)真妥善地作好澆筑完的保溫養(yǎng)護(hù)工作,該項(xiàng)技術(shù)是完全可以取得滿(mǎn)意的效果。

  參考文獻(xiàn)

  [1]王鐵夢(mèng).王鐵夢(mèng)教授談控制混凝土工程收縮裂縫18個(gè)因素.混凝土,2010.11

  [2]孫修艾,程曙明.大面積框架結(jié)構(gòu)梁板混凝土一次整體澆筑施工技術(shù).建筑術(shù),2009.5


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