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1、建设工程教育网（）报名咨询电话：010-82326699免费热线：4008105999 咨询时间：全天 24 小时服务（周六、周日及节假日不休息）大体积墩台混凝土施工技术郭和利 摘 要：本文结合天津港地区数个高桩墩台码头结构型式,就墩台混凝土的体积大，水化热造成温差大,从而容易产生温度应力，形成裂缝问题，在施工中采取措施如何避免裂缝，提高墩台混凝土的质量进行总结。关键词：大体积；墩台；混凝土；裂缝。1 墩台混凝土的抗裂计算施工温度，施工平均气温 20，混凝土浇注入模温度 20，尺寸长30 米，宽 20 米，高 2 米，配筋率 EgAg/EcAc =0.06，模板用钢模板。 11 配制混凝土的要
2、求墩台混凝土的绝热温升与水泥的品种、用量和混凝土配合比有密切关系需满足低水化热值和混凝土强度等级 C40 要求。为此做了以下几点调整： （1）采用高效减水剂降低混凝土中水的用量；（2）采用 UEA（微膨胀剂）增强混凝土的抗裂性能；（3）采用松香热聚物 AE 作为防冻剂，增强混凝土的防冻性能;（4）采用二级以上粉煤灰替代部分水泥来增强混凝土的和易性;1（5）墩台混凝土采用的配合比如（如表 1.1）。墩台混凝土采用配合 单位：Kg 表 1.1 普硅水泥 425 水 砂 石 减水剂 AE UEA 粉煤灰400 164 568 1100 6.63 0.016 40 401.2 混凝土的抗裂计算(1)混
3、凝土的降温系数 (t) 如（如表 1.2.1）。不同龄期水化热温升的 值（2.0 米厚） 表1.2.1龄期 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 (t) 0.57 0.54 0.49 0.39 0.25 0.22 0.18 0.14 0.11 0.10(2)混凝土的温度计算绝对温升值计算T(t)=mcQ(1-e-mt)/（C） (式-1)T(t)浇完一段时间 t，混凝土的绝热温升值();mc每立方米混凝土水泥用量（kg/m 3），取值 400 kg/m3;Q每千克水泥水化热量（J/kg），取 377J/kg;C混凝土的比热取 0.96kJ/kg.K;混凝土的质量密度，到 240
4、0kg/m3;e常数值，为 2.718;t龄期（天）;2m与水泥品种比表面、振捣时温度有关的经验系数，由下表查得，一般取 0.20.4，根据当时施工情况，取 m=0.362。1-e-mt值 表 1.2.2龄期（天）浇筑温度() m 1 2 3 4 5 6 7 8 920 0.362 0.304 0.515 0.662 0.765 0.836 0.886 0.921 0.945 0.962龄期（天）浇筑温度() m 10 11 12 13 14 15 16 17 1820 0.362 0.973 0.981 0.987 0.991 0.994 0.996 0.997 0.998 0.999不同龄
5、期参数、绝热温升值计算 表 1.2.3龄期（天） 1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 301-e-mt 0.304 0.662 0.886 0.962 0.987 0.996 0.999 1.00 1.00 1.00 1.00T(t)() 19.9 43.3 58.0 63.0 64.6 65.2 65.5 65.5 65.5 65.5 65.5调整温升值计算T= T(t) (t)m cQ(1-e-mt)/(C) (t) (式-2) T(t)在 t 龄期时混凝土的绝热温升(); (t)不同浇筑块厚度的温降系数，T m/Tn;Tn混凝土的最终绝热温升值();Tm混凝土由水化热引起
6、的实际温升()。不同龄期调整温升值计算结果 表 1.2.4龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30(t) 0.57 0.54 0.49 0.39 0.25 0.22 0.18 0.14 0.11 0.10T(t).(t) 37.3 35.3 32.1 25.5 16.4 14.4 11.8 9.2 7.2 6.5注: T (t).(t)根据温降系数求得不同龄期的水热温升值()3中心温度值计算T=To+T(t) (t) （式-3）Tmax=400377(1-e- )/(0.962400)=65.45 Tmax混凝土内部中心最高温度();To混凝土的浇筑入模温度()，取 2
7、0;混凝土内部 3 天的中心温度为 T(3)=20+37.3=57.3 依此类推不同龄期混凝土内部中心温度值结果表 1.2.5龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30中心温度 57.3 55.3 52.1 45.5 36.4 34.4 31.8 29.2 27.2 26.5混凝土采用草帘袋保温，根据混凝土中心温度的计算，15 天后，室外温度 20，不保温即可满足内外温差小于 25的要求，因此在 215天必须进行混凝土保温养护。混凝土中心温度与表面温度值的差值计算不同龄期混凝土表面温度与温差值计算表 1.2.6龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3
8、0表面温度 49.8 48.5 47.3 45.1 42.3 27.6 25.3 21.9 21.8 21.7温差绝对值 7.5 6.8 4.8 0.4 5.9 6.8 6.5 7.3 5.4 4.8(3)各龄期混凝土收缩变形值 y(t)= y0(1-e-0.01t)M1M10 （式-4） y0标准状态混凝土最终收缩值(即极限收缩值)，取 3.2410-4; y(t)非标准状态下混凝土任意龄期（天）的收缩变形值;4M1M 10考虑各种非标准条件，与水泥品种细度、骨料品种、水灰比、水泥浆量、养护条件、环境相对温度、构件尺寸、混凝土捣实方法、配筋率等有关的修正系数。M1M10 取值和对应条件 表
9、1.2.7M1=1.0 普通水泥 M6 根据龄期取值M2=1.35 水泥细度(5000) M7=0.88 相对湿度(60%)M3=1.0 骨料为花岗岩 M8=1.4 =(22+20) /(220)=0.6M4=1.0 水灰比 0.4 M9=1.0 机械振捣M5=1.2 水泥浆量(25%) M10=0.85 (EaAa/EbAb)配筋率为 0.06注:水力半径的倒数 m-1，为构件截面周长与截面积之比 =L/A (Ea=2.0105 Eb=3.25104)各龄期的 M1M10值与 y(t)值 表 1.2.8龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 301-e-0.01t 0.0
10、296 0.0582 0.086 0.113 0.139 0.165 0.189 0.213 0.237 0.259M6 1.09 1.02 0.98 0.95 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93M1M10 1.85 1.73 1.66 1.61 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58y(t) 10-4 0.177 0.326 0.462 0.590 0.713 0.843 0.969 1.090 1.213 1.326 y(3)=0.17710-4 y(6)=0.32610-4 y(9)=0.46210-4 y(12)=0.59010-4 y(15
11、)=0.71310-4 y(18)=0.84310-4 y(21)=0.96910-4 y(24)=1.09010-4 y(27)=1.21310-4 y(30)=1.32610-4 （4）混凝土当量温差计算Ty(t)=- y(t)/ （式-5）5Ty(t) 各龄期(d)混凝土收缩当量温差，负号表示降温(表 1.2.9)； y(t) 各龄期(d)混凝土收缩相对变形值。表 1.2.9龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30Ty(t) -1.77 -3.26 -4.62 -5.90 -7.13 -8.43 -9.69 -10.9 -12.1 -13.3（5）弹性模量计算E(
12、t)=Ec(1-e-0.09t) （式-6）E(t)混凝土从浇筑到计算时的弹性模量(N/mm 2);Ec混凝土的最终弹性模量(N/mm 2)，可近似取 28d 的混凝土弹性模量，取为 3.25104N/mm2。各龄期弹性模量计算如下：E(3)=0.77104 E(6)=1.36104 E(9)=1.5104 E(12)=2.15104 E(15)=2.41104 E(18)=2.61104 E(21)=2.76104 E(24)=2.88104 E(27)=2.96104 E(30)=3.03104 （6）自约束裂缝控制计算混凝土温度应力计算 (t)= 2/3E(t)T (t)/(1-) （式
13、-7） (t)混凝土的拉应力 (N/mm 2);6E(t)混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm 2)，一般取平均值;混凝土泊松比，取 0.15;T (t)混凝土截面中心与表面之间的温差（）。不同龄期 (t)计算 表 1.2.9不同龄期（d） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30T (t) 7.5 6.8 4.8 0.4 5.9 6.8 6.5 7.3 5.4 4.8E(t) 104 0.77 1.36 1.50 2.15 2.41 2.61 2.76 2.88 2.96 3.03 (t) 0.453 0.725 0.565 0.067 1.12 1.39 1.41 1.6
14、4 1.25 1.14混凝土抗拉应力 f(t)（N/mm 2）计算 根据规范，温度、龄期对混凝土强度增长的影响，按 20养护温度查得各强度增长率 p(t)，p (3)=40%，p (6)=55%，p (7)=70%，p (12)=80%，p (15)=85%，p (18)=90%，p (21)=92%，p (24)=95%，p (27)=97%，p (30)=100%。抗拉应力 f(t)= p(t) (l) = p(t)2.15 安全系数计算 K(t)K(t)= f(t)/ (t) （式-8）表 1.2.10龄期（天） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30f(t)(N/mm2) 0.86 1.18 1.51 1.72 1.83 1.94 1.98 2.04 2.09 2.15 (t)(N/mm2) 0.453 0.725 0.565 0.067 1.12 1.39 1.41 1.64 1.25 1.14K(t) 1.9 1.63 2.66 25.67 1.63 1.39 1.4 1.25 1.67 1.89从上表计算结果分析，K (t)值均大于安全系数 1.25，满足混凝土的7抗裂要求。但同时分析得出，在龄期 1
