深圳超高層金融中心工程大體積底板混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)余附圖豐富_第1頁(yè)
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金融中心大體積底板混凝土設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)1.高性能混凝土的設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)理念和目標(biāo)本項(xiàng)目從大體積基礎(chǔ)底板的工程需要出發(fā),對(duì)高性能混凝土的配制提出以下目標(biāo):(1)低熱?;炷猎诔跗谒不^(guò)程中的放熱量低。(2)低收縮?;炷恋淖陨湛s、干燥收縮都較低。(3)低鈣。水泥熟料用量低,礦物摻合料用量大,節(jié)約資源,利于環(huán)保。(4)高工作性?;炷辆哂泻芎玫牧鲃?dòng)性和勻質(zhì)性,不離析,不泌水。(5)高抗裂性。混凝土具有很好的抵抗收縮開(kāi)裂的性能。1.2總體設(shè)計(jì)思路(1)采用大摻量粉煤灰混凝土;(2)以強(qiáng)度為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)分析水膠比、粉煤灰摻量、膠凝材料用量、水泥品種的影響規(guī)律;(3)以正交試驗(yàn)得出的規(guī)律為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)若干組滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土配合比;(4)對(duì)設(shè)計(jì)的若干組混凝土進(jìn)行重要性能的測(cè)試,將結(jié)果對(duì)比分析,得出最佳的配合比。本報(bào)告以金融中心基礎(chǔ)底板的C40R60混凝土為例,介紹混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程。1.3正交試驗(yàn)方法1.3.1正交設(shè)計(jì)考慮大體積底板連續(xù)澆筑體量較大,單位時(shí)間內(nèi)對(duì)混凝土供應(yīng)需求較多,擬選用兩家混凝土攪拌站進(jìn)行施工,并分別進(jìn)行混凝土正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí),選用水泥品種、水膠比、膠凝材料用量和粉煤灰摻量等4個(gè)參數(shù)作為正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)的影響因素,水膠比、膠凝材料用量和粉煤灰摻量各設(shè)定4個(gè)水平,水泥品種設(shè)定2個(gè)水平。結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范規(guī)定確定因素和水平如表1-1所示。以混凝土的3d、7d、28d和60d抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)。表1-1因素水平表水平試驗(yàn)因素A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種1380350.380水泥12400400.395水泥13420450.410水泥24440500.425水泥2根據(jù)因素水平表選用五因素四水平正交表L16(45),將A排在第1列,B排在第2列,C排在第3列,D排在第4列,正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)安排如表1-2所示。表1-2正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)安排表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種列號(hào)用量列號(hào)百分比列號(hào)水膠比列號(hào)品種1138013510.3801品種12138024020.3951品4102品種24138045040.4252品種25240013520.3952品種26240024010.3802品種27240034540.4251品4101品種19342013530.4102品種210342024040.4252品種211342034510.3801品種112342045020.3951品種113444013540.4251品種114444024030.4101品種115444034520.3952品種216444045010.3802品種2取固定砂率43%,固定容重2400kg/,外加劑摻量使混凝土初始坍落度滿足180±20mm的要求。表1-3為試驗(yàn)用混凝土配合比。表1-3混凝土配合比計(jì)算試驗(yàn)號(hào)水泥品種混凝土配合比(kkg/m3)水泥粉煤灰砂碎石水外加劑%1品種1247133806.51069.1144.4根據(jù)工作性調(diào)整2品種1228152804.11065.8150.13品種2209171801.61062.6155.84品種2190190799.21059.3161.55品種2260140792.11049.91586品種2240160794.61053.41527品種1220180786.91043.11708品種1200200789.51046.51649品種2273147777.41030.4172.210品種2252168774.61026.9178.511品種1231189782.81037.6159.612品種1210210780.11034165.913品種1286154762.41010.618714品種1264176765.21014.4180.415品種2242198768.11018.1173.816品種2220220770.91021.9167.21.3.2正交結(jié)果分析(攪拌站甲)(1)3d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-43d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種3d強(qiáng)度/MPa1380350.380江南小野田P.Ⅱ52.534.72380400.395江南小野田P.Ⅱ52.531.33380450.41022.54380500.42517.35400350.395286400400.38026.17400450.425江南小野田P.Ⅱ52.521.98400500.410江南小野田P.Ⅱ52.520.99420350.41027.310420400.42523.811420450.380江南小野田P.Ⅱ52.531.812420500.395江南小野田P.Ⅱ52.526.113440350.425江南小野田P.Ⅱ52.530.714440400.410江南小野田P.Ⅱ52.529.615440450.39521.716440500.38018.9均值126.450(3380)30.175(335%)27.8775(0.380)28.075均值224.225(4400)27.7(40%%)26.775(00.395)28.675均值327.250(4420)24.475(445%)25.075(00.410)23.30均值425.225(4440)20.8(50%%)23.425(00.425)23.10極差3.0259.3754.455.575從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:粉煤灰摻量、水泥品種、水膠比、膠凝材料用量。(2)7d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-57d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種7d強(qiáng)度/MPa1380350.380江南小野田P.Ⅱ52.542.12380400.395江南小野田P.Ⅱ52.541.13380450.410284380500.42524.35400350.395376400400.380367400450.425江南小野田P.Ⅱ52.529.38400500.410江南小野田P.Ⅱ52.526.29420350.41034.310420400.42533.111420450.380江南小野田P.Ⅱ52.538.612420500.395江南小野田P.Ⅱ52.532.913440350.425江南小野田P.Ⅱ52.538.414440400.410江南小野田P.Ⅱ52.534.915440450.39529.716440500.38028.4均值133.875(3380)37.950(335%)36.275(00.380)34.8均值232.125(4400)36.275(440%)35.175(00.395)36.075均值334.725(4420)31.4(45%%)30.850(00.410)31.625均值432.850(4440)27.950(550%)31.275(00.425)31.075極差2.610.05.4255.0從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:粉煤灰摻量、水膠比、水泥品種、膠凝材料用量。(3)28d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-628d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種28d強(qiáng)度/MPa1380350.380江南小野田P.ⅡⅡ52.549.62380400.395江南小野田P.ⅡⅡ52.550.23380450.41043.34380500.42535.55400350.39545.66400400.38045.17400450.425江南小野田P.ⅡⅡ52.540.88400500.410江南小野田P.ⅡⅡ52.540.39420350.4104610420400.42545.311420450.380江南小野田P.ⅡⅡ52.551.712420500.395江南小野田P.ⅡⅡ52.54613440350.425江南小野田P.ⅡⅡ52.545.614440400.410江南小野田P.ⅡⅡ52.546.315440450.39542.316440500.38040.7均值144.65(3880)46.7(35%%)46.775(00.380)45.675均值242.95(4000)46.725(440%)46.025(00.395)46.950均值347.25(4220)44.525(445%)43.975(00.410)43.725均值443.725(4440)40.625(550%)41.8(0.4425)42.225極差4.36.14.9754.725從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:粉煤灰摻量、水膠比、水泥品種、膠凝材料用量。(4)60d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-760d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種60d強(qiáng)度/MPa1380350.380江南小野田P.ⅡⅡ52.559.52380400.395江南小野田P.ⅡⅡ52.558.23380450.41052.14380500.425495400350.39554.16400400.38054.17400450.425江南小野田P.ⅡⅡ52.549.68400500.410江南小野田P.ⅡⅡ52.551.99420350.41054.110420400.4255311420450.380江南小野田P.ⅡⅡ52.556.612420500.395江南小野田P.ⅡⅡ52.554.713440350.425江南小野田P.ⅡⅡ52.553.614440400.410江南小野田P.ⅡⅡ52.555.115440450.39552.116440500.38054.9均值154.7(3800)55.325(335%)56.275(0.380)54.725均值252.425(4400)55.1(40%%)54.775(0.395)55.075均值354.6(4200)52.6(45%%)53.3(0.410)53.525均值453.925(4440)52.625(550%)51.3(0.425)53.325極差2.2752.7254.9751.75從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:水膠比、粉煤灰摻量、膠凝材料用量、水泥品種。對(duì)不同齡期的不同因素的影響程度排序結(jié)果如下:表1-8各因素影響程度排序表強(qiáng)度齡期影響因素排序12343d粉煤灰摻量水泥品種水膠比膠凝材料用量7d粉煤灰摻量水膠比水泥品種膠凝材料用量28d粉煤灰摻量水膠比水泥品種膠凝材料用量60d水膠比粉煤灰摻量膠凝材料用量水泥品種從因素的影響程度來(lái)看,粉煤灰摻量和水膠比對(duì)強(qiáng)度的影響比較大,相對(duì)而言,水泥的品種和膠凝材料的用量的影響較小。粉煤灰的早期活性很低,在復(fù)合膠凝材料水化的早期,粉煤灰的反應(yīng)程度很低,此時(shí)粉煤灰主要起微集料填充的作用,因而隨著粉煤灰摻量的增大,混凝土的早期強(qiáng)度降低。但是隨著水化齡期的增長(zhǎng),粉煤灰的火山灰活性逐漸發(fā)揮,粉煤灰混凝土后期的強(qiáng)度增長(zhǎng)的幅度大于純水泥混凝土。因此,如表1-8所示,在3d、7d和28d時(shí),粉煤灰摻量對(duì)強(qiáng)度的影響程度是最大的,而到60d時(shí),粉煤灰摻量對(duì)強(qiáng)度的影響程度則變成了第二位的。大體積混凝土一般對(duì)早期強(qiáng)度沒(méi)有特別的要求,而對(duì)早期的溫升則有非??量痰囊?,選擇大摻量粉煤灰盡管會(huì)使早期強(qiáng)度有所降低,但并不影響后期強(qiáng)度,最重要的是使用大摻量粉煤灰可以明顯降低混凝土的早期溫升。60d齡期時(shí),水膠比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響程度是最大的,水膠比增大,混凝土中的孔增多,強(qiáng)度降低。因此,在配合比設(shè)計(jì)中,在滿足混凝土的工作性的前提下,應(yīng)盡可能降低混凝土的水膠比。圖1-1是江南P.Ⅱ52.5水泥和臺(tái)泥P.O42.5水泥的水化熱對(duì)比。從中可以看出,江南P.Ⅱ52.5水泥的水化放熱速率快,放熱量大。圖1-2是兩種復(fù)合膠凝材料的水化熱對(duì)比,從這幅圖中可以看出江南P.Ⅱ52.5水泥與粉煤灰組成的復(fù)合膠凝材料的發(fā)熱量明顯高于臺(tái)泥P.O42.5水泥與粉煤灰組成的復(fù)合膠凝材料。正交分析的結(jié)果顯示,水泥品種對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響很小,也就是說(shuō)使用江南P.Ⅱ52.5水泥的水泥并不能明顯提高混凝土的強(qiáng)度,但卻明顯增大混凝土的發(fā)熱量。因此,綜合水泥對(duì)混凝土強(qiáng)度和發(fā)熱量的影響,應(yīng)選用臺(tái)泥P.O42.5水泥。圖1-1水泥的水化熱對(duì)比圖圖1-2復(fù)合膠凝材料的水化熱對(duì)比1.3.3正交結(jié)果分析(攪拌站乙)(1)3d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-93d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種3d強(qiáng)度/MPa1380350.4130.32380400.4228.93380450.4418.84380500.4515.65400350.4222.66400400.4115.97400450.4523.48400500.4420.99420350.4420.510420400.451811420450.4125.812420500.4220.713440350.4526.114440400.4422.115440450.4217.716440500.4117.2均值123.4(3800)24.875(335%)22.3(0.441)24.125均值220.7(4000)21.225(440%)22.475(0.42)25.425均值321.25(4220)21.425(445%)20.575(00.44)19.15均值420.775(4440)18.6(50%%)20.775(00.45)17.425極差2.76.2751.98.0從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:水泥品種、粉煤灰摻量、膠凝材料用量、水膠比。(2)7d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-107d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種7d強(qiáng)度/MPa1380350.4134.12380400.4235.13380450.4426.74380500.4518.15400350.4227.36400400.4119.57400450.4528.78400500.4428.79420350.4422.810420400.4520.111420450.4131.212420500.4225.313440350.4530.814440400.4427.315440450.4221.716440500.4121.1均值128.5(3800)28.75(355%)26.475(0.41)28.850均值226.05(4000)25.5(40%%)27.350(0.42)31.450均值324.85(4220)27.075(445%)26.375(0.44)23.8均值425.225(4440)23.3(50%%)24.425(0.45)20.525極差3.655.452.92510.925從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:水泥品種、粉煤灰摻量、膠凝材料用量、水膠比。(3)28d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-1128d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種28d強(qiáng)度/MPa1380350.4144.42380400.4241.63380450.4432.44380500.45265400350.4234.66400400.4128.57400450.4540.28400500.4440.89420350.4433.310420400.4530.511420450.4144.912420500.4239.713440350.4539.514440400.4438.515440450.4233.116440500.4131.5均值136.1(3800)37.95(355%)37.325(0.41)40.7均值236.025(4400)34.775(440%)37.250(00.42)41.7均值337.1(4200)37.650(445%)36.250(00.44)32.25均值435.650(4440)34.5(50%%)34.050(00.45)30.225極差1.453.453.27511.475從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:水泥品種、粉煤灰摻量、水膠比、膠凝材料用量。(4)60d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表1-1260d強(qiáng)度結(jié)果極差分析表試驗(yàn)號(hào)A.膠凝材料用量(kkg/m3)B.粉煤灰摻量(占膠膠凝材料的%)C.水膠比D.水泥品種60d強(qiáng)度/MPa1380350.4149.22380400.4255.33380450.4442.54380500.4536.85400350.4237.86400400.4135.27400450.4546.38400500.4445.79420350.4441.810420400.4536.511420450.4146.112420500.4244.913440350.4541.914440400.4440.515440450.4235.516440500.4135.7均值145.95(3880)42.675(335%)41.55(0.41)45.225均值241.25(4000)41.875(440%)43.375(0.42)47.25均值342.325(4420)42.6(45%%)42.625(0.44)38.125均值438.4(4400)40.775(550%)40.775(0.45)37.325極差7.551.92.69.925從四個(gè)因素的極差結(jié)果來(lái)看,各因素對(duì)混凝土強(qiáng)度的敏感性由大至小依次為:水泥品種、膠凝材料用量、水膠比、粉煤灰摻量。對(duì)不同齡期的不同因素的影響程度排序結(jié)果如下:表1-13各因素影響程度排序表強(qiáng)度齡期影響因素排序12343d水泥品種粉煤灰摻量膠凝材料用量水膠比7d水泥品種粉煤灰摻量膠凝材料用量水膠比28d水泥品種粉煤灰摻量水膠比膠凝材料用量60d水泥品種膠凝材料用量水膠比粉煤灰摻量從不同齡期各因素影響程度排序表分析,水泥品種對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響一直排在第一位,說(shuō)明對(duì)相同等級(jí)的水泥而言,不同品牌的影響很大。對(duì)兩種品牌的水泥不同齡期下的強(qiáng)度均值比較如表1-14所示。華潤(rùn)P.O42.5水泥與天山P.O42.5水泥相比,不同齡期下的混凝土強(qiáng)度值都有很大的差距。因此,水泥的品種之所是影響強(qiáng)度的最大因素,是因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)采用的兩種水泥之間有很大的差距。根據(jù)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果,華潤(rùn)P.O42.5水泥不宜被本工程采用。圖1-3和圖1-4分別是兩種水泥的水化熱對(duì)比和兩種復(fù)合膠凝材料的水化熱對(duì)比。從水化熱的結(jié)果來(lái)看,華潤(rùn)P.O42.5水泥與天山P.O42.5水泥的放熱量差距很小,兩種復(fù)合膠凝材料的水化放熱量差距更小。因此,從水化放熱的角度來(lái)講,兩種水泥是比較接近的。因此,選用天山P.O42.5水泥比華潤(rùn)P.O42.5水泥更合適。表1-14不同品牌水泥齡期強(qiáng)度比較表強(qiáng)度齡期各齡期強(qiáng)度/MPPa3d24.77518.28757d30.1522.162528d41.231.237560d46.237537.725由于試驗(yàn)中兩種水泥的性能差距較大,因而導(dǎo)致膠凝材料用量也成為一個(gè)對(duì)強(qiáng)度影響很大的因素,如果采用兩種性能相近的水泥,那么膠凝材料用量的影響應(yīng)該較小。表1-13的結(jié)果也顯示,粉煤灰對(duì)強(qiáng)度的影響程度早期較大,但后期較小,因此在配合比設(shè)計(jì)中可以采用大摻量粉煤灰。另外,水膠比對(duì)后期強(qiáng)度有較大的影響,因此應(yīng)適當(dāng)降低水膠比。圖1-3兩種水泥的水化放熱對(duì)比圖1-4兩種復(fù)合膠凝材料的水化放熱對(duì)比1.3.4正交試驗(yàn)總結(jié)根據(jù)本文的正交試驗(yàn)結(jié)果,參考類似工程的配合比設(shè)計(jì),初步選定以下四個(gè)配合比進(jìn)行下一輪深入試驗(yàn):(1)配合比1:膠凝材料用量400kg/m3,粉煤灰摻量45%,水膠比0.42,采用臺(tái)泥P.O42.5水泥。(2)配合比2:膠凝材料總量420kg/m3,粉煤灰摻量50%,水膠比0.42,采用臺(tái)泥P.O42.5水泥。(3)配合比3:膠凝材料用量400kg/m3,粉煤灰摻量45%,水膠比0.42,采用天山P.O42.5水泥。(4)配合比4:膠凝材料用量420kg/m3,粉煤灰摻量50%,水膠比0.42,采用天山P.O42.5水泥。對(duì)上述四個(gè)配合比,進(jìn)行以下試驗(yàn):①抗壓強(qiáng)度:3d、7d、28d、60d;②劈裂抗拉強(qiáng)度:3d、7d、28d、60d;③抗?jié)B試驗(yàn):標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)60d,壓力為P14;④絕熱溫升試驗(yàn):0~14d;⑤彈性模量:3d、28d、60d;⑥氯離子滲透試驗(yàn):60d;⑦干縮試驗(yàn):0~60d;⑧自收縮試驗(yàn):0~14d1.4平行對(duì)比試驗(yàn)1.4.1混凝土的配合比平行對(duì)比試驗(yàn)所用混凝土的配合比基本參數(shù)如表1-15所示。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果,選用臺(tái)泥P.O42.5和天山P.O42.5兩種水泥進(jìn)行進(jìn)一步對(duì)比研究。水膠比選定為0.42,砂率選定為0.43。選用兩種膠凝材料組成:第一種,膠凝材料總量為400kg/m3,粉煤灰摻量為45%;第二種,膠凝材料總量為420kg/m3,粉煤灰摻量為50%。混凝土的配合比如表1-16所示。表1-15混凝土的配合比基本參數(shù)編號(hào)水泥種類膠凝材料用量(kkg/m3)水膠比粉煤灰摻量砂率TN014000.4245%0.43TN024200.4250%0.43TS014000.4245%0.43TS024200.4250%0.43表1-16混凝土的實(shí)際配合比編號(hào)試驗(yàn)廠家水泥品種混凝土配合比(kkg/m3)水泥粉煤灰砂碎石水外加劑TN01甲臺(tái)泥220180772102715912.0(3%)乙775161.88.8(2.2%%)TN02甲臺(tái)泥210210759101116712.6(3%)乙763169.59.24(2.22%)TS01甲天山220180771102716011.6(2.99%)乙775162.18.4(2.1%%)TS02甲天山210210759101116811.76(2..8%)乙763169.88.82(2.11%)1.4.2混凝土的抗壓強(qiáng)度結(jié)果混凝土的抗壓強(qiáng)度結(jié)果如表1-17所示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,混凝土的60d抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到40MPa。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出,3d時(shí),各組混凝土的強(qiáng)度都超過(guò)了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%;7d時(shí),各組混凝土的抗壓強(qiáng)度都超過(guò)了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%;28d時(shí),各組混凝土的抗壓強(qiáng)度均超過(guò)了40MPa;60d時(shí),各組混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度的120%~140%。表1-17混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)廠家編號(hào)3d7d28d60d強(qiáng)度MPa百分比%強(qiáng)度MPa百分比%強(qiáng)度MPa百分比%強(qiáng)度MPa百分比%甲TN0126.967.332.280.543.9109.855.4138.5乙23.258.034.887.044.6111.547.9119.8甲TN0223.759.331.177.846.7116.854.2135.5乙24.461.031.478.548.4121.054.7136.8甲TS012870.034.586.347.6119.052.9132.3乙21.553.831.478.541.8104.555.9139.8甲TS0222.656.529.874.544.6111.551.8129.5乙24.360.832.380.841.4103.552.3130.81.4.3混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度結(jié)果表1-18是混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。從表1-18中可以看出,60d齡期時(shí),四組混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度均接近或者大于4MPa,說(shuō)明四組混凝土均具有較強(qiáng)的劈裂抗拉能力,這對(duì)于混凝土的抗裂是有利的。表1-18混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)廠家編號(hào)強(qiáng)度(MPa)3d7d28d60d甲TN012.172.493.594.35乙1.93.844.265.05甲TN022.012.653.883.84乙1.733.213.235.14甲TS012.32.823.673.92乙1.82.773.344.5甲TS021.842.753.393.9乙2.12.573.854.641.4.4混凝土的抗?jié)B性表1-19是混凝土的抗?jié)B性結(jié)果。由于這四組配合比都有較低的水膠比、合理的砂率、合理的膠凝材料組成,因此混凝土的孔隙率很低,混凝土具有很好的抗?jié)B性。檢測(cè)結(jié)果顯示,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),這四組配合比的混凝土的抗?jié)B性試驗(yàn)結(jié)果均合格。表1-19混凝土的抗?jié)B性結(jié)果試驗(yàn)廠家編號(hào)抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果甲TN01合格乙合格甲TN02合格乙合格甲TS01合格乙合格甲TS02合格乙合格1.4.5混凝土的彈性模量表1-20~表1-22列出了四組混凝土的3d、28d和60d的彈性模量。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,齡期相同時(shí),四組混凝土的彈性模量相差不大。并且,四組混凝土的彈性模量都比同等級(jí)的純水泥混凝土的彈性模量低一些,這是因?yàn)樗慕M混凝土都采用了大摻量粉煤灰的緣故。在應(yīng)變相同的情況下,彈性模量低有利于減小混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力,對(duì)混凝土的抗裂是有利的。表1-20混凝土的3d彈性模量/GPa1#2#3#平均TN0117.318.315.717.1TN0216.218.817.917.6TS0120.317.616.818.2TS0217.916.818.417.7表1-21混凝土的28d彈性模量/GPa1#2#3#平均TN0132.633.332.832.9TN0233.132.231.932.4TS0133.033.832.833.2TS0232.531.632.232.1表1-22混凝土的60d彈性模量/GPa1#2#3#平均TN0137.137.837.337.4TN0236.236.437.836.8TS0136.036.936.336.4TS0234.736.235.035.91.4.6混凝土的自生收縮圖1-5~圖1-11是混凝土自生收縮的試驗(yàn)結(jié)果,其中每組配合比進(jìn)行兩次試驗(yàn),取兩次試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果顯示,四組混凝土的自生收縮都非常小,14d的自生收縮值均低于35個(gè)微應(yīng)變。這是因?yàn)樗慕M混凝土均采用了大摻量的粉煤灰,粉煤灰能夠明顯減小混凝土的自生收縮。相對(duì)而言,TS01和TN01的自生收縮較小,TS02和TN02的自生收縮較大。圖1-5配合比TN01的自生收縮圖1-6配合比TN02的自生收縮圖1-7配合比TN01與TN02的自生收縮對(duì)比(各配合比取平均值)圖1-8配合比TS01的自生收縮圖1-9配合比TS02的自生收縮圖1-10配合比TS01與TS02的自生收縮對(duì)比(各配合比取平均值)圖1-11配合比TN01、TN02、TS01和TS02的自生收縮對(duì)比(各配合比取平均值)1.4.7混凝土的干燥收縮圖1-12、1-13、1-14、1-15分別為TN01、TN02、TS01、TS02在60d內(nèi)的干燥收縮。每組配合比測(cè)試了三個(gè)試件,從圖1-12~圖1-15中可以看出,每組配合比的三個(gè)試件的干縮值比較接近,說(shuō)明試驗(yàn)具有很好的精確性。將測(cè)得的每組配合比的三個(gè)試件的干縮值取平均,作為該組配合比的干縮值。圖1-16對(duì)比了四組配合比的干燥收縮,結(jié)果顯示,四組配合比的干燥收縮很接近。四組配合比的60d干縮值均低于300微應(yīng)變,說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四組混凝土的干燥收縮均較低,這是因?yàn)樗慕M混凝土均采用了大摻量粉煤灰,粉煤灰對(duì)于減小混凝土的干燥收縮是有利的。圖1-12配合比TN01的干燥收縮圖1-13配合比TN02的干燥收縮圖1-14配合比TS01的干燥收縮圖1-15配合比TS02的干燥收縮圖1-16四種配合比的干燥收縮對(duì)比(各配合比取三組平均值)1.4.8混凝土的絕熱溫升四組混凝土的絕熱溫升試驗(yàn)結(jié)果如圖1-17和圖1-18所示。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知,混凝土在前4天的溫升速率很快,之后溫升速率發(fā)展較慢。在4d時(shí),TN01的溫升值為43.6℃,TN02的溫升值為44.8℃,TS01的溫升值為41.1℃,TS02的溫升值為44.5℃。因此,四組混凝土的溫升值大小關(guān)系為TN02>TS02>TN01>TS01。混凝土的絕熱溫升是衡量混凝土發(fā)熱能力的重要指標(biāo)之一,也是大體積混凝土設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一,應(yīng)盡量選擇絕熱溫升值小的配合比。(1)TN01與TN02的絕熱溫升圖1-17TN01與TN02的絕熱溫升(2)TS01與TS02的絕熱溫升圖1-18TS01與TS02的絕熱溫升1.4.9氯離子滲透性混凝土的氯離子滲透性是評(píng)價(jià)混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。本實(shí)驗(yàn)采用了國(guó)際通用的ASTM1202的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法對(duì)四組混凝土進(jìn)行了氯離子滲透性試驗(yàn),表1-23是混凝土滲透性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。表1-24列出了試驗(yàn)結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)的四種配合比的混凝土的滲透性等級(jí)均為“低”。這說(shuō)明,這四組配合比的混凝土均具有非常好的抗氯離子滲透能力,具有非常好的耐久性。相對(duì)而言,TS01的抗氯離子滲透能力最好。表1-23混凝土滲透性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)電通量(庫(kù)倫)滲透性>4000高2000到40000中1000到20000低100到10000很低低于100基本不滲透表1-24混凝土的氯離子滲透試驗(yàn)結(jié)果編號(hào)電通量(庫(kù)倫)滲透性實(shí)測(cè)值平均值TN0113141298低13451234TN0214451478低15381451TS0112411199低11541201TS0213561229低121811121.4.10底板混凝土配合比的確定根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果可知,TS01的絕熱溫升低,干燥收縮和自生收縮小,彈性模量低,抗?jié)B性合格,抗氯離子滲透性好,抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度高,因此TS01宜作為足尺模型試驗(yàn)的配合比。即:膠凝材料總量:400kg/m3粉煤灰摻量45%水膠比0.42砂率43%混凝土的配合比如表1-25所示。表1-25底板混凝土的配合比材料名稱水泥摻和料砂子石子水外加劑規(guī)格P.O42.55粉煤灰=2\*ROMANII級(jí)河砂碎石地下水減水劑產(chǎn)地廣東云浮深圳媽灣東莞惠州-深圳市五山用量(kg/m33)220180852.51027164.58.42足尺模型試驗(yàn)與計(jì)算2.1足尺模型實(shí)驗(yàn)條件足尺模型試驗(yàn)試塊為4.5m×4.5m×4.5m的混凝土試塊,試塊的邊界為底面、側(cè)壁和上表面。底面采用與實(shí)際底板相同的處理方法;側(cè)壁包括泡沫塑料保溫層和夯實(shí)土層;上表面采用與實(shí)際基礎(chǔ)底板施工時(shí)的養(yǎng)護(hù)方法。為檢測(cè)混凝土材料在施工期間的溫差收縮變形和抗裂性能,模擬試塊只在上表面和側(cè)壁配置構(gòu)造筋,其余部位不配鋼筋,如圖2-1所示。圖2-1試塊澆筑前足尺模型試驗(yàn)所用的配合比已在表1-25中給出。在試塊澆筑前,現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)混凝土的坍落度和均勻性,如圖2-2所示。本試驗(yàn)所用混凝土的坍落度為160~180mm之間,滿足泵送混凝土的要求,且混凝土的均勻性良好?,F(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)保溫棚,如圖2-3所示。棚內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)電加熱器,使環(huán)境溫度控制在30~35℃,以模擬深圳地區(qū)夏季的氣溫。澆注時(shí),采用混凝土泵車一次性連續(xù)澆注,澆注后,用木杠刮平、搓平,表面無(wú)水后覆蓋塑料薄膜及保溫草簾被,以保持表面溫度,如圖2-4所示。終凝后灑水養(yǎng)護(hù),始終保持混凝土表面足夠濕潤(rùn)。圖2-2混凝土坍落度檢測(cè)圖2-3現(xiàn)場(chǎng)保溫棚圖2-4混凝土表面覆蓋養(yǎng)護(hù)2.15養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)放置混凝土溫度匹配養(yǎng)護(hù)箱,如圖2-5所示。根據(jù)試塊內(nèi)部中心點(diǎn)的溫度變化調(diào)整養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的溫度,使養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的混凝土試塊的溫度養(yǎng)護(hù)條件與混凝土足尺模型內(nèi)部溫度變化相匹配。圖2-5溫度匹配養(yǎng)護(hù)箱2.2溫度傳感器和應(yīng)變傳感器的布置方案溫度傳感器的布置方案溫度傳感器的總體布置方案如圖2-6和圖2-7所示。其中A點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)為Ⅰ型測(cè)點(diǎn),在此三點(diǎn)的位置分別額外設(shè)置兩個(gè)傳感器于下部土體中,測(cè)定在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中足尺模型下部土地的溫度變化。P點(diǎn)和Q點(diǎn)測(cè)定周圍保溫板內(nèi)部的溫度,N點(diǎn)和O點(diǎn)測(cè)定保溫板外部土體的溫度。測(cè)定足尺模型下部土體溫度、保溫板溫度和保溫板外部溫度對(duì)于用有限元計(jì)算時(shí)所采用的邊界條件有指導(dǎo)作用。應(yīng)變傳感器的布置置方案應(yīng)變傳感器的總體體布置方案如如圖2-8和圖2-9所示。其中C點(diǎn)為Ⅰ型測(cè)點(diǎn),其其它各點(diǎn)為Ⅱ型測(cè)點(diǎn)。由由于混凝土的的上下表面分分別向空氣和和土體中傳熱熱,因此上下下表面的溫度度梯度較大,相相應(yīng)地溫度應(yīng)應(yīng)變也應(yīng)當(dāng)比比較大。因此此應(yīng)變傳感器器主要埋置在在上下表面。圖2-6溫度傳感感器布置方案案(a)Ⅰ型測(cè)點(diǎn)布置置圖(b)Ⅱ型測(cè)點(diǎn)布置置圖圖2-7溫度傳感感器測(cè)點(diǎn)布置置圖2-8應(yīng)變傳感感器布置方案案(aa)Ⅰ型測(cè)點(diǎn)布置置圖(b)Ⅱ型測(cè)點(diǎn)布置置圖圖2-9應(yīng)變傳感感器測(cè)點(diǎn)布置置2.3溫度監(jiān)測(cè)測(cè)結(jié)果圖2-10~圖2--26是各點(diǎn)的溫溫度變化曲線線。C3點(diǎn)是整個(gè)足足尺模型的中中心點(diǎn),混凝凝土入模溫度度為23.25℃,C3點(diǎn)的溫峰值值為64.5℃,在澆筑后73h出現(xiàn)溫峰,混混凝土的絕對(duì)對(duì)溫升值為41.25℃。對(duì)于足尺模型內(nèi)部部的點(diǎn),“2”和“4”號(hào)點(diǎn)是對(duì)稱稱點(diǎn),盡管“2”和“4”號(hào)點(diǎn)與中心心點(diǎn)“3”號(hào)點(diǎn)的距離離為1.1m左右,但它它們與中心點(diǎn)點(diǎn)的溫差并不不大?!?”和“5”號(hào)點(diǎn)是對(duì)稱稱點(diǎn),其中“1”號(hào)點(diǎn)接近混混凝土上表面面,“5”號(hào)點(diǎn)接近混混凝土下表面面?;炷辽仙媳砻娓采w棉棉被,且上不不空氣溫度在在30℃以上,而混混凝土下表面面直接接觸土土體,因此混混凝土上表面面散熱的速率率低于下表面面散熱的速率率,所以“1”號(hào)點(diǎn)的溫度度高于“5”號(hào)點(diǎn)。對(duì)于于同一個(gè)投影影點(diǎn)而言,“3”和“5”的溫差是最最大的。選取混凝土中心點(diǎn)點(diǎn)、內(nèi)部點(diǎn)、角角點(diǎn)、側(cè)邊點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析::C3與C5的最大溫差差為18.5℃,L3與L5的最大溫差差為19.25℃,A3與A5的最大溫差差為16.75℃,I3與I5的最大溫差差為17.75℃,H3與H5的最大溫差差為20℃,B3與B5的最大溫差差為22.25℃??梢?jiàn),B點(diǎn)和H點(diǎn)(即側(cè)邊邊點(diǎn))處容易易出現(xiàn)最大溫溫差,但最大大溫差值僅為為22.25℃。土體溫度度低是造成混混凝土足尺模模型下部溫度度低的主要原原因,試驗(yàn)是是在冬季,實(shí)實(shí)際工程澆筑筑時(shí)是在夏季季,那時(shí)土體體溫度提高,會(huì)會(huì)在一定程度度上降低混凝凝土內(nèi)部的最最大溫差。在同一水平面上,C3與A3的最大溫差差為16.25℃,C3與I3的最大溫差差為7.5℃。C3與K3的最大溫差差為7.5℃,C3與L3的最大溫差差僅為2℃,C3與M3的最大溫差差僅為2.75℃??梢?jiàn)在足足尺模型的水水平面上,混混凝土內(nèi)部的的溫差很小,即即使是中心點(diǎn)點(diǎn)與角點(diǎn)之間間的最大溫差差也僅為16.25℃。周圍保溫板內(nèi)部、保保溫板周圍土土體、足尺模模型下部土體體的溫度變化化曲線與足尺尺模型內(nèi)部測(cè)測(cè)點(diǎn)溫度變化化曲線相似,也也呈現(xiàn)先上升升后下降的趨趨勢(shì),并逐漸漸趨于平緩。這這是因?yàn)檫@些些部位一方面面受內(nèi)部混凝凝土的傳熱,另另外也向土層層深處散熱,開(kāi)開(kāi)始時(shí)前種作作用為主,因因此溫度上升升,隨著混凝凝土放熱的逐逐漸減小,后后種作用開(kāi)始始占主導(dǎo),因因此后期溫度度逐漸下降。圖2-10A點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-11B點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-12C點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-13D點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-14E點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-15F點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-16G點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-17H點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-18I點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-19J點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-20K點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-21L點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-22M點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-23N點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-24O點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-25P點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線圖2-26Q點(diǎn)點(diǎn)的溫度變化化曲線2.4應(yīng)變監(jiān)測(cè)測(cè)結(jié)果說(shuō)明:在在本報(bào)告中,應(yīng)應(yīng)變值為正時(shí)時(shí),表示壓應(yīng)應(yīng)變;應(yīng)變值值為負(fù)值時(shí),表表示拉應(yīng)變。足尺模型上表面的的應(yīng)變圖2-227~2-40為實(shí)測(cè)的足足尺模型上表表面各點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)變值,從結(jié)結(jié)果可以看出出,早期由于于混凝土內(nèi)部部溫升,混凝凝土產(chǎn)生膨脹脹,內(nèi)部各點(diǎn)點(diǎn)都處于受壓壓的狀態(tài),且且各個(gè)點(diǎn)處的的拉應(yīng)變均很很小,小于40微應(yīng)變,此此時(shí)混凝土不不會(huì)開(kāi)裂。60d時(shí),各點(diǎn)的的拉應(yīng)變都低低于200微應(yīng)變,從從絕對(duì)值來(lái)講講,這個(gè)應(yīng)變變也是比較小小的。圖2-27A11東西方向的的應(yīng)變圖2-28B1的應(yīng)變圖2-29C11東西方向的的應(yīng)變圖2-30D1的應(yīng)變圖2-31F11的應(yīng)變圖2-32G1的應(yīng)變圖2-33H11的應(yīng)變圖2-34J1的應(yīng)變圖2-35K11的應(yīng)變圖2-36M1的應(yīng)變圖2-37A11南北方向的的應(yīng)變圖2-38C1南北方向的的應(yīng)變圖2-39E11的應(yīng)變圖2-40L1的應(yīng)變足尺模型中間截面面的應(yīng)變圖2-441和圖2-42是混凝土中中心點(diǎn)處的應(yīng)應(yīng)變,從這兩兩幅圖中可以以看出,該處處的壓應(yīng)變低低于20微應(yīng)變,拉拉應(yīng)變低于160微應(yīng)變,核核心區(qū)混凝土土混凝土開(kāi)裂裂的風(fēng)險(xiǎn)低于于表面混凝土土。圖2-41C33南北方向的的應(yīng)變圖2-42C3東西方向的的應(yīng)變足尺模型下表面的的應(yīng)變圖2-443~圖2-50是實(shí)測(cè)的混混凝土足尺模模型下表面各各點(diǎn)的應(yīng)變,從從結(jié)果可以看看出,各點(diǎn)的的拉應(yīng)變均小小于120微應(yīng)變,拉拉應(yīng)變的絕對(duì)對(duì)值比較小。圖2-43A55南北方向的的應(yīng)變圖2-44C5南北方向的的應(yīng)變圖圖2-45A5東西方向的的應(yīng)變圖2-46D5的應(yīng)變圖2-47H55的應(yīng)變圖2-48J5的應(yīng)變圖2-49K55的應(yīng)變圖2-50M5的應(yīng)變綜合混凝土足尺模模型表面和內(nèi)內(nèi)部各點(diǎn)應(yīng)變變的監(jiān)測(cè)情況況可知,各點(diǎn)點(diǎn)的壓應(yīng)變很很小,不能對(duì)對(duì)混凝土造成成威脅;各點(diǎn)點(diǎn)60d的拉應(yīng)變最最大值也僅為為200微應(yīng)變,混混凝土的開(kāi)裂裂風(fēng)險(xiǎn)比較小小。2.5強(qiáng)度和抗抗?jié)B性結(jié)果抗壓強(qiáng)度結(jié)果混凝土強(qiáng)度試塊分分三批養(yǎng)護(hù),即即標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)::置于20℃的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù);;同條件養(yǎng)護(hù)護(hù):置于足尺尺模型旁邊養(yǎng)養(yǎng)護(hù);溫度匹匹配養(yǎng)護(hù):置置于養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)內(nèi)養(yǎng)護(hù),根據(jù)據(jù)足尺模型內(nèi)內(nèi)部的溫度變變化,調(diào)整養(yǎng)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的溫溫度,使混凝凝土試塊的養(yǎng)養(yǎng)護(hù)溫度與足足尺模型內(nèi)部部溫度匹配。表2-1為在三種養(yǎng)養(yǎng)護(hù)條件下混混凝土在3d、7d、14d、28d和60d的抗壓強(qiáng)度度。從表2-1中可以看出出,混凝土在在三種養(yǎng)護(hù)條條件下的60d強(qiáng)度均達(dá)到到了C40混凝土的要要求。溫度匹匹配養(yǎng)護(hù)更能能反映足尺模模型內(nèi)部實(shí)際際強(qiáng)度的發(fā)展展規(guī)律,溫度度匹配養(yǎng)護(hù)的的試驗(yàn)結(jié)果顯顯示,由于混混凝土內(nèi)部溫溫升對(duì)水泥和和粉煤灰的激激發(fā)作用,混混凝土3d的抗壓強(qiáng)度度就達(dá)到了53.9MMPa,達(dá)到了C40混凝土的要要求;60d強(qiáng)度達(dá)到了66.8MMPa,遠(yuǎn)超過(guò)了C40混凝土的要要求。因此,從從強(qiáng)度的結(jié)果果來(lái)看,本實(shí)實(shí)驗(yàn)所采用的的混凝土是合合格的。表2-1混凝土的的強(qiáng)度/MPa養(yǎng)護(hù)條件齡期/d37142860標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)24.533.542.352.154.6同條件養(yǎng)護(hù)32.843.244.654.855.3溫度匹配養(yǎng)護(hù)53.960.863.366.366.8抗?jié)B性結(jié)果表2-22是溫度匹配配養(yǎng)護(hù)混凝土土60d齡期時(shí)的抗抗水滲透試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果果顯示試驗(yàn)所所采用的6個(gè)混凝土試試件的滲透狀狀態(tài)均為“未滲”,且滲水高高度低于143mmm,抗?jié)B標(biāo)號(hào)號(hào)為P14,混凝土的的抗水滲透試試驗(yàn)結(jié)果合格格。表2-2抗?jié)B結(jié)果試件序號(hào)試驗(yàn)最大水壓(MMPa)滲透狀態(tài)滲水高度(mm)11.4未滲13221.4未滲14131.4未滲9341.4未滲11751.4未滲12161.4未滲1432.6足尺模型有有限元分析2.6.1溫度場(chǎng)場(chǎng)計(jì)算原理(1)溫度場(chǎng)熱傳導(dǎo)原原理圖2-51微小單單元對(duì)一均勻且各向同同性的固體進(jìn)進(jìn)行熱傳導(dǎo)分分析,其任意意一點(diǎn)處的熱熱流量q在各個(gè)方向向上的分量分分別與該方向向上的溫度梯梯度成正比,熱熱流方向與溫溫度梯度方向向相反,即 ,,(2-1)式中,λ為導(dǎo)熱系系數(shù),單位kJ/(mm·h·°CC)。取內(nèi)部一個(gè)六面體體微小單元ddxdydzz,考察單位位時(shí)間內(nèi)其內(nèi)內(nèi)部熱量變化化。在單位時(shí)時(shí)間內(nèi),左邊邊界流入熱量量為qxdydz,右右邊界流出熱熱量為qx+dxdyydz,熱量量差為(qx-qx+dx)dydz。對(duì)對(duì)qx+dx進(jìn)行行泰勒級(jí)數(shù)展展開(kāi)并取前兩兩項(xiàng),并結(jié)合合式(3-1),即可得得 (2-2)因此,在x方向上上的凈流入熱熱量為 (2-3)同理,在y和z方方向上的凈流流入熱量為和和。單位時(shí)間內(nèi)單位體體積中發(fā)出的的熱量為Q,則在體積積dxdyddz內(nèi)單位時(shí)時(shí)間發(fā)出的熱熱量為Qdxxdydz。對(duì)對(duì)于混凝土來(lái)來(lái)說(shuō),Q代表了膠凝凝材料的發(fā)熱熱能力。在時(shí)間dt內(nèi),此此微小單元由由于溫度升高高所吸收的熱熱量為 (2-4)式中,c為比熱,單單位是kJ/(kkg·℃);t為時(shí)間,單單位為h;ρ為密度,單單位kg/m3。根據(jù)熱量守恒,溫溫度升高所吸吸收的熱量必必須等于從外外界凈流入熱熱量與內(nèi)部發(fā)發(fā)熱量之和,即 (2-5)整理后得熱傳導(dǎo)方方程 (2-6)式中,α為導(dǎo)溫系系數(shù),單位m2/h在絕熱條件下,混混凝土的溫度度上升速度為為 (2-7)式中,θ為混凝土土的絕熱溫升升,單位℃;因此,熱傳導(dǎo)方程程可以改寫為為 (2-8)熱傳導(dǎo)方程建立了了物體的溫度度與時(shí)間和空空間的關(guān)系,但但滿足熱傳導(dǎo)導(dǎo)方程的解有有無(wú)限多,為為了確定需要要的溫度場(chǎng),還還必須知道初初始條件和邊邊界條件。初初始條件指的的是初始瞬間間物體內(nèi)部的的溫度分布規(guī)規(guī)律,邊界條條件是指物體體表面與周圍圍介質(zhì)之間溫溫度相互作用用的規(guī)律,初初始條件和邊邊界條件合稱稱邊值條件。通常情況下,邊界界條件可用以以下四種方式式給出:第一類邊界條件,表表面溫度T是時(shí)間的已已知函數(shù),即即 (2-9)混凝土和水接觸時(shí)時(shí),表面溫度度等于已知的的水溫,屬于于這種邊界條條件。第二類邊界條件,表表面熱流量是是時(shí)間的已知知函數(shù),即 (2-10)式中n指表面外法法線方向。第三類邊界條件,當(dāng)當(dāng)物體與空氣氣接觸時(shí),經(jīng)經(jīng)過(guò)表面的熱熱流量為 (2-11)第三類邊界條件假假定經(jīng)過(guò)物體體表面熱流量量與表面溫度度T和氣溫Ta之差成正比比。即 (2-12)式中,β為表面放放熱系數(shù),單單位kJ/(mm2·h·℃)表面放熱系數(shù)β取取決于固體表表面的粗糙度度、流體的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)、粘粘滯系數(shù)、流流速及流向等等,與固體本身身的材料性質(zhì)質(zhì)無(wú)關(guān)。第四類邊界條件當(dāng)兩種不同的固體體接觸時(shí),如如果接觸良好好,則在接觸觸面溫度和熱熱流量都是連連續(xù)的,邊界界條件為 ,(2-13)(2)瞬態(tài)溫度場(chǎng)有限限元計(jì)算方法法根據(jù)變分原理,瞬瞬態(tài)溫度場(chǎng)熱熱傳導(dǎo)微分方方程(2-8)在定解條條件式(2-9)~式(2-12)下的解,等等于如下泛函函的極值問(wèn)題題 (2-14)上式中,第一項(xiàng)是是在求解域RR中的體積分分,第二項(xiàng)是是沿第三類邊邊界的面積分分,而第一類類邊界條件則則自動(dòng)滿足。把求解區(qū)域R離散散成為有限個(gè)個(gè)單元,對(duì)于于任意單元,其其單元內(nèi)任一一點(diǎn)的溫度值值可以用單元元結(jié)點(diǎn)溫度表表示如下 (2-15)式中,形函數(shù)Nii(x,y,z)是坐標(biāo)x、y、z的函數(shù),結(jié)結(jié)點(diǎn)溫度Ti(t)是時(shí)間t的函數(shù)。單元e作為求解域域R的一個(gè)子域域△R,其泛函值值為 (2-16)當(dāng)單元充分小時(shí),可可近似地假定定在單元內(nèi)均均勻分布,對(duì)對(duì)式(2-16)在積分內(nèi)內(nèi)求微商,得得到 (2-17)為了使泛函I(TT)實(shí)現(xiàn)極值,應(yīng)應(yīng)有 (2-18)求解式(2-188)即可求得得各節(jié)點(diǎn)的溫溫度值。(3)混凝土的絕熱溫溫升和水化熱熱模型混凝土的絕熱溫升升和水泥的水水化熱有關(guān)。測(cè)測(cè)定混凝土的的絕熱溫升有有兩種方法,一一種是用絕熱熱溫升設(shè)備直直接測(cè)定,另另一種是間接接法,根據(jù)水水泥最終水化化熱和水化過(guò)過(guò)程曲線來(lái)計(jì)計(jì)算混凝土的的絕熱溫升。傳傳統(tǒng)的水泥水水化過(guò)程曲線線有指數(shù)式、復(fù)復(fù)合指數(shù)式和和雙曲線式等等。相比之下下,直接法比比較準(zhǔn)確,條條件允許下應(yīng)應(yīng)盡量進(jìn)行混混凝土的絕熱熱溫升試驗(yàn)。混凝土內(nèi)部各點(diǎn)的的水化放熱量量不僅依賴于于齡期,而且且也受到溫度度的影響。大大體積混凝土土中心部位水水化快,升溫溫高,放熱快快,而邊緣部部位由于散熱熱的影響,升升溫慢,水化化速度相對(duì)也也較慢。因此此,在同一齡齡期,大體積積混凝土內(nèi)部部各點(diǎn)的放熱熱速率是不同同的。為了真真實(shí)模擬內(nèi)部部放熱速率,需需要考慮溫度度的影響。膠凝材料的水化是是一個(gè)化學(xué)反反應(yīng)過(guò)程,可可以利用Arrheenius公式來(lái)表征征反應(yīng)的速率率系數(shù)(2-19)式中,A為指前因因子;Ea為表觀活化化能,單位Jmoll-1;R為理想氣體體常數(shù),8.3144Jmool-1K-1;T為絕對(duì)溫度度,單位K。對(duì)于水泥水化反應(yīng)應(yīng),在0℃~100℃之間,通常可可以取2700??梢岳媒^熱溫升升曲線來(lái)推斷斷實(shí)際過(guò)程中中混凝土的放放熱曲線。如圖2-52所示,任取取水化過(guò)程中中的tj到tj+1時(shí)間段段,在Δtj的時(shí)間內(nèi),兩兩種情況的放放熱量之比為為(2-20)因此(2-21)式中,為Δtj內(nèi)內(nèi)混凝土的實(shí)實(shí)際放熱;為為Δtj內(nèi)混凝土的的絕熱放熱;;為Δtj內(nèi)混凝土實(shí)實(shí)際溫度;為為Δtj內(nèi)混凝土絕絕熱條件下的的溫度。圖2-52水化熱熱方法的應(yīng)用用示意圖2.6.2足尺模型型溫度場(chǎng)的計(jì)計(jì)算結(jié)果計(jì)算模型:由于模模擬試塊在水水平方向上對(duì)對(duì)稱,為減少少計(jì)算量,在在有限元計(jì)算算時(shí),只需要要取四分之一一部分(如圖圖2-53所示),在在對(duì)稱面施加加對(duì)稱約束。圖2-53計(jì)算模型型(1)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)測(cè)結(jié)果的對(duì)比比選取了混混凝土足尺模模型的中心點(diǎn)點(diǎn)C、角點(diǎn)A、側(cè)邊點(diǎn)I,將有限元元的計(jì)算結(jié)果果與這些點(diǎn)的的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)進(jìn)行對(duì)比,如如圖2-54~圖2-66所示。從計(jì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)實(shí)測(cè)結(jié)果的對(duì)對(duì)比來(lái)看,通通過(guò)有限元計(jì)計(jì)算可以很好好地模擬足尺尺模型的溫升升過(guò)程。圖2-54A1點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-55A2點(diǎn)的溫度圖2-56A3點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-57A4點(diǎn)的溫度圖2-58A5點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-59C1點(diǎn)的溫度圖2-60C3點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-61C5點(diǎn)的溫度圖2-62I1點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-63I2點(diǎn)的溫度圖2-64I3點(diǎn)點(diǎn)的溫度圖2-65I4點(diǎn)的溫度圖2-66I5點(diǎn)的溫度(2)足尺模型內(nèi)部溫溫度梯度分布布溫度的絕絕對(duì)值對(duì)大體體積混凝土的的開(kāi)裂影響并并不大,特別別是在遠(yuǎn)離邊邊界約束的位位置,混凝土土開(kāi)裂與否主主要與內(nèi)部的的溫度梯度有有關(guān)。溫度梯梯度越大,混混凝土內(nèi)各點(diǎn)點(diǎn)由于溫度變變形不一致而而引起的內(nèi)約約束力就越大大,開(kāi)裂的可可能性就相對(duì)對(duì)較大,因此此有必要對(duì)大大體積混凝土土內(nèi)的溫度梯梯度予以重視視。圖2-67~圖2-70分別是混凝凝土足尺模型型內(nèi)部在3d、15d、30d和60d時(shí)的溫度梯梯度分布。從從計(jì)算結(jié)果來(lái)來(lái)看,足尺模模型內(nèi)部的溫溫度梯度無(wú)論論是在溫峰時(shí)時(shí)刻還是在降降溫過(guò)程中都都比較小,混混凝土開(kāi)裂的的風(fēng)險(xiǎn)很低。圖2-673d時(shí)時(shí)的溫度梯度度分布圖2-6815dd時(shí)的溫度梯梯度分布圖2-6930dd時(shí)的溫度梯梯度分布2-7060dd時(shí)溫度梯度度分布2.6.3應(yīng)力計(jì)計(jì)算原理(1)有限元應(yīng)力場(chǎng)計(jì)計(jì)算基本原理理對(duì)于一空間彈性體體,其內(nèi)部任任一單元上,在在任一結(jié)點(diǎn)ii的位移記為為 (a)其中ui、vi、wi分別為結(jié)點(diǎn)i沿xx、y、z方向的位移移分量,用表表示單元全部部結(jié)點(diǎn)位移所所構(gòu)成的向量量,即 (b)單元內(nèi)部任一點(diǎn)位位移可用形函函數(shù)和結(jié)點(diǎn)位位移表示如下下 (c)其中為形函數(shù)矩陣陣。對(duì)于空間問(wèn)題,任任意一點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)變可用位移移表示為 (d)將式(c)中位移移分量代入式式(d),可得 (e)其中的具體表達(dá)式式從略。根據(jù)廣義胡克定律律,應(yīng)力應(yīng)變變關(guān)系為 (f)其中為初應(yīng)變,為為初應(yīng)力,為為彈性矩陣。根據(jù)虛功原理,以以作用于單元元結(jié)點(diǎn)上的等等效集中力代代替分布于單單元邊界上的的應(yīng)力,作為為結(jié)點(diǎn)力,則則有 (g)將式(e)、(ff)帶入上式式,可得 (h)其中為單元?jiǎng)偠染鼐仃嚕头謩e為初應(yīng)應(yīng)變和初應(yīng)力力引起的單元元結(jié)點(diǎn)荷載,分分別為 (i) (j) (k)根據(jù)虛功原理,將將分布荷載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成等效的的結(jié)點(diǎn)荷載,即即 (l) (m)其中和分別為由體體積力和面力力引起的單元元等效結(jié)點(diǎn)荷荷載。由單元結(jié)點(diǎn)力和單單元結(jié)點(diǎn)荷載載平衡,可得得單元結(jié)點(diǎn)平平衡方程 (n)將式(h)、(ll)、(m)代入(n),可得 (o)其中為單元結(jié)點(diǎn)集集中力荷載。對(duì)單元?jiǎng)偠染仃嚭秃蛦卧Y(jié)點(diǎn)荷荷載進(jìn)行集成成,并處理邊邊界條件,可可得整體平衡衡方程為 (p)解方程得到結(jié)點(diǎn)位位移,即可通通過(guò)式(f)求得應(yīng)力力。(2)基于成熟度的彈彈性模量和抗抗拉強(qiáng)度的發(fā)發(fā)展公式混凝土的彈性模量量和強(qiáng)度的發(fā)發(fā)展,不僅和和齡期有關(guān),而而且和養(yǎng)護(hù)溫溫度有關(guān)。由由匹配養(yǎng)護(hù)的的結(jié)果可知,試試塊中溫度較較高,導(dǎo)致彈彈性模量和強(qiáng)強(qiáng)度的發(fā)展比比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)要要快得多。而而且試塊內(nèi)不不同位置由于于溫度發(fā)展的的不一致,各各點(diǎn)的彈性模模量和強(qiáng)度不不完全相同。需需要引入時(shí)間間和溫度兩方方面的影響,才才能夠全面反反映混凝土中中彈性模量和和強(qiáng)度的增長(zhǎng)長(zhǎng)情況。根據(jù)據(jù)等效齡期的的概念,采用用基于CEB-FFIP19990模式規(guī)范,早早齡期混凝土土彈性模量發(fā)發(fā)展的公式為為:混凝土抗拉強(qiáng)度發(fā)發(fā)展的公式為為:其中,E28———28天混凝土彈彈性模量t0——初始時(shí)間,混凝土土初凝時(shí)間672—28天的的小時(shí)數(shù)(時(shí)時(shí)間單位為h);s、n——針對(duì)混凝土品種的的參數(shù)。—28天抗拉強(qiáng)度.(3)邊界條件本模擬試塊底面受受地基的約束束,側(cè)壁土體體對(duì)試塊的膨膨脹也有一定定的限制作用用。因此在建建模時(shí),可以以認(rèn)為試塊底底部和側(cè)壁均均有約束,頂頂面無(wú)約束。計(jì)算混凝土的應(yīng)力力場(chǎng),要考慮慮徐變和松弛弛對(duì)應(yīng)力和應(yīng)應(yīng)變的影響。按按照朱伯芳《大大體積混凝土土溫度應(yīng)力與與溫度控制》一一書(shū)中的觀點(diǎn)點(diǎn),對(duì)于在徐徐變條件下泊泊松比為常量量且滿足比例例變形條件的的非均質(zhì)粘彈彈性體,若體體積力為零,外外部邊界給定定位移,部分分邊界外力為為零,則在溫溫度和邊界強(qiáng)強(qiáng)迫位移運(yùn)動(dòng)動(dòng)下,其位移移與彈性體完完全相同,而而任一點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)力可根據(jù)該該點(diǎn)的彈性應(yīng)應(yīng)力確定。在在本模擬試塊塊中,頂部可可以視為外力力為零,底面面和側(cè)壁由于于存在約束,則則近似認(rèn)為位位移為零。因因此,在計(jì)算算中,可以認(rèn)認(rèn)為滿足上述述定理,徐變變和松弛只對(duì)對(duì)應(yīng)力有影響響,可采用松松弛系數(shù)法計(jì)計(jì)算應(yīng)力,而而應(yīng)變與彈性性體應(yīng)變相同同。(4)松弛系數(shù)法圖2-71用松弛法法求解彈性徐徐變應(yīng)力如圖2-71所示示,用松弛系系數(shù)法求解應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變時(shí),把把時(shí)間劃分為為若干個(gè)時(shí)段段:在每個(gè)時(shí)段內(nèi),按按照彈性體計(jì)計(jì)算應(yīng)力,并并得到每個(gè)時(shí)時(shí)段內(nèi)應(yīng)力的的增量由于應(yīng)力松弛影響響,到時(shí)間tt時(shí),松弛后后的應(yīng)力增量量為:這些應(yīng)力增量在圖圖2-71中用陰影表表示,把這些些應(yīng)力增量累累加起來(lái),即即得到時(shí)間tt的應(yīng)力:2.6.4足尺模模型應(yīng)力分析析根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)結(jié)果,最大應(yīng)應(yīng)力出現(xiàn)在足足尺模型的上上表面。圖22-72和圖2-73分別是足尺尺模型上表面面30d和60d的應(yīng)力分布布圖,其中右右下角點(diǎn)是中中心點(diǎn)。從應(yīng)應(yīng)力分布圖中中可以看出,下下表面的頂點(diǎn)點(diǎn)和邊緣處的的應(yīng)力較大。圖2-74~圖2-881顯示了上表表面的四個(gè)點(diǎn)點(diǎn)(A1、D1、I1、C1)和下表面面的四個(gè)點(diǎn)(A5、D5、I5、C5)的拉應(yīng)力力隨時(shí)間變化化規(guī)律。有結(jié)結(jié)果可知,各各點(diǎn)的拉應(yīng)力力均小于混凝凝土的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度,這說(shuō)明明混凝土開(kāi)裂裂的風(fēng)險(xiǎn)很小小,可以不采采取其他抗裂裂措施。圖2-7230dd時(shí)底面的應(yīng)應(yīng)力分布圖2-7360dd時(shí)底面的應(yīng)應(yīng)力分布圖2-74D1點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力圖2-75D5點(diǎn)的應(yīng)力圖2-76I1點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力圖2-77I5點(diǎn)的應(yīng)力圖2-78A1點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力圖2-79A5點(diǎn)的應(yīng)力圖2-80C1點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力圖2-81C5點(diǎn)的應(yīng)力2.7足尺模型試試驗(yàn)與計(jì)算總總結(jié)本試驗(yàn)對(duì)大體積混混凝土試塊60天內(nèi)的溫度度變化進(jìn)行了了監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)測(cè)結(jié)果表明,混混凝土內(nèi)的最最高溫度為64.5℃,絕對(duì)溫升升為41.25℃,混凝土內(nèi)內(nèi)各點(diǎn)的最大大溫差低于30℃。如果正式式底板施工時(shí)時(shí)混凝土入模模溫度為25℃,那么溫升升后混凝土內(nèi)內(nèi)的最高溫度度不會(huì)超過(guò)85℃,且任意兩兩點(diǎn)的最大溫溫差也不會(huì)超超過(guò)30℃。因此,滿滿足設(shè)計(jì)中對(duì)對(duì)于混凝土溫溫度的要求。根據(jù)混凝土的絕熱熱溫升和試塊塊的邊界條件件,進(jìn)行了混混凝土試塊的的溫度場(chǎng)模擬擬,并與實(shí)測(cè)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)對(duì)比,模擬計(jì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)實(shí)測(cè)值符合得得較好。因此此,在實(shí)際底底板施工前,可可以用同樣的的方法對(duì)底板板的溫度場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行數(shù)值模擬擬,以更好的的了解底板中中溫度的變化化情況。本試驗(yàn)對(duì)大體積混混凝土試塊60天內(nèi)的應(yīng)變變變化進(jìn)行了了監(jiān)測(cè),并根根據(jù)混凝土內(nèi)內(nèi)的溫度場(chǎng),對(duì)對(duì)于應(yīng)力應(yīng)變變進(jìn)行了數(shù)值值模擬。根據(jù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)進(jìn)行開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力最大大值出現(xiàn)在混混凝土冷卻過(guò)過(guò)程中的下表表面,且最大大拉應(yīng)力小于于抗拉強(qiáng)度??伎紤]到計(jì)算偏偏于保守,且且實(shí)際底板中中有大量配筋筋,因此可以以認(rèn)定在現(xiàn)有有的配合比、施施工和養(yǎng)護(hù)條條件下,混凝凝土開(kāi)裂的可可能較小,可可以不采取其其他的抗裂措措施。3底板的連續(xù)續(xù)無(wú)縫施工和和測(cè)溫3.1溜槽施工3.1.1溜槽腳手手架搭設(shè)概況況為滿足大體積混凝凝土連續(xù)澆筑筑,現(xiàn)場(chǎng)采用用3排溜槽,由由基坑大環(huán)撐撐北側(cè)首道支支撐開(kāi)始搭設(shè)設(shè),從北向南南按照1:3的坡度延伸伸至基礎(chǔ)底板板上部。整個(gè)個(gè)溜槽架體近近30.0m高,溜槽寬寬度3.2m,呈“人”字形。為了了保證混凝土土澆筑覆蓋整整個(gè)底板,在在兩側(cè)巨型溜溜槽上,設(shè)置置4個(gè)分支溜槽槽,分支溜槽槽末端設(shè)置小小溜槽,并在在溜槽相應(yīng)位位置設(shè)置串筒筒。溜槽布置置圖如圖3-1和3-2所示。圖3-1溜槽腳手架平面布布置圖(平安安金融中心)圖3-2溜槽腳手架架立面布置圖圖(平安金融融中心)3.1.2材料用用量材料用量量統(tǒng)計(jì)表如表表3-1所示。表3-1材料用量量統(tǒng)計(jì)表序號(hào)材料名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1鋼管48×3.5噸116立桿、大橫桿、剪剪刀撐(6米)2鋼管48×3.5噸504米小橫桿3扣件直角個(gè)160004扣件對(duì)接個(gè)66005扣件旋轉(zhuǎn)個(gè)44506木跳板50×250×44000塊4007密目網(wǎng)1.6m×6m張808大眼網(wǎng)3m×6m張3009鐵皮1mm厚m281010木模板18mm厚m266011木方50mm×1000mmm33012串筒組2713力矩扳手個(gè)63.1.3勞動(dòng)力力所需勞動(dòng)動(dòng)力如表3-2所示。表3-2所需勞動(dòng)力力表序號(hào)工種人數(shù)備注1架子工60上崗證2雜工203.1.4溜槽腳腳手架總體布布置溜槽腳手架采用單單立桿3排腳手架,腳腳手架支設(shè)在在上焊500mm長(zhǎng)鋼管的角角鋼支架上,腳腳手架的立桿桿橫距≤1.6m,縱距≤1.6m,橫桿步距≤1.5m,并應(yīng)根據(jù)據(jù)實(shí)際搭設(shè)高高度及荷載情情況進(jìn)行計(jì)算算后確定。主主溜槽腳手架架外立面應(yīng)滿滿打縱向剪刀刀撐,垂直于于溜槽方向每每隔一定間距距(6.4mm)滿打橫向剪剪刀撐。按照照約為1:3的坡度在腳腳手架的中間間一排立桿一一側(cè)的小橫桿桿上搭設(shè)寬度度為500mm的混凝土溜溜槽,在中間間一排立桿的的另一側(cè)的小小橫桿上鋪設(shè)設(shè)木跳板作為為操作臺(tái)和人人行通道。3.1.5腳手架架施工工藝流流程底板的下鐵鋼筋綁綁扎完成→溜槽腳手架架支架放線→溜槽腳手架架支架定位及及焊接→非溜槽腳手手架支架定位位及焊接→焊接通長(zhǎng)[8槽鋼→綁扎中層鋼鋼筋網(wǎng)片→焊接次溜槽槽支架部分的的120×1120×8mmm鋼板片及500mm長(zhǎng)的Φ48×3..5短鋼管→綁扎上鐵鋼鋼筋→搭設(shè)距混凝凝土面高200mm位置的掃地地桿→搭設(shè)溜槽腳腳手架→搭設(shè)木跳板板人行道及防防護(hù)網(wǎng)→搭設(shè)混凝土土溜槽。3.1.6溜槽腳腳手架搭設(shè)構(gòu)構(gòu)造(1)立桿起步立桿長(zhǎng)為6mm和4m(將接頭錯(cuò)錯(cuò)開(kāi)),用對(duì)對(duì)接扣件與焊焊接在溜槽腳腳手架角鋼支支架上的短鋼鋼管連接,以以后能用6m桿的腳手架架均用6m桿;采用對(duì)對(duì)接扣件連接接立桿接頭,同同步內(nèi)相鄰立立桿接頭在高高度方向錯(cuò)開(kāi)開(kāi)的距離不得得小于500mm,立桿必須須沿其軸線搭搭設(shè)到頂,且且超過(guò)溜槽的的行走過(guò)道約約1.4m。(2)大橫桿(縱向水水平桿)大橫桿對(duì)立桿起約約束作用,與與立桿用直角角扣件扣緊,不不得隔步設(shè)置置或遺漏。大大橫桿之間采采用對(duì)接扣件件連接,接頭頭與相鄰立桿桿距離≤500mm。相鄰的兩兩根大橫桿的的接頭均應(yīng)相相互錯(cuò)開(kāi),水水平間距應(yīng)≥500mm,同一排大大橫桿水平偏偏差不大于50mm及L/250。(3)小橫桿(橫向水水平桿)每一主節(jié)點(diǎn)處必須須設(shè)置一根橫橫向水平桿,用用直角扣件扣扣接在立桿上上,在任何情情況下,均不不得拆除作為為基本構(gòu)架結(jié)結(jié)構(gòu)桿件的小小橫桿。(4)掃地桿腳手架須設(shè)置縱、橫橫向掃地桿??v縱向掃地桿采采用直角扣件件固定在距混混凝土面高200mm處的立桿上上;橫向掃地地桿亦應(yīng)采用用直角扣件固固定在緊靠縱縱向掃地桿下下方的立桿上上。(5)剪刀撐該腳手架外側(cè)滿打打剪刀撐,剪剪刀撐立桿與與地面夾角為為45°~60°,剪刀撐鋼鋼管采用搭接接,搭接長(zhǎng)度度不小于1m,其上旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)扣件不少于于2個(gè),剪刀撐斜斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)扣件固定在在與之相交的的橫向水平桿桿的伸出端或或立桿上,旋旋轉(zhuǎn)扣件中心心線至主節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的距離不宜宜大于150mm。垂直于溜槽槽方向每隔6.4m滿打橫向剪剪刀撐。剪刀刀撐斜桿兩端端用旋轉(zhuǎn)扣件件與腳手架的的立桿或大橫橫桿扣緊。(6)豎向構(gòu)造加強(qiáng)a局部立面垂直構(gòu)造造加強(qiáng)(圖33-3)圖3-3局部立面垂直加強(qiáng)強(qiáng)立面示意圖圖b局部立面水水平構(gòu)造加強(qiáng)強(qiáng)(圖3-4)圖3-4第三道撐所所在平面局部部立面水平加加強(qiáng)立面示意意圖(7)局部水平構(gòu)造加加強(qiáng)第三道撐所在平面面部位做水平平構(gòu)造加強(qiáng),如如圖3-5和圖3-6所示。圖3-5第三道撐所所在平面水平平加強(qiáng)層平面面示意圖圖3-6第三道撐所所在平面水平平加強(qiáng)剖面示示意圖 (8)纜風(fēng)繩主溜槽腳腳手架距混凝凝土完成面高高度大于10m位置的溜槽槽串筒下料部部位兩側(cè)按間間距8m、角度為45°對(duì)稱設(shè)置共共計(jì)7道纜風(fēng)繩,如如圖3-6所示。(9)腳手板、擋腳板板和護(hù)攔腳手板采用對(duì)接平平鋪設(shè)置在小小橫桿上,對(duì)對(duì)接處必須設(shè)設(shè)雙根小橫桿桿,小橫桿距距腳手板端頭頭≤150mm;對(duì)接的兩兩塊腳手板腳腳手板懸挑長(zhǎng)長(zhǎng)度之和≤300mm。用8#鉛絲與小橫橫桿(擋腳板板為立桿)綁綁扎牢固,不不得滑動(dòng)。在行人通道外側(cè)設(shè)設(shè)置1.2m高的防護(hù)欄欄桿,在防護(hù)護(hù)欄桿底部設(shè)設(shè)置200mm高的擋腳板板,在防護(hù)欄欄桿上掛密目目網(wǎng)。(10)溜槽角鋼支架的的角鋼墊腳要要與底板下鐵鐵有效固定,溜溜槽支架的角角鋼與底板的的中層鋼筋網(wǎng)網(wǎng)焊接,在縱縱橫向把每個(gè)個(gè)溜槽角鋼支支架焊接起來(lái)來(lái),使溜槽角角鋼支架形成成一個(gè)整體。焊焊接在角鋼支支架上的短鋼鋼管時(shí),要保保證鋼管的垂垂直。(11)腳手架與鋼柱平平行的部位,腳腳手架與鋼柱柱設(shè)置水平拉拉接,如圖33-7和3-8所示。圖3-7腳手架抱柱示意圖圖圖3-8腳手架抱環(huán)環(huán)撐立面示意意圖(12)串筒設(shè)置為了保證溜槽內(nèi)混混凝土下落時(shí)時(shí)自由高度滿滿足要求,不不產(chǎn)生離析等等不利現(xiàn)象,在在溜槽相應(yīng)的的落灰孔處設(shè)設(shè)置串筒,串串筒搭設(shè)時(shí)將將串筒頂部掛掛件固定在溜溜槽底面的腳腳手架上,澆澆筑過(guò)程中每每退8m拆換一次,現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)溜槽槽配置兩套串串筒。串筒底底部用活動(dòng)小小溜槽配合澆澆筑,串筒和和小溜槽設(shè)置置詳見(jiàn)下圖小小溜槽及串筒筒大樣圖。圖3-9活動(dòng)小溜溜槽圖3-10串筒漏漏斗詳圖3.1.7溜槽腳手手架的搭設(shè)施施工(1)溜槽角鋼支架布布置①主溜槽角鋼支架布布置4500mm厚底底板處上鐵支支撐采用立桿桿L90×6,直接支撐撐上鐵最下層層鋼筋的橫桿桿采用[8通長(zhǎng)布置,另另一方向采用用L50×5。支撐的縱縱橫向間距為為1600m,組成一榀榀支撐架。在支撐中部按照設(shè)設(shè)計(jì)要求設(shè)置置中層鋼筋網(wǎng)網(wǎng)片,中層鋼鋼筋網(wǎng)片平鋪鋪在廢鋼筋組組成的平面內(nèi)內(nèi),如圖3-11所示。沿沿縱向在整個(gè)個(gè)支撐體系的的中間設(shè)一道道L50×5,并再用L50×5做交叉斜撐撐與底部立桿桿端頭焊接。每每?jī)砷伍g間用L50×5設(shè)十字形構(gòu)構(gòu)造支撐,縱縱橫向均需要要布置。立桿桿底部設(shè)置長(zhǎng)長(zhǎng)350mmmL90××6角鋼墊腳。圖3-11中層鋼筋筋網(wǎng)片鋪設(shè)圖圖②次溜槽角鋼支架布布置次溜槽最高高度僅僅為8.9m,荷載與28m高架體比較較相對(duì)較小,假假設(shè)以附件計(jì)計(jì)算書(shū)1.8中得到鋼管管架總重除以以2再加上各項(xiàng)項(xiàng)荷載,即4.7/22+0.411+0.699+8.966=12.441kN,計(jì)算得到到角鋼軸力設(shè)設(shè)計(jì)值F=12..41+122+7.1668=31..6KN,為避免現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋支架架與溜槽角鋼鋼支架定位造造成的混亂,充充分利用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)已有的鋼筋筋支架放線后后定出現(xiàn)場(chǎng)焊焊接鋼管位置置作為次溜槽槽的起始步,計(jì)計(jì)算得,弱軸軸Y0-Y0的QUOTE,QUOTE0.355,N/QUOTE=31.66*10000/(0.3555*816)=109.11N/mm2<205N/mm2滿足要求。(2)腳手架底部鋼管管焊接在立桿角鋼頂部焊焊接一塊120×1120×8mmm的鋼板,在在鋼板上垂直直焊接一段長(zhǎng)長(zhǎng)500mm的Φ48×3..5鋼管。鋼管管焊接在鋼板板上時(shí),焊縫縫的焊腳尺寸寸不小于3mm。溜槽腳手手架與溜槽角角鋼支撐連接接圖如圖3--12和3-13所示示。圖3-12溜槽腳腳手架與溜槽槽角鋼支架連連接圖圖3-13溜槽腳手手架與溜槽角角鋼支架連接接實(shí)例圖(3)溜槽腳手架的搭搭設(shè)施工①按照立桿橫距1..6m,立桿縱距1.6m,橫桿步距1.5m在腳手架底底部鋼管上開(kāi)開(kāi)始搭設(shè)溜槽槽腳手架,溜溜槽立面定位位如圖3-22所示。②沿主溜槽腳手架外外立面滿打縱縱向剪刀撐,垂垂直于溜槽方方向每隔6.4m滿打橫向剪剪刀撐。如圖圖3-4所示。③主溜槽距混凝土完完成面高度大大于10m溜槽串筒下下料部位兩側(cè)側(cè)位置按間距距8m、角度為45°對(duì)稱設(shè)置共共計(jì)7道纜風(fēng)繩。如如圖3-6所示。④搭設(shè)木跳板人行道道及防護(hù)網(wǎng)。搭搭設(shè)腳手架完完畢后,在中中間一排立桿桿另一側(cè)的小小橫桿上鋪設(shè)設(shè)木跳板形成成行人通道,人人行道上垂直直于人行道縱縱向每隔400mm釘防滑木條條,人行道兩兩側(cè)設(shè)置200mm高的踢腳板板,設(shè)置1.2m高欄桿,在在欄桿上掛密密目網(wǎng),溜槽槽下方掛大眼眼網(wǎng)。⑤搭設(shè)混凝土溜槽。按設(shè)計(jì)坡度及設(shè)計(jì)標(biāo)高要求,首先在靠近中間一排立桿的小橫桿上鋪50mm×100mm木方,注意木方應(yīng)按高度為100mm布置。木方用鐵絲綁扎在小橫桿上并用鐵釘釘住鐵絲共同固定木方,在木方上面用內(nèi)釘鐵皮的木模板組成500mm寬的溜槽,并把溜槽與小橫桿每隔750mm設(shè)置一道鉛絲網(wǎng)將溜槽與溜槽腳手架固定。為防止混凝土砂漿從木模接縫處泄漏,在溜槽內(nèi)襯薄鐵皮,鐵皮與溜槽用鉛絲或拉鉚釘每隔1m綁扎一道固定在一

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