临海复杂地质大体积地下混凝土结构裂缝控制技术

论文摘要

临海大体积地下混凝土结构所处的外界环境以及地质条件比陆地复杂的多。拟建场地原为海滩，后经人工粉煤灰填海形成陆地，因位置的缘故，结构长期沉浸在Cl-—Ca2+型地下海水中，由于砂质地基渗透性大和潮汐引起水位的变化，建筑物一直受到海水的冲刷，裂缝引起钢筋的锈蚀问题显得尤为突出；粉煤灰与砂质地基持力层软弱，易发生流砂现象，引起竖向承载力不足，整体稳定性差；为提高承载力，在基础下密集打桩，造成对大体积混凝土结构约束大，结构容易产生裂缝；裂缝开裂后，腐蚀性的地下水会对钢筋不利，影响结构寿命。综上，在临海复杂地质条件下大体积地下混凝土裂缝问题显得颇为重要。这是本课题研究的意义所在。本课题无论是设计、技术还是施工都采取一些先进的措施预防混凝土裂缝的开裂，包括地基处理，保护层厚度，原材料的合理选择，优化配合比，设置后浇带、膨胀加强带，设置旋喷桩止水帷幕，地下海水的集中处理，掺加粉煤灰、矿粉代替部分水泥，添加膨胀剂、高性能防水剂，添加阻锈剂防止钢筋的锈蚀，处理桩基对混凝土凝结固化的约束，降低边界约束条件，加强养护减小外界环境对结构的影响等综合因素控制临海复杂地质大体积地下混凝土结构裂缝。本课题还通过计算机实时测温控制温差，并通过MIDAS/civil有限元分析软件对临海复杂地质条件下地下大体积混凝土结构进行模拟，预测最大温度应力区域。综合以上裂缝控制措施，结果表明：裂缝控制措施至关重要的因素是最大限度减少水泥用量，降低水化热；其次，合理处理地基，避免潮汐变化对结构的冲刷，控制海水的渗透，氯离子的入侵；再次，避免外界大气温差对大体积混凝土裂缝的影响。本课题中，通过对太原路固体废弃物中转车间地下大体积混凝土筏板基础的现场施工及研究，在控制临海复杂地质大体积地下混凝土裂缝的过程中，要统筹设计、技术与经济三方面的要求，即在满足技术上可行性的要求的同时，研究更好地裂缝控制措施，提高混凝土结构耐久性，降低二次维修和加固的费用，并总结出一套适用于临海粉煤灰吹填区复杂地质大体积混凝土结构的裂缝控制措施，对以后大体积混凝土结构以及其他类似的土木工程建筑的施工有借鉴价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 临海复杂地质大体积地下混凝土裂缝控制的研究现状
• 1.2.1 大体积混凝土的定义及特点
• 1.2.2 大体积混凝土裂缝的概念
• 1.2.3 大体积混凝土裂缝的种类
• 1.3 临海复杂地质大体积地下混凝土结构裂缝产生的原因
• 1.3.1 荷载作用
• 1.3.2 混凝土自身性质
• 1.3.3 水泥水化热
• 1.3.4 氯离子的侵蚀
• 1.3.5 桩基约束
• 1.3.6 地下水的作用
• 1.4 裂缝的危害
• 1.5 本课题研究内容和方法
• 第2章 大体积地下混凝土裂缝早期控制计算
• 2.1 温度应力计算
• 2.1.1 水化热绝热温升计算
• 2.1.2 各龄期混凝土收缩变形值
• 2.1.3 混凝土当量温差
• 2.1.4 混凝土弹性模量
• 2.1.5 混凝土收缩应力
• 2.2 设计控制措施
• 2.2.1 结构设计合理
• 2.2.2 科学配筋
• 2.3 本章小结
• 第3章 临海复杂地质大体积混凝土裂缝控制实例
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 项目说明
• 3.1.2 临海复杂地质、气候条件
• 3.2 裂缝控制措施
• 3.2.1 原材料的选择
• 3.2.2 双掺法
• 3.2.3 阻止氯离子的侵蚀
• 3.2.4 设置膨胀加强带、后浇带
• 3.2.5 YL 多功能高效外加剂
• 3.2.6 降低基础边界约束
• 3.2.7 确定配合比
• 3.2.8 养护措施
• 3.2.9 实时测温
• 3.2.10 泌水处理
• 3.2.11 地下水的处理
• 3.2.12 地基处理
• 3.3 本章小结
• 第4章 临海复杂地质大体积地下混凝土有限元分析
• 4.1 大体积混凝土有限元模型参数的选取
• 4.1.1 模型的选取（1/6 结构）
• 4.1.2 模拟分析材料热特征值
• 4.1.3 MIDAS 建立的有限元模型及有限元划分
• 4.2 大体积混凝土有限元求解
• 4.3 大体积混凝土有限元结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢