大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

【摘 要】本文根據(jù)北同蒲取直線工程DK157+788.03跨京原鐵路特大橋的施工實踐，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟性、可靠性等方面對墩臺施工進行了比選，并重點介紹了大體積混凝土的施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫控制；冷卻管；溫度收縮效應(yīng)；配合比設(shè)計

一、工程概況

（1）概述。DK157+788.03跨京原鐵路特大橋為雙線橋，線間距4.4m～5.12m，各橋墩線間距24，32m不等，位于-2.8‰，-12.7‰坡道及R=2800的曲線上。（2）工程地質(zhì)及水文。濕陷性黃土層，2m以內(nèi)具有濕陷性，新黃土，黃褐色，具有垂直節(jié)理及大孔隙。6m以內(nèi)無水。

二、大體積混凝土裂縫成因分析

混凝土結(jié)構(gòu)的宏觀裂縫產(chǎn)生的主要原因是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當此應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工中受到的變形應(yīng)力主要有溫度與收縮應(yīng)力。

三、大體積混凝土控制溫度收縮裂縫的技術(shù)措施

為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度等方面全面考慮，結(jié)合實際采取措施。（1）大體積混凝土配合比設(shè)計。第一，混凝土用原材料的選擇。一是選用中低水化熱的水泥。選用鼎新水泥廠生產(chǎn)的P.O42.5R粉煤灰水泥，該水泥屬于低水化熱品種的水泥。二是提高水泥標號以減少水泥用量。三是在選擇骨料時，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。四是砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應(yīng)適當放寬石粉或細粉含量，這樣不僅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密實性、耐久性和抗裂性。砂子中石粉比例一般在15%～18%之間為宜。五是高效減水劑的使用對減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學、熱學、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土向高性能化發(fā)展的不可或缺的重要組分。第二，大體積混凝土配合比的設(shè)計優(yōu)化。運用三摻技術(shù)減少單位混凝土絕對用水量和水泥用量，為減少水泥用量，降低混凝土內(nèi)水化熱，混凝土中加入一定數(shù)量II級粉煤灰、減水劑和膨脹劑，改善混凝土的和易性與可泵性，延緩凝結(jié)時間，減慢水泥水化熱的釋放速度，推遲和降低混凝土體內(nèi)溫度峰值。在滿足可泵性及混凝土強度的條件下，盡可能降低砂率，減少坍落度，降低單位體積水泥用量，經(jīng)過多次試配最后確定。（2）施工過程控制。第一，循環(huán)冷卻水管的設(shè)置。由于混凝土體積大，施工過程中聚集水化熱大，內(nèi)外散熱不均勻和內(nèi)外約束不一致，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導致裂縫產(chǎn)生，埋下了嚴重的質(zhì)量隱患。因此，在大體積混凝土內(nèi)設(shè)置循環(huán)冷卻水管是大體積混凝土降溫的主要關(guān)鍵措施。根據(jù)設(shè)計要求，冷卻管采用φ32mm的標準鑄鐵水管，管與管之間的連接采用與之配套的接頭。冷卻管在埋設(shè)和澆筑混凝土的過程中，接頭部分應(yīng)采用膠帶纏裹，以防漏水，使用完畢后灌漿封孔，出露部分應(yīng)割除。第二，澆筑過程控制。一是選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣進行預(yù)冷，或?qū)橇线M行覆蓋或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬，運輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)避陽設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。二是加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，實行信息化控制，隨時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內(nèi)，及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。第三，大體積混凝土養(yǎng)護。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意避免暴曬，注意保濕，冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。

四、結(jié)語

大體積砼施工是一個系統(tǒng)工程，不僅要有技術(shù)措施，而且還要有組織措施和管理措施，為保證施工處于受控狀態(tài)，澆筑時應(yīng)建立由施工、監(jiān)理、甲方等多方共同組成的現(xiàn)場質(zhì)量保證體系機構(gòu)，對保證混凝土的澆筑質(zhì)量和連續(xù)施工有很好的作用；后期的監(jiān)測、養(yǎng)護最為關(guān)鍵，一定要在時間、人員、材料、設(shè)備予以保證。本工程現(xiàn)已竣工投產(chǎn)，除表面有一些細微裂縫外，未出現(xiàn)任何貫穿性的影響結(jié)構(gòu)的裂縫。摻加較高比例的粉煤灰以及加入一定比例的減水劑、抗裂增強型膨脹劑是十分必要的，不僅提高混凝土的性能，而且使大面積底板混凝土的連續(xù)施工成功，保證了施工質(zhì)量。

參 考 文 獻

[1]江正榮，朱國梁編著.簡明施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002

[2]DK157+788.03跨京原鐵路特大橋施工設(shè)計圖.北同蒲應(yīng)原施橋

-01.2006