大體積混凝土澆注施工技術(shù)探討

【摘要】近些年，我國經(jīng)濟實力不斷提高，對基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度的不斷加大，我國的大型、特大型工程日益增多，大體積混凝土工程也越來越多。因此，本文分析某特大橋錨跨大體積混凝土澆注中的技術(shù)方案，為控制大體積混凝土澆筑過程中不開裂提供一點參考意見。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；施工技術(shù)；開裂；控制

前言

某特大橋主橋為獨塔自錨式懸索橋，主纜錨固于錨跨混凝土中，錨跨在設(shè)計中除考慮其承受巨大水平力外，還考慮其需承受較大的上拔力。因此在主纜的錨固位置北滘岸錨跨的中心梁高由3.5m漸變至7.5m，再由7.5m漸變至2.0m與引橋順暢，考慮到主纜錨固所占空間，半幅橋橋?qū)捰?3.25m漸變至29.25m，由此增加恒載自重以抵抗主纜所產(chǎn)生的上拔力，和順岸錨跨的中心梁高由3.5m漸變至6.0m，再由6.0m漸變至2.0m與引橋順暢，考慮到主纜錨固所占空間，半幅橋橋?qū)捰?3.25m漸變至29.25m，由此增加恒載自重以抵抗主纜所產(chǎn)生的上拔力，錨跨混凝土均采用C50高標號混凝土，主纜錨固位置混凝土均為大體積混凝土實體，保證主纜錨固處高標號大體積混凝土不開裂是本橋施工的關(guān)鍵。

1、造成大體積混凝土裂縫的原因

在大體積混凝土施工過程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放熱反應(yīng)，大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能，因此其內(nèi)部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多，而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中，內(nèi)部降溫速度又比其表層慢得多，在這些過程中，混凝土各部分的熱漲冷縮及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力，是相當復(fù)雜的。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。

因此，控制混凝土澆筑塊體因水泥水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫（包括混凝土收縮裂縫）是施工技術(shù)的關(guān)鍵問題。

2、大體積混凝土的防裂措施

2.1優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計，減少水化熱

混凝土水化熱主要由水泥水化反應(yīng)過程產(chǎn)生熱量形成，錨區(qū)處混凝土為C50標號，在配合比設(shè)計時，既要保證混凝土強度達到要求，又要控制水泥用量不能過大，盡量降低混凝土水化熱，在水泥品種選擇時選用水化熱最低水泥，同時摻入了一定用量的優(yōu)質(zhì)礦渣、粉煤灰代替水泥用量以降低水化熱，減水劑選用緩凝高效減水劑，有效延緩水化熱峰值出現(xiàn)，具體原材料選用如下：

（1）降低水化熱，同時保證混凝土強度?；炷僚浜媳戎心z結(jié)材料總量不大于550kg/m3，水泥用量350kg/m3左右，水膠比不大于0.37。

（2）摻入Ⅰ級粉煤灰取代水泥，粉煤灰摻量不大于15%，同時摻入一定量的礦渣，進一步降低水化熱，提高混凝土和易性。

（3）為使早期混凝土保持良好的溫度傳遞梯度，同時保證混凝土各澆筑面的正常，初凝時間在12～16小時。

（4）采用具有減水、保塑、緩凝、泵送等復(fù)合功能的緩凝高小減水劑KJ-5RL。

（5）粗骨料采用5～25mm連續(xù)級配體積穩(wěn)定的碎石。其壓碎值<10%，含泥量<1.0%，針片狀<10%。

（6）采用Ⅱ區(qū)中砂，細度模數(shù)控制在2.6～2.9之間，含泥量嚴格控制在1%以內(nèi)。

混凝土配合比由商品混凝土公司按要求提供后，經(jīng)聯(lián)合項目部、總監(jiān)辦試驗室、市質(zhì)監(jiān)站各方作平衡試驗，經(jīng)各方試驗合格確認后才能用于施工，澆注混凝土時，商品混凝土供應(yīng)廠家將試驗配合比換算成施工混凝土配合比，施工方和監(jiān)理方將派人在混凝土廠家察看，檢查砂、石、水泥溫度、坍落度以及配合比的落實情況。

2.2施工過程中嚴格控制混凝土澆筑與振搗質(zhì)量

混凝土澆注盡量選擇在晚上進行，混凝土砂、石料入倉前均需不斷灑水降溫，混凝土運輸車的車鼓盡量選用白色，利用反射原理減少吸熱量，同時經(jīng)常將車鼓淋水以降低車鼓溫度，混凝土到達施工現(xiàn)場后采用汽車泵泵送，盡量減少輸送管道受陽光照射引起混凝土升溫。

錨區(qū)、錨室混凝土，特別是第一層混凝土，澆注高度大，錨座鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道構(gòu)造復(fù)雜，無法下去人，甚至連振搗器都插不下去，要保證澆注密實是有相當大的難度，要采取多項措施來保證。

（1）防止混凝土離拆。因為第一層混凝土高度達3.6m左右，混凝土從上往下傾倒下，象經(jīng)過幾層篩子過濾一樣才流入到下面，很容易造成離拆，水泥漿與骨料分家，從上至下，選擇適當?shù)奈恢么禂噤摻铑A(yù)留幾個孔，安裝混凝土串筒或塑料軟管將混凝土送到下面，待混凝土逐步上升，再電焊預(yù)留孔的鋼筋補強處理。

（2）防止漏振。振動方法主要是采用插入式振搗器振搗，底模板強大，剛度大，安裝附著式振搗器不起作用，在外側(cè)模和內(nèi)模安附著式的振搗器有可能導(dǎo)致模板變形、跑模，影響混凝土的外形尺寸，要采用型鋼加固外側(cè)模、內(nèi)模骨架來固定牢固，來保證混凝土外表的密實度。

（3）控制混凝土的澆注速度，不能太快，澆注速度要均勻，入模太快，很容易造成漏振現(xiàn)象，要分層澆注，每層厚度在40cm～50cm。混凝土運輸泵的泵送操作必須與澆注前臺的指揮人員密切配合，前臺指揮人員能做到隨叫隨停，能夠有效地控制混凝土的泵送。

2.3設(shè)置后澆帶，并妥善處理施工縫

在平面上分塊的部位，都留后澆帶，后澆帶長度約100cm左右。后澆帶內(nèi)普通構(gòu)造鋼筋連續(xù)，還適當增加鋼筋予以加強，裝木模板隔離，待主體老混凝土達到5Mpa強度時鑿毛處理，待主體混凝土達到設(shè)計強度60%時，估計48h時，澆注后澆帶微膨脹混凝土，在混凝土中摻入微膨脹劑，使凈膨脹量大于0.01%以上，在當日溫最低時進行完成，后澆帶混凝土厚度在箱內(nèi)可加厚5cm，不會影響外表美觀，不使后澆帶部位成為整個結(jié)構(gòu)的薄弱處。

立面上分層都按施工縫處理，在混凝土表面強度達到5Mpa時開始鑿毛，并用高水沖洗干凈。在應(yīng)力變化的大部位，如箱梁腹板與頂板相交轉(zhuǎn)角處，也適當增加一點構(gòu)造鋼筋來補充加強。并在外側(cè)腹板鑿毛時，留2cm高不鑿，保證外腹板與翼緣新老混凝土接縫不顯接頭印子，外表光滑美觀。

2.4預(yù)埋冷卻水管

北滘岸錨跨及和順岸錨跨實體部份混凝土均埋設(shè)冷卻水管，冷卻水管采用蛇形布置，水管間距1.0×1.0m，水管采用直徑4.8cm，管壁厚2.5mm的鋼管。安裝水管時，應(yīng)注意檢查水管和接頭質(zhì)量，對光通視檢查是否堵塞。安裝完畢后，應(yīng)及時壓水檢查，如發(fā)現(xiàn)漏水，及時處理。混凝土澆注完畢開始初凝后開始通水，供水水源采用深水井水，通水流量約1.0m3/h，通水時間持續(xù)7天，通水期間對通水流量及水溫每2小時監(jiān)測一次。通水時要加強管理，避免出現(xiàn)堵管、斷水現(xiàn)象，冷卻完畢后水管內(nèi)入C40水泥漿封填。

2.5其它措施：

1）盡量量減少混凝土運輸時間、候卸時間和卸料時間，為避免交通阻塞，應(yīng)選擇交通流量較小的時間段；

2）根據(jù)監(jiān)測溫度以指導(dǎo)溫控和養(yǎng)護工作，保證混凝土內(nèi)部平均溫度與混凝土外部溫差不超過25℃；

3）混凝土澆注完畢開始初凝后即覆蓋塑料薄膜及濕麻包袋，保證混凝土表面始終保持潤濕狀態(tài)；

綜上所述，大體積混凝土固化過程中產(chǎn)生較大的溫度和收縮應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，因此做好大體積混凝土施工技術(shù)研究，有助于控制整個項目的施工質(zhì)量。在某特大橋項目中的運用，取得了預(yù)期的效果，較好的控制了裂縫的產(chǎn)生。