高速公路橋梁承臺大體積混凝土施工技術(shù)

王冠凱

（河北路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊050011）

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，橋梁工程建設(shè)事業(yè)也在突飛猛進(jìn)，越來越多的大跨度橋梁不斷出現(xiàn)。隨著橋梁跨度的增大，橋梁結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)、橋墩、承臺等構(gòu)件的體積也相應(yīng)增大。橋梁承臺作為橋梁承重構(gòu)件的重要支撐結(jié)構(gòu)，隨著大跨度橋梁的出現(xiàn)而出現(xiàn)于大體積混凝土施工中。

對于承臺的大體積混凝土施工來說，鑒于其體積大、結(jié)構(gòu)厚而且鋼筋多等特點，對承臺混凝土強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性及溫度控制等也提出更高要求。因此對于承臺的大體積混凝土施工，加強(qiáng)對混凝土施工質(zhì)量控制對于整個橋梁今后的使用和安全起著重要的作用，否則很容易出現(xiàn)混凝土開裂等問題，從而使得大體積混凝土構(gòu)件更容易受到侵蝕。因此在橋梁工程大體積混凝土的施工過程中，加強(qiáng)裂縫控制具有非常重要的意義。

1 工程概況

某高速公路特大橋的主橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。橋梁截面的總寬度為28m，橋梁中央設(shè)置有1m 的凈寬分隔帶。引橋部分也同樣為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。橋梁主墩涉及大體積混凝土承臺施工。承臺的具體尺寸為18.2m×13.2m×6m。混凝土的強(qiáng)度等級為C30，一共需要消耗混凝土1 442.34m3。

2 承臺大體積混凝土的施工方案

在大體積混凝土承臺施工中，應(yīng)做好混凝土的溫度控制，且確保一次澆筑完成。通常情況下，承臺混凝土應(yīng)進(jìn)行水平分層澆筑，每層厚度一般控制為30cm，考慮到冷水管位置的布置情況，本工程承臺共分20 層進(jìn)行澆筑?；炷恋臐仓?yīng)按照從下到上、從西到東的順序進(jìn)行。此外在進(jìn)行冷卻水管的布置時，應(yīng)將水平和垂直間距均控制為1m。本承臺中一共需要布置4 層冷卻水管，水管所采用的材料為直徑45mm、壁厚3mm的無縫鋼管。兩節(jié)鋼管之間應(yīng)采用帶筋塑料軟管加以連接。

3 配合比設(shè)計

當(dāng)進(jìn)行大體積混凝土配合比設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮力學(xué)混凝土性能指標(biāo)和耐久性以及大體積承臺混凝土的抗裂要求。本工程采用的水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，同時采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰和高效能外加劑作為提高承臺抗裂性能的主要技術(shù)措施。通過這幾種材料配合比的合理設(shè)計可以有效地提高混凝土的和易性和施工性能。

混凝土的主要技術(shù)指標(biāo)：本工程所使用的混凝土初凝時間為11～15h，終凝時間為15～18h；坍落度，混凝土靜置1h后，損失達(dá)到20mm。表1所示為混凝土的物理力學(xué)性能和極限拉伸值。表2所示為混凝土的干縮指標(biāo)。經(jīng)過碳化試驗，本工程混凝土滿足抗碳化性能，同時混凝土可泵性良好。

表1 混凝土的物理力學(xué)性能和極限拉伸值

表2 混凝土的干縮指標(biāo)

4 溫度控制措施

大體積混凝土施工的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是混凝土溫度控制，這是降低混凝土開裂的關(guān)鍵。

4.1 混凝土穩(wěn)定性控制的主要內(nèi)容

（1）控制混凝土原材料的穩(wěn)定性和入模溫度，確保滿足要求。

（2）控制基礎(chǔ)溫差，以避免混凝土出現(xiàn)貫穿性裂縫。

（3）控制混凝土的內(nèi)外溫差，以避免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

（4）控制混凝土層間溫差，以避免混凝土層間出現(xiàn)裂縫。

（5）控制混凝土的內(nèi)部溫度，確保內(nèi)部溫度均勻，從而降低混凝土的溫度梯度，并將其控制在允許的范圍之內(nèi)。

4.2 混凝土溫度控制措施

（1）原材料的溫度控制

溫度控制的一項重要措施為控制混凝土拌和物的出機(jī)溫度，主要是通過降低混凝土原材料的溫度以實現(xiàn)控制出機(jī)溫度的目的。

①在水中加入冰塊進(jìn)行循環(huán)，以降低水溫，本工程水溫達(dá)到9℃左右，一般每隔2h進(jìn)行一次水溫測量。

②由于混凝土混合料中骨料所占比例較大，比熱又小，對混凝土出機(jī)溫度的影響較大，因此控制出機(jī)溫度的一個有效措施就是降低骨料溫度，具體方法為設(shè)置遮陽蓬，降低太陽對骨料的照射，同時在混合料拌和之前，對骨料噴灑適量的冰水以降低溫度，一般每2h測量一次骨料溫度。

（2）混凝土澆筑溫度控制措施

當(dāng)采取多種降溫措施所得到的低溫混凝土拌制完成之后，要及時將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，中途盡量減少運輸?shù)穆烦毯捅盟痛螖?shù)，從而減小溫度的回升。當(dāng)混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，均應(yīng)對每車混凝土的溫度和坍落度進(jìn)行檢測，如果不能滿足要求，不得入泵。本工程根據(jù)混凝土澆筑體積量安排2臺輸送泵，以保證混凝土澆筑進(jìn)度滿足施工要求，同時為了防止意外，還應(yīng)配1臺備用輸送泵。輸送泵的管泵應(yīng)合理布置，并覆蓋麻袋，同時澆水保濕，從而減少太陽輻射，降低溫度。

在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管（如圖1所示）以有效降低混凝土內(nèi)部溫度。當(dāng)進(jìn)行循環(huán)水管的安裝時，應(yīng)注意檢查水管和接頭的質(zhì)量。水管安裝完成之后，應(yīng)進(jìn)行壓水檢查，一旦發(fā)現(xiàn)漏水問題，應(yīng)及時處理。冷卻水的溫度應(yīng)根據(jù)混凝土的溫度進(jìn)行控制，一般情況下水溫與混凝土之間的溫差應(yīng)控制在22℃以內(nèi)。在混凝土覆蓋層澆筑完成6～16h 后，即可使冷卻水管通水，或者在監(jiān)測到混凝土升溫時開始通水。一般情況下，通水的持續(xù)時間應(yīng)控制為15d。通水期間，應(yīng)對混凝土內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測。

圖1 承臺冷卻水管布置平面圖（單位：cm）

混凝土溫度冷卻處理過程可分三期進(jìn)行。

第一期：在混凝土澆筑完成之后，通過在冷卻水管中通水使混凝土降溫。第一期冷卻完成之后使混凝土內(nèi)外的溫差控制在25℃以內(nèi)。

第二期：通過交替通水從而將混凝土的溫度降低到最終溫度。

第三期：混凝土溫度冷卻完成之后，應(yīng)對冷卻管進(jìn)行同混凝土強(qiáng)度的水泥壓漿處理。

（3）表面保護(hù)

為了預(yù)防太陽暴曬和風(fēng)吹影響，應(yīng)在承臺頂面進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。另外，對于長時間暴露在外的混凝土，應(yīng)進(jìn)行覆蓋。為了有效控制混凝土的最高溫度，應(yīng)將覆蓋材料緊貼表面。

5 混凝土的養(yǎng)生處理

在大體積混凝土施工過程中，混凝土養(yǎng)生是另一重點任務(wù)。養(yǎng)生的主要工作是將混凝土溫度保持在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)，從而有效控制混凝土的內(nèi)外溫差，促使混凝土順利完成強(qiáng)度的生成以及裂縫的發(fā)展。

當(dāng)混凝土澆筑完成之后，應(yīng)在混凝土頂面覆蓋一層養(yǎng)護(hù)膜，并加蓋一層麻袋以有效保持水分和溫度穩(wěn)定。在養(yǎng)護(hù)期間，前7d 是關(guān)鍵期，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行灑水保濕。當(dāng)然，整個養(yǎng)護(hù)期內(nèi)都應(yīng)保持混凝土表面濕潤。

6 結(jié)語

隨著橋梁跨度的增大，橋梁結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)、橋墩、承臺等構(gòu)件的體積也相應(yīng)增大。在大體積混凝土施工過程中，倘若施工處理不當(dāng)則會造成混凝土開裂，嚴(yán)重時更會造成混凝土構(gòu)件受到侵蝕。對于承臺大體積混凝土施工來說，其水化熱相當(dāng)大，必須對其采取合理的溫控措施來控制其水化熱。本文結(jié)合某橋梁大體積承臺施工，對工程承臺混凝土采取水平分層澆筑的措施。考慮到冷水管的布置情況，本工程承臺一共分成20 層進(jìn)行澆筑且將每層厚度控制為30cm，同時本承臺中一共布置4層冷卻水管。工程實施效果表明，本工程所采取的技術(shù)措施適用于大體積承臺施工，可為類似工程提供借鑒。

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