大體積混凝土承臺施工溫度控制措施

鄧國慶 宋兵兵

（中交二航局第四工程有限公司，安徽省 蕪湖市 241007）

大體積混凝土承臺施工溫度控制措施

鄧國慶 宋兵兵

（中交二航局第四工程有限公司，安徽省 蕪湖市 241007）

通過對陸水河特大橋主墩承臺大體積混凝土施工的介紹，著重闡述和總結(jié)了大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)，就如何保證混凝土質(zhì)量和控制溫度裂縫，提出了具體的施工措施。陸水河特大橋主墩承臺于2014年10月13日澆筑完畢，混凝土強(qiáng)度及外觀質(zhì)量均達(dá)到了施工技術(shù)規(guī)范及圖紙設(shè)計要求，尤其在溫度裂縫控制方面達(dá)到了預(yù)期的良好效果，得到了業(yè)主、總承包及監(jiān)理單位的一致認(rèn)可。

大體積混凝土 施工 水化熱 溫度裂縫

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大體積混凝土在結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用越來越廣泛，施工中的大體積混凝土溫度裂縫問題日益突出，并成為具有相當(dāng)普遍性的問題。大體積混凝土由于水泥水化過程中產(chǎn)生大量的水化熱，澆筑完成的混凝土從初凝開始，內(nèi)部溫度急劇上升（至峰值）致使混凝土體積膨脹，此時混凝土彈性模量很小，升溫引起受基礎(chǔ)約束的膨脹變形產(chǎn)生的壓應(yīng)力很小。但在溫度峰值下降，混凝土開始收縮變形，此時混凝土彈性模量比較大，溫度降低引起受基礎(chǔ)約束的變形會產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土被拉裂產(chǎn)生裂縫，裂縫將對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度的危害；在混凝土內(nèi)部溫度較高時，外部環(huán)境溫度較低或氣溫驟降期間，內(nèi)外溫差過大也會在混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而使承臺出現(xiàn)表面裂縫。因此，為避免承臺施工過程中出現(xiàn)有害裂縫，必須采取必要措施降低水化熱。為保證混凝土施工質(zhì)量，避免產(chǎn)生溫度裂縫，確保大橋的使用壽命和運(yùn)行安全，針對承臺大體積混凝土制定確保承臺施工的溫控實(shí)施措施。

2 工程概況

武深高速嘉通段陸水河特大橋位于赤壁市附近，橋長1728m。橋跨布置為3 ×（4×30）+5×30+（2×40+45）+（88+160+88）+5×（5×30）m，全橋共11聯(lián)，主跨為88+160+88m變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁。

主橋為整體式承臺基礎(chǔ)，承臺尺寸為14.7×14.7×4m，共4個，每個承臺配9根直徑為2.2m的鉆孔灌注樁，樁基均按摩擦樁設(shè)計。承臺砼采用C30混凝土，一次性澆筑成型，單個承臺的混凝土方量為864.4m3。

主橋主墩立面布置圖

主橋主墩平面布置圖

3 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

承臺混凝土不產(chǎn)生有害溫度裂縫的溫控標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容如下：

（1）混凝土各層澆筑溫度，控制在不高于28oC以內(nèi)。

（2）混凝土內(nèi)部最高溫度不大于75oC。

（3）混凝土內(nèi)表溫差不超過20oC。

（4）控制混凝土在澆筑溫度的基礎(chǔ)上，C30混凝土最大水化熱溫升不超過35oC。

（5）混凝土最大降溫速率不應(yīng)大于2oC /d。

4 溫度控制措施

4.1 常規(guī)控制措施

為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，需加強(qiáng)混凝土施工每一個環(huán)節(jié)的控制，要求施工現(xiàn)場配合溫控人員從混凝土的拌和、泵送、澆筑、振搗到養(yǎng)護(hù)、保溫整個過程實(shí)行有效監(jiān)控。混凝土施工必須嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T F50-2011）進(jìn)行，并應(yīng)特別注意以下方面：

（1）混凝土拌制配料前，各種衡器應(yīng)進(jìn)行專業(yè)計量標(biāo)定，稱料誤差應(yīng)符合規(guī)范要求；及時檢測粗、細(xì)集料的含水率，隨時調(diào)整材料用量及水用量，確保配合比嚴(yán)格，混凝土均勻。

（2）要求混凝土卸料高度低，堆積高度低，有多個溜槽下料，杜絕混凝土離析。

（3）混凝土按規(guī)定厚度、順序和方向分層布料，振搗密實(shí)，不宜漏振或過振，分層布料厚度不宜超過0.3m。

（4）澆筑完畢后，在頂面混凝土初凝前，必須進(jìn)行二次抹面以減少沉縮裂縫的發(fā)生。

4.2 混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計

承臺屬于大體積混凝土，合理選擇混凝土原材料，選擇級配良好的砂、石料、性能優(yōu)良的緩凝高效減水劑，控制水灰比，降低水泥用量，是控制混凝土內(nèi)部水化熱溫升的重要環(huán)節(jié)。因此，必須進(jìn)行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計。

混凝土配合比設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

（1）承臺混凝土強(qiáng)度等級C30。

（2）為保證混凝土的均勻密實(shí)性，承臺混凝土坍落度控制在16～20cm，初凝時間為20h。

（3）通過水泥、粉煤灰的摻入，充分發(fā)揮級配效應(yīng)和復(fù)合效應(yīng)，降低水化熱。根據(jù)以上原則，經(jīng)過多組混凝土試配，施工擬采用的配合比如下：

C30混凝土施工配合比

水泥 粉煤灰 水 砂 碎石 外加劑P.O 42.5 Ⅱ級灰 陸水河 中砂 4.75～31.5mm 武港院LN-SP 312 78 156 740 1064 3.9

5 承臺混凝土溫控施工

5.1 嚴(yán)格控制澆筑溫度不超過限值?；炷脸鰯嚢铏C(jī)后，經(jīng)運(yùn)輸、平倉、振搗過程后，距離表面5-10cm處的溫度為混凝土澆筑溫度。

（1）水泥使用前應(yīng)充分冷卻，確保施工時水泥溫度≤50oC。

（2）搭設(shè)遮陽棚，堆高骨料、底層取料、用水噴淋骨料，從而降低骨料溫度。

（3）避免模板和新澆筑混凝土受陽光直射，入模前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫不得超過規(guī)范要求。為此，應(yīng)合理安排工期，盡量采用夜間澆筑。

（4）當(dāng)氣溫高于入倉溫度時，應(yīng)加快運(yùn)輸和入倉速度，減少混凝土在泵送和澆筑過程中的溫度回升，混凝土輸送管外用草袋遮陽，并經(jīng)常灑水。

（5）混凝土升溫階段，為降低最高溫升，應(yīng)對模板及混凝土表面進(jìn)行冷卻。

5.2 冷卻水管的使用與控制

（1）冷卻水管使用前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗，防止管道漏水、阻水。

（2）混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后開始通水，各層混凝土溫度峰值過后立即停止通水，通水流量符合設(shè)計及規(guī)范要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)出水溫溫差大于10oC時，應(yīng)加大通水流量，從而提高冷卻效果。

（3）應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)出水溫度，在保證冷卻水管進(jìn)水溫度與混凝土內(nèi)部最高溫度之差不超過20℃條件下，盡量使進(jìn)水溫度最低。

為保證冷卻水的初期降溫效果，施工準(zhǔn)備時，確立專人負(fù)責(zé)開啟和關(guān)閉閥門，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況優(yōu)化冷卻水管的管路布置，合理選擇水泵，并配備檢修人員，準(zhǔn)備1～2臺備用水泵。若管路出現(xiàn)故障應(yīng)及時排除，保證冷卻系統(tǒng)正常工作。

6 結(jié)語

大體積混凝土施工控制混凝土水化熱，避免混凝土開裂十分重要。本橋通過采用冷卻技術(shù)，把施工溫度控制在設(shè)計要求內(nèi)，有效的防止了溫度裂縫，為大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量提供了有利保證。它操作簡單，成本低，可運(yùn)用到其他大體積混凝土施工中。

[1]中化人民共國行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn). JTJ/T F50-2011公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范[s].北京：人民交通出版社.2011

[2]李政.主墩承臺大體積混凝土施工溫度控制[J]．中南公路工程，2004(2): 125-127．

[3]陶建飛，宋偉明，張國志.蘇通大橋主墩承臺超大體積混凝土施工[J]．施工技術(shù)，2005(12):54-57．

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1007–6344（2015）01–0001–01