談鐵路客專(zhuān)大體積混凝土施工控制技術(shù)

董海洋

(河北建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北保定 071051)

談鐵路客專(zhuān)大體積混凝土施工控制技術(shù)

董海洋

(河北建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北保定 071051)

當(dāng)前大體積混凝土施工已成為路橋項(xiàng)目的重要技術(shù)控制環(huán)節(jié)，本文對(duì)作者在石武鐵路客專(zhuān)承臺(tái)施工中關(guān)于大體積混凝土的處理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述。重點(diǎn)介紹了施工中大體積混凝土承臺(tái)施工的控制技術(shù)，提出了合理的施工工藝和詳細(xì)的處理方法，為類(lèi)似大體積承臺(tái)施工提供技術(shù)參考。

大體積混凝土；控制；降溫

大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸等于或大于1m；或易由溫度應(yīng)力引起裂縫的混凝土，都屬于大體積混凝土[2]。按驗(yàn)標(biāo)要求石武鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)SZ-2標(biāo)段大橋、特大橋承臺(tái)均屬于大體積混凝土，必須制訂專(zhuān)門(mén)的施工方案，用以控制好混凝土的施工質(zhì)量。

1 施工準(zhǔn)備工作

1.1 材料選擇

水泥：考慮到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過(guò)早期混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，因此確定采用水化熱比較低的普通硅酸鹽水泥，通過(guò)摻加合適的外加劑改善混凝土的性能。

粗骨料：采用粒徑較大、含泥量不大于1%的三種級(jí)配（5～10mm、10～20mm、

16.5 ～30mm）的碎石配制混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高；同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

細(xì)骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

粉煤灰：混凝土的澆筑方式為泵送，同時(shí)高性能混凝土要求摻加適量的粉煤灰，以改善混凝土的和易性和提高耐久性。我標(biāo)段承臺(tái)墩身混凝土中粉煤灰取代水泥的用量為30%。大大降低了混凝土的水化熱，改善了混凝土的和易性。

外加劑：通過(guò)分析比較及過(guò)去在其它工程上的使用經(jīng)驗(yàn)，混凝土確定采用減水劑，摻量為1%。減水劑可降低水化熱峰值，對(duì)混凝土收縮有補(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。

1.2 混凝土配合比

混凝土采用在拌和站集中拌和，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及技術(shù)要求，提前做好混凝土試配；粉煤灰采用外摻法時(shí)僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況，以滿(mǎn)足施工的要求。

2 大體積混凝土溫度要求

基礎(chǔ)混凝土芯部的溫升高峰值一般在混凝土澆筑后3d左右產(chǎn)生，以后趨于穩(wěn)定不再升溫，并且開(kāi)始逐步降溫。規(guī)范規(guī)定，對(duì)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測(cè)定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫度控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，承臺(tái)、墩身混凝土內(nèi)部最高溫度不宜超過(guò)65℃，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度溫之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于15℃[2]。本工程設(shè)計(jì)無(wú)具體要求，即按規(guī)范執(zhí)行。表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 大體積混凝土的降溫措施

3.1 降低砼入模溫度

高溫季節(jié)施工時(shí)，對(duì)骨料搭設(shè)遮陽(yáng)棚并灑水，必要時(shí)在拌和水中加冰塊降低水溫，確保砼入模溫度不高于外界氣溫且不超過(guò)30℃。

3.2 選擇合適的砼澆注時(shí)間

高溫季節(jié)澆注砼時(shí)，砼澆注時(shí)間宜選擇在晚上氣溫較低的時(shí)間進(jìn)行澆注，砼澆注之前在承臺(tái)模板外側(cè)灑水，以降低模板溫度。

3.3 布設(shè)冷卻管

當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度超過(guò)65℃或內(nèi)外溫差超過(guò)15℃時(shí)，可在承臺(tái)內(nèi)部設(shè)置冷卻管，通過(guò)不斷循環(huán)冷水來(lái)吸收砼中的熱量。

冷卻管布設(shè)層數(shù)可根據(jù)承臺(tái)的不同厚度進(jìn)行確定，在距承臺(tái)上、下50～60cm各布設(shè)一層，對(duì)于厚度2.0m、2.5m的承臺(tái)在中心布設(shè)1層降溫管，厚度3m、3.5m的承臺(tái)布設(shè)2層，層與層的間距為1～1.2m，降溫管呈“弓”形布置，每層水平間距1.2m左右，具體可根據(jù)承臺(tái)的尺寸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

冷卻管使用前先進(jìn)行試水，試水在砼澆注到冷卻管標(biāo)高后立即進(jìn)行，冷卻水與砼的溫差不宜超過(guò)15℃。

澆注開(kāi)始即開(kāi)始冷水循環(huán)降溫，持續(xù)10～15天，混凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫溫差要控制在15℃內(nèi)，以免因溫差和混凝土收縮產(chǎn)生裂縫；

澆注起至通水結(jié)束由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，每隔6～8小時(shí)測(cè)量一次進(jìn)、出水口的水溫，根據(jù)水溫的變化，確定最終通水的時(shí)間和水的流速，冷卻水管進(jìn)出口每24小時(shí)互換一次；并應(yīng)做好相關(guān)記錄，以備查驗(yàn)總結(jié)。

冷卻水管網(wǎng)通水結(jié)束后立即灌注C30水泥漿封孔。

4 混凝土的澆筑

混凝土一次澆筑成型，為了保證混凝土的密實(shí)性和均勻性，采取如下澆注順序：首先澆注承臺(tái)墩身預(yù)埋鋼筋位置處，然后澆注兩側(cè)；混凝土澆注時(shí)按30cm厚度分層澆注，振動(dòng)棒與模板保持5～10cm間距，防止因其振動(dòng)而擾動(dòng)模板。振動(dòng)棒的搗固深度不超過(guò)棒長(zhǎng)的2/3～3/4倍，振動(dòng)時(shí)要快插慢拔，緩緩向上提拔振動(dòng)棒，避免產(chǎn)生孔洞，搗實(shí)均勻，減少砼表面氣泡。振動(dòng)棒插入下層砼中5～10cm，水平移動(dòng)間距不超過(guò)振動(dòng)棒作用半徑的1.5倍。對(duì)每一個(gè)振搗部位，震動(dòng)到該部位砼密實(shí)為止，即砼不再冒出氣泡也不下沉，表面出現(xiàn)平坦泛漿。

由于混凝土坍落度比較大，會(huì)在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。

5 混凝土測(cè)溫

混凝土澆筑時(shí)應(yīng)設(shè)專(zhuān)人配合預(yù)埋測(cè)溫元件。測(cè)溫線(xiàn)的長(zhǎng)度根據(jù)基礎(chǔ)的尺寸確定，每個(gè)承臺(tái)預(yù)埋3根測(cè)溫線(xiàn)。測(cè)溫線(xiàn)沿承臺(tái)中心線(xiàn)進(jìn)行預(yù)埋，分別位于距承臺(tái)頂面5cm、中心、距承臺(tái)底面5cm處，預(yù)埋時(shí)測(cè)溫元件要與鋼筋綁扎牢固，以免移位或損壞。測(cè)溫線(xiàn)上端用膠帶做上標(biāo)記，便于區(qū)分深度。測(cè)溫線(xiàn)用塑料帶罩好，綁扎牢固，不準(zhǔn)將測(cè)溫端頭受潮。

配備專(zhuān)職測(cè)溫人員，對(duì)測(cè)溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測(cè)溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，按時(shí)測(cè)溫，不得遺漏或弄虛作假。測(cè)溫記錄要填寫(xiě)清楚、整潔，換班時(shí)要進(jìn)行交底。

測(cè)溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，混凝土澆筑完3d以?xún)?nèi)，每間隔6～8h測(cè)溫一次，3d～7d每6h測(cè)溫一次，7天以后每間隔12h測(cè)溫一次，10d以后可每天測(cè)溫一次，持續(xù)測(cè)溫至混凝土內(nèi)部溫度與環(huán)境溫度基本一致，并經(jīng)技術(shù)部門(mén)同意后方可停止測(cè)溫。

6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫，先在混凝土表面覆蓋二層草席，然后在上面覆一層塑料薄膜。若混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)15℃，則需對(duì)混凝土外部進(jìn)行包裹，以減少表層溫度的損失。包裹材料采用棉被和篷布，包裹厚度可根據(jù)表層溫度情況確定。

新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進(jìn)行保溫保養(yǎng)，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)可避免草席因吸水受潮而降溫保溫性能。

墩身插筋部位是保溫的難點(diǎn)，要特別注意蓋嚴(yán)，防止造成溫差較大或受凍。

停止測(cè)溫的部位經(jīng)技術(shù)部門(mén)和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后，可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉,使混凝土散熱?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜小于28天。

結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土的施工控制技術(shù)重點(diǎn)在于溫度控制，盡最大可能降低混凝土核心內(nèi)部的溫度，保證混凝土表面和內(nèi)部溫差小于允許值，通過(guò)精心的施工準(zhǔn)備，采取了以上一系列合理有效的技術(shù)控制措施，在石武鐵路客專(zhuān)特大橋承臺(tái)大體積混凝土施工中，取得了很好的效果和優(yōu)良的質(zhì)量，避免了溫度應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)。

[1]TB10752-2010《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》,中國(guó)鐵道出版社.

[2]TB10424-2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》,中國(guó)鐵道出版社.

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1007-6344（2016）02-0209-01