錨碇大體積混凝土低溫期施工技術(shù)研究

（中交二公局第二工程有限公司，陜西西安 710000）

當(dāng)前，大體積混凝土施工廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程和工業(yè)生產(chǎn)等多方面的領(lǐng)域，包括在水工構(gòu)筑物中大體積混凝土壩體施工、高層建筑中主要基礎(chǔ)行駛筏板的施工、橋梁工程中橋墩承臺(tái)的施工等。以上工程中混凝土結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)難度大、施工技術(shù)水平要求高，由于構(gòu)造物體積較為龐大，使用的水泥用量較大，產(chǎn)生的水泥水化熱量較高，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的熱量急劇升高，形成混凝土內(nèi)部和外部的較大溫差，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)體的表面形成裂縫。

基于內(nèi)外溫差導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原理和機(jī)制，施工單位應(yīng)控制混凝內(nèi)外溫差范圍。施工單位須研究大體積混凝土結(jié)構(gòu)體的內(nèi)外溫度應(yīng)力情況，在研究理論的基礎(chǔ)上，實(shí)施嚴(yán)格的抗裂施工技術(shù)與施工管理制度。

1 工程概況

陽(yáng)寶山特大橋黃平側(cè)錨碇位于貴州省東部，是貫通貴陽(yáng)至黃平的主要交通要道，陽(yáng)寶山特大橋黃平側(cè)錨碇大體積混凝土即將進(jìn)行澆筑，時(shí)值冬季，未來(lái)1個(gè)多月均為低溫天氣（平均氣溫≤8 ℃）。混凝土防寒保溫、控制內(nèi)表溫差難度較大，且一次澆筑方量較大，須預(yù)留后澆帶，混凝土內(nèi)部溫升、內(nèi)表溫差的控制難度更大。為控制混凝土內(nèi)部溫度發(fā)展、避免產(chǎn)生有害溫度裂縫影響工程質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況采取有效的現(xiàn)場(chǎng)溫控措施。

2 原材料溫度控制

提前準(zhǔn)備澆筑的所有材料，包括水泥、粉煤灰、減水劑等，檢測(cè)施工材料是否符合施工要求與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范指出氣溫≥-5 ℃可保證混凝土入模溫度，不受凍。

貴定縣年平均最低氣溫為2 ℃，混凝土受凍可能性較小，混凝土原材料溫度無(wú)須進(jìn)行特別控制。若遭遇極端嚴(yán)寒天氣（氣溫＜-5 ℃），應(yīng)采取相應(yīng)措施，提高各原材料溫度。

（1）采用熱水（40 ℃±5 ℃）拌制混凝土。

（2）攪拌站原材料儲(chǔ)罐包裹保溫防寒被。

（4）防止混凝土在運(yùn)輸過程中受凍，運(yùn)輸車罐體覆蓋黑色棉篷布、土工布、保溫防寒被等，以減少混凝土的熱量損失，確?；炷寥肽囟雀哂谝?guī)定溫度。

3 大體積混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）大體積混凝土的內(nèi)部最高溫度應(yīng)控制在75 ℃以內(nèi)，內(nèi)外部溫差應(yīng)控制在25 ℃以內(nèi)。

（2）在分層澆筑的施工過程中，對(duì)下層已澆混凝土與上層新澆混凝土的溫差應(yīng)控制在20 ℃以內(nèi)。

（3）氣溫較低的溫度條件有利于大體積混凝土的澆筑作業(yè)，混凝土的入模溫度須控制在5 ℃以上。

（4）為混凝土內(nèi)部的高熱量進(jìn)行循環(huán)水冷卻時(shí)，循環(huán)水的水溫和混凝土內(nèi)部的溫差應(yīng)控制在20 ℃以內(nèi)，循環(huán)水的進(jìn)出口水溫差應(yīng)控制在10 ℃以內(nèi)。為混凝土進(jìn)行頂面蓄水保溫的養(yǎng)護(hù)作業(yè)時(shí)，使用冷卻水管降溫水溫度與混凝土表面溫度的溫差應(yīng)控制在15 ℃以內(nèi)。

4 大體積混凝土低溫期澆筑控制

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）鋼筋保護(hù)層是否達(dá)標(biāo)，保溫層厚度≥3 cm，給每個(gè)進(jìn)水口標(biāo)號(hào)，水管是否漏水，冷卻水管確保進(jìn)行不短于0.5 h的加壓通水試驗(yàn)，實(shí)時(shí)了解和預(yù)防管道的漏水和阻水等情況，如已發(fā)生漏水和阻水等情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，確保施工順利進(jìn)行[1]。

（2）檢測(cè)循環(huán)水能否正常循環(huán)，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)的泵車擺放位置是否在最佳位置，檢查模板是否牢固。在混凝土澆筑前對(duì)接觸基巖面進(jìn)行充分潤(rùn)濕，避免基巖吸水導(dǎo)致混凝土塑性收縮?？紤]基巖會(huì)大量吸收混凝土中的水，會(huì)影響混凝土的水化，進(jìn)而影響混凝土強(qiáng)度。

（3）評(píng)估是否需要軟化基巖，白洋橋利用霧炮機(jī)進(jìn)行類似處理。

4.2 混凝土澆筑

（1）澆筑順序。按照“由四周向中心布料，四周高于中部”原則。為了促進(jìn)混凝土的均勻分布，應(yīng)加強(qiáng)邊角處的振搗，避免由于距離過長(zhǎng)導(dǎo)致膠凝材料漿體堆積在錨碇四周，使溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力持續(xù)升高，增加混凝土的開裂產(chǎn)生。為了促進(jìn)混凝土的均勻分布，在邊角處的振搗應(yīng)保持下料高度在2 m以內(nèi)，布料點(diǎn)間距控制在4 m左右。若發(fā)現(xiàn)大面積泌水、浮漿，應(yīng)立即人工清除、泥漿泵抽走，厚度應(yīng)控制在30 cm以內(nèi)。

（2）布料事項(xiàng)。為避免趕料導(dǎo)致砂漿富集的情況，混凝土的下料高度不應(yīng)超過2 m，布料點(diǎn)間距不能超過4 m。若發(fā)現(xiàn)大面積泌水、浮漿，應(yīng)立即人工清除、泥漿泵抽走，清漿是常規(guī)的處理方式，浮漿大量存在會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的勻質(zhì)性。

（3）澆筑事項(xiàng)。厚度應(yīng)控制在30 cm以內(nèi)，縮短層間間隔時(shí)間，確保在下層混凝土未起殼、結(jié)皮，可充分塑化之前完成上層混凝土的覆蓋澆筑。

（4）注意事項(xiàng)。觀察坍落度的變化情況，及時(shí)與實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行溝通調(diào)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室人員為準(zhǔn)，不得隨意調(diào)整坍落度，應(yīng)及時(shí)糾正振搗的方法，保證澆筑順序。

（5）振搗要求。振搗棒應(yīng)保持垂直角度插入，振搗深度以超過每層接觸面深度為宜，保持均勻的插點(diǎn)，按照快插慢拔的振搗頻率，交錯(cuò)式、成行式的規(guī)律前進(jìn)，避免振搗過度或振搗遺漏。振搗時(shí)應(yīng)在下層初凝前及時(shí)進(jìn)行，不可拖行振搗棒，會(huì)導(dǎo)致下料口遠(yuǎn)處的砂漿堆積過厚產(chǎn)生開裂[2]。

4.3 混凝土溫度監(jiān)測(cè)

混凝土施工在低溫期間會(huì)形成混凝土內(nèi)外溫差過大的情況，應(yīng)將內(nèi)外溫差控制在避免開裂的范圍內(nèi)，需要在混凝土的內(nèi)部埋設(shè)傳感器，對(duì)混凝土的內(nèi)部溫度進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，對(duì)混凝土進(jìn)行保溫處理。

測(cè)溫點(diǎn)的位置應(yīng)具有科學(xué)的規(guī)劃布局，包括埋置在混凝土的底部、中部和表面，頂部和底部應(yīng)保留5 cm的邊緣距離，垂直測(cè)點(diǎn)間距通常在50～80 cm間。平面的埋置需要保留50 cm的邊緣距離，平面測(cè)點(diǎn)間距通常在5 cm左右。

錨碇混凝土澆筑測(cè)溫點(diǎn)需要沿澆筑高度，保留頂部和底部邊緣的5 cm空間，測(cè)量中間垂直測(cè)點(diǎn)間距為70 cm；平面測(cè)點(diǎn)埋置應(yīng)保持在每層垂直測(cè)點(diǎn)對(duì)稱的半軸位置上，保留距離邊緣50 cm的空間，中間點(diǎn)間距保持為3 m。在水平尺寸不足3 m的位置進(jìn)行測(cè)溫點(diǎn)的埋置，具體的埋置情況應(yīng)根據(jù)實(shí)際的形狀和尺寸進(jìn)行調(diào)整，并增設(shè)2處環(huán)境測(cè)溫點(diǎn)。

平面布置圖如圖1所示。

圖1 平面原則布置圖

混凝土初凝時(shí)，不同頻率的測(cè)點(diǎn)開始采集混凝土內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息，具體采集方法：

第1～5 d以每2 h采集一次的頻率進(jìn)行，第6～7 d之間以每4 h采集一次的頻率進(jìn)行，第8～15 d之間以每6 h采集一次的頻率進(jìn)行，共進(jìn)行15 d的連續(xù)監(jiān)測(cè)。15 d監(jiān)測(cè)后可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行間隔12～24 h的跟蹤監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的結(jié)束時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況自行決定。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）通水要求：澆筑結(jié)束后，及時(shí)督促現(xiàn)場(chǎng)打開所有水管并檢查表面是否滲水，若有滲水應(yīng)及時(shí)關(guān)閉，待初凝后在打開觀察。

（2）保溫養(yǎng)護(hù)要求：澆筑完成后，表面及時(shí)覆蓋塑料薄膜，架立筋上覆蓋土工布待初凝后，直接覆蓋塑料薄膜面上。兩側(cè)可根據(jù)溫度要求，判斷是否覆蓋，如果溫度過低表面可覆蓋棉被保溫。

（3）鑿毛要求：分層面混凝土澆筑和初凝后，需要及時(shí)進(jìn)行鑿毛處理。鑿毛過程中，應(yīng)分塊鑿毛，已經(jīng)完成鑿毛的分層面應(yīng)繼續(xù)覆蓋養(yǎng)生，鑿毛后覆蓋薄膜+保溫被，養(yǎng)護(hù)至上層澆筑為止。

（4）永久暴露面：邊收面邊覆蓋塑料薄膜，初凝后覆蓋保溫層，養(yǎng)護(hù)時(shí)間大于14 d（后期暴露面的注意事項(xiàng)）。

（5）拆模要求：5 d之內(nèi)不松模、不拆模，拆模時(shí)應(yīng)再次確認(rèn)混凝土的內(nèi)表溫差控制在15 ℃以內(nèi)，混凝土表面與氣溫的溫度差控制在15 ℃以內(nèi)。

拆模時(shí)，需要在白天中溫度較高的時(shí)間段進(jìn)行，避免在夜間或氣溫條件較差的情況下拆模，在拆模時(shí)進(jìn)行保溫保濕的覆蓋養(yǎng)護(hù)。

（6）后期水管灌漿要求：水管灌漿應(yīng)在冷卻水管停止循環(huán)和養(yǎng)生后，通過空壓機(jī)對(duì)水管內(nèi)部殘余水壓進(jìn)行清理，再通過壓漿機(jī)將強(qiáng)度為30 MPa以上的微膨脹水泥漿注入水管中，封閉水管管路。

封閉不宜過早，應(yīng)結(jié)合溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定混凝土內(nèi)部溫度、內(nèi)表溫差完全可控，方可封閉水管[3]。

（7）灑水要求：在溫度較高時(shí)，灑熱水或循環(huán)熱水。

（8）測(cè)溫元件保護(hù)：施工時(shí)注意對(duì)測(cè)溫元件進(jìn)行保護(hù)，應(yīng)焊接30 mm×30 mm×3 mm以上的等邊角鋼，避免混凝土直接砸落在測(cè)溫線上。進(jìn)行電焊、拆模等工序時(shí)，應(yīng)注意對(duì)測(cè)溫線的保護(hù)，沒有溫控組的指令不可中斷監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)大體積錨碇施工中的工期、地域、溫度和成本等影響因素進(jìn)行分析，對(duì)低溫期施工的施工風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)管控的施工細(xì)節(jié)進(jìn)行論述，包括對(duì)原材料質(zhì)量、混凝土拌和質(zhì)量、運(yùn)輸效率、澆筑質(zhì)量、溫度控制等方面的施工技術(shù)進(jìn)行展開討論。為同類型的施工項(xiàng)目和施工技術(shù)提供更多的參考意見，提升大體積混凝土低溫期施工質(zhì)量。