某主橋承臺(tái)基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度裂縫控制

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摘要：溫度裂縫是橋梁承臺(tái)大體積混凝土澆筑后常見(jiàn)的質(zhì)量通病，會(huì)降低承臺(tái)基礎(chǔ)的承載能力，降低混凝土的耐久性，造成橋梁的安全隱患。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了控制大體積混凝土溫度裂縫的施工措施，相信能給相關(guān)的工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：承臺(tái)；大體積；混凝土；裂縫；溫度控制

在橋梁施工中，大體積承臺(tái)混凝土施工具有極為重要的作用。而大體積混凝土因溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的整體性、耐水性和安全性，是橋梁結(jié)構(gòu)的一個(gè)大隱患。因此，必須要嚴(yán)格控制混凝土澆筑的施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)與溫度的監(jiān)測(cè)，從而保證施工安全和工程質(zhì)量，提高工作效率，節(jié)約施工成本，保證經(jīng)濟(jì)效益。

一、工程概況

某主橋27#墩承臺(tái)為矩形承臺(tái)，采用C35混凝土，尺寸為14.0m×10.1m×3.0m，封底厚1.7m，屬于大體積混凝土，一次澆筑成型。為了確保承臺(tái)結(jié)構(gòu)大體積混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土施工過(guò)程中，對(duì)混凝土配合料原材的選擇、設(shè)計(jì)配合比、混凝土的攪拌、混凝土溫度應(yīng)力及澆筑內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)等過(guò)程采取了一系列的技術(shù)措施，使砼內(nèi)部最高溫度、表面約束及砼內(nèi)表溫差得到有效控制，防止砼溫度裂縫的發(fā)展及形成，保證混凝土質(zhì)量、使用壽命和運(yùn)行安全。

二、混凝土質(zhì)量控制

1.砼原材配合料選擇

（1）水泥要選用低水化熱和含堿量偏低的硅酸鹽水泥。水泥應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175）標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)等級(jí)要求，盡可能避免使用早強(qiáng)水泥、磨細(xì)水泥和C3A含量高的水泥，以便改善混凝土的抗裂性能。

（2）配合比中添加的礦物摻和料要特別重視燒失量、水量比、細(xì)度等關(guān)鍵指標(biāo)，各項(xiàng)性能指標(biāo)要穩(wěn)定、組分要均勻。

（3）原材骨料要選擇級(jí)配良好、吸水率低、孔隙小、潔凈、質(zhì)地均勻、粒形堅(jiān)固的骨料原材，這樣可以減少用水量，減少混凝土的收縮。骨料應(yīng)符合國(guó)標(biāo)《建筑用砂》（GB/T14684）和《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685）的技術(shù)要求。選擇料場(chǎng)時(shí)必須對(duì)骨料進(jìn)行潛在活性的檢測(cè)，不得采用可能發(fā)生堿骨料反應(yīng)的活性骨料。砂、石中的含泥量要嚴(yán)格控制，如果骨料中含泥量偏多，就增加混凝土的收縮變形，使混凝土的抗拉強(qiáng)度降低，對(duì)混凝土的質(zhì)量控制不利。

（4）為提高混凝土和易性，減水劑要優(yōu)先使用聚羧酸類的高效減水劑，可有效降低單方混凝土用水量。減水劑進(jìn)場(chǎng)后必須按要求進(jìn)行勻質(zhì)性檢驗(yàn)，并在使用前對(duì)混凝土適應(yīng)性進(jìn)行試驗(yàn)，質(zhì)量應(yīng)符合《聚羧酸系高性能減水劑》（JG/T223）要求。

2.配合比的優(yōu)化

（1）保證砼工作性及強(qiáng)度條件下，盡可能減少漿體率及膠凝材料用量，以提高砼體積的抗裂性和體積穩(wěn)定性，膠材總量確定情況下最大限度地減小水泥用量，降低水化熱，把集料所占的比例相應(yīng)增加，以提高混凝土抗?jié)B、防裂性，摻入適量的礦物摻合料，提高砼的的性能。

（2）控制用水量，優(yōu)化水膠比，控制砼耐久性一個(gè)重要指標(biāo)就是把控好每立方砼的最大用水量，控制好每立方砼的最大用水量比控制最大水膠比更為有利，控制最大用水量更能解決砼中漿體過(guò)多引起的水化熱增加及收縮等負(fù)面影響。

（3）高效減水劑及礦物摻和料雙摻。礦物摻和料具有改善砼拌合物施工性能；改善砼中細(xì)微顆粒級(jí)配；改善膠凝材料組分等功能，且漿體和界面的致密性的提高、抵抗環(huán)境中化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力的提高、因混凝土內(nèi)部水泥水化熱產(chǎn)生溫升的降低等也有依賴于礦物摻和料，高效減水劑及礦物摻和料雙摻共同作用可以起到密實(shí)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)、延緩水化熱、減少水泥用量及用水量、提高砼抗裂性，使砼強(qiáng)度、耐久性得到改善。

（4）延長(zhǎng)混凝土緩凝時(shí)間以推遲并削弱溫峰，承臺(tái)混凝土實(shí)驗(yàn)室緩凝時(shí)間可延長(zhǎng)至30～35h，減小混凝土放熱速率。

3.混凝土澆注

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況預(yù)先確定澆筑順序和方向，防止?jié)蹭仧o(wú)序，振搗無(wú)方。分層布料控制在30cm的厚度?；炷涟韬臀锏恼駬v，振動(dòng)棒垂直插入，快插慢拔，上一層砼振搗時(shí)振搗器需插入下層10～20cm，保證下層在初凝前再進(jìn)行一次振搗。振搗時(shí)插點(diǎn)均勻，成行或交錯(cuò)式前進(jìn)，不能漏振，也不能過(guò)振，不能用振搗棒橫拖趕動(dòng)砼拌和物，防止造成離下料口遠(yuǎn)處砂漿過(guò)多而產(chǎn)生砼開(kāi)裂。

三、混凝土最高溫度控制

根據(jù)本工程的實(shí)際情況及橋涵施工技術(shù)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，采用施工溫控標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 混凝土施工溫控標(biāo)準(zhǔn)單位：℃

1.砼澆筑的入模溫度控制

砼裂縫的控制首先要控制砼澆筑的入模溫度。同樣的砼，入模溫度高的升溫值比入模溫度低的砼的升溫值大許多。

澆筑溫度主要受砼配合料溫度及環(huán)境氣溫等影響。而砼配合料中的砂、石、水的溫度直接受環(huán)境氣溫高低影響，在膠材溫度一定的情況下砼澆筑時(shí)的入模溫度主要取決于環(huán)境溫度，因此選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間段進(jìn)行混凝土澆筑尤為關(guān)鍵，澆筑砼宜在氣溫較低時(shí)進(jìn)行，但在低溫天氣施工混凝土的入模溫度應(yīng)不低于5℃，高溫季節(jié)施工如果澆筑溫度超出控制要求，則應(yīng)采取必要措施把原材料溫度來(lái)降下來(lái)或選擇夜間施工，以便降低砼澆筑入模溫度。

2.冷卻水管的使用與控制

冷卻水管采用Φ40×2.5mm、具有一定強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能好的鐵皮管制作，彎管部分采用冷彎工藝。管與管之間通過(guò)黑色橡膠管緊密連接，承臺(tái)布置2層2套冷卻水管，每套冷卻水管長(zhǎng)度不超過(guò)150m，每層都有進(jìn)水口和出水口，上下層交錯(cuò)布置；水管水平管間距80cm，垂直管間距100cm，距離混凝土表面/側(cè)面80～105cm（水管布置示意圖見(jiàn)附圖1、2）。

采用直取淡水做冷卻水，準(zhǔn)備2臺(tái)10kw水泵，并至少留有一臺(tái)備用泵。用分水器將各層各套水管集中分出，分水器設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的獨(dú)立水閥及流量計(jì)以控制各套水管冷卻水流量；設(shè)置一定數(shù)量的減壓閥以控制后期通水速率。

砼澆筑前必須對(duì)冷卻水管進(jìn)行不少于半個(gè)小時(shí)的加壓通水試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)了解水流量大小是否合適，如果發(fā)現(xiàn)管道有漏水、阻水現(xiàn)象要及時(shí)檢查整改，確保管道暢通不漏水，施工過(guò)程中應(yīng)避免混凝土直接落到冷卻水管上，嚴(yán)禁施工人員踩踏水管，冷卻水管養(yǎng)生完成停止循環(huán)水冷卻后，采用空氣壓縮機(jī)把水管內(nèi)殘余水用高壓氣體壓出并吹干冷卻水管，然后用空氣壓縮機(jī)壓注水泥漿把冷卻水管注滿并封閉水管。

圖1 冷卻水管立面布置示意圖

圖2 雙層交錯(cuò)冷卻管平面布置示意圖

3.混凝土通水冷卻要求

混凝土覆蓋第一層冷卻水管后即開(kāi)始通水，水流量宜在一半左右，進(jìn)出水溫差≤10℃；澆筑完成后升溫期間冷卻水即通到最大水流量，進(jìn)出水溫差≤10℃；降溫期根據(jù)測(cè)溫結(jié)果降低水流量，確保降溫速率≤2.0℃/d（降溫初期≤2.5℃/d）、進(jìn)出水溫差≤10℃）；當(dāng)砼內(nèi)部最高溫度≤40℃，且最大內(nèi)表溫差≤20℃可停水冷卻通水。

4 合理安排施工進(jìn)度

施工進(jìn)度對(duì)大體積混凝土的溫度的變化影響非常明顯。特別應(yīng)該注意的是分次、分層澆筑的間歇時(shí)間。在分次當(dāng)中，若間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)延

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