淺析橋墩大體積混凝土施工技術

師百壘

（楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100）

大體積混凝土施工中，水泥水化引起混凝土結構的內外溫差劇烈變化，由此產生較大的溫度應力，導致混凝土產生裂縫。裂縫會影響結構的正常使用和耐久性，因此，在大體積混凝土施工中，如何控制砼溫度，防止裂縫產生就成為施工成敗的重要因素。

1 工程概況

京滬高速鐵路黃河大橋位于濟南市，主橋橋墩處于黃河主河道里，主橋設計為京滬高速鐵路二車道和太青鐵路二車道，橋墩承臺為長方體，承臺平面尺寸為34 m×13 m，承臺高度為5 m，承臺需要混凝土量為2 210 m3，混凝土用量大，若大體積承臺的施工和養護不當，會造成承臺混凝土內外溫度差高，產生溫度裂縫，易引起質量事故。

2 施工措施

2.1 一般措施

摻加高效減水劑和粉煤灰，降低水泥用量和用水量，減少水化熱。粗骨料選用5～31.5 mm碎石，可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少。細骨料采用細度模數在3.15左右的中粗砂，可使每立方米混凝土減少用水量20～25 kg，水泥也相應地減少28～35 kg，從而降低混凝土的干縮。京滬高速鐵路設計為高性能砼，為解決施工中存在的問題提供了便利。

2.2 混凝土配合比

大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應盡量提高礦物摻和料及集料的含量，降低每立方米混凝土的水泥用量。在施工條件許可的范圍內，應盡可能降低用水量，從而減少水灰比，減少水泥總發熱量，以降低混凝土芯部的最高溫度。

2.3 控制混凝土的出機和澆注溫度

對混凝土出機溫度影響最大的是碎石和水的溫度，其次是砂子溫度，水泥溫度影響最小。因此降低砂、石溫度是最有效的辦法。在大堆料場搭設涼棚，避免太陽直曬砂、碎石，并對碎石進行灑水降溫。承臺澆注均采用泵送，在能保證泵送的前提下，盡可能降低坍落度。坍落度控制在晴天高溫時170～200 mm，陰雨或夜間160～180 mm。澆注時，泵管接至承臺鋼筋頂面，用軟串筒直接下料，兩臺輸送泵從兩邊向中間層層推進，分層厚度30 cm，采用插入式振搗器隨澆注對混凝土逐排振搗。

2.4 混凝土養護

大體積混凝土的養護是一項關鍵工作，必須切實做好。養護主要是保持適宜的溫度和濕度條件。混凝土的保溫措施常常也起保濕的效果。從溫度應力的觀點出發，保溫的目的有2個：①減少混凝土表面的熱擴散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產生表面裂縫；②延長散熱時間，充分發揮混凝土強度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對混凝土產生的應力小于混凝土抗拉強度，防止產生貫穿性裂縫。保濕的作用是使混凝土不因脫水而產生干縮性裂縫。在實際施工中，混凝土澆注完成后，在側模外嚴密地掛兩層土工布，并放置50 L的水桶2個，布設滲水管使土工布長期濕潤。測溫結果表明，用此養護方式后，內外溫差可達到7.5～12.5℃，混凝土表面與芯部溫差可達8～14℃，對防止混凝土開裂發揮了較大的作用。通過對混凝土芯部溫度（見圖1）、混凝土表層溫度和氣溫數據的分析，得出混凝土在28 d養護期間混凝土芯部溫度與混凝土表層溫度溫差小于20℃（見圖2），混凝土表層溫度與環境溫差也小于20℃（見圖3），混凝土養護期間未出現溫差大于20℃情況。

圖1 混凝土芯部溫度

通過冷卻管調節混凝土芯部溫度，能保證混凝土在一定的溫度下促進水泥水化反應，同時也將混凝土芯部溫度與混凝土表層溫度之差控制在一定范圍之內，保證混凝土質量。

圖2 混凝土芯部與表層溫度差

圖3 混凝土表層與環境溫度差

2.5 控制拆模時間

一般認為，混凝土終凝后即可拆模。對于厚度較大的混凝土體，監控結果表明，混凝土中心在澆注后20～30 h即可達到最高溫度，如果此時拆模，可能會使混凝土內外溫差大于15℃，開裂的可能性大增，應采取鋼模外保溫，同時延長拆模時間0.5～1 d。選擇在溫度適宜的時候快速拆模，減少暴露時間，如果出現急劇降溫，則可能出現裂縫，因此決定在拆模后立即進行基坑回填，以達到恒定保溫的效果。

3 結束語

在大體積混凝土施工中，控制混凝土配合比、溫度、拆模等雖然是比較困難的，但采用一些合理的方法、有力的措施，還是可以實現的。通過本工程的實踐證明，這些措施也是十分有效的。只有這樣，才能最大限度地控制溫度、防止溫度應力裂縫的出現。