攻克無降溫管錨碇大體積混凝土外觀質量及開裂控制

曾艷芹

（四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都 610041）

1 工程概況

通麥特大橋位于西藏林芝地區，處于川藏公路咽喉地段，號稱通麥天險，橋型為國內首座單塔單跨、鋼桁架、空間纜、地錨式懸索橋，主跨為256 米。該橋是通往西藏林芝地區政治、國防、經濟、旅游的生命線。作為該線路的控制工程，通麥特大橋的難點在于錨碇結構尺寸大：45m×寬28m×高11m，大體積混凝土工程量19800m3，隸屬大體積混凝土結構，由于結構層薄，無法安裝降溫管，同時錨碇外露，如何有效控制混凝土外觀質量與開裂，難度較大。

圖1 大體積錨碇示意圖

2 裂縫形成原因分析及主要因素確認

根據通麥特大橋錨碇混凝土方量大，結構層薄致無法安裝降溫管，且倒角多應力集中、環境溫差大、冷卻水溫低等特點，項目部成立了攻關小組，以問題為導向，就如何就如何提高混凝土抗裂性能及提高混凝土外觀質量進行專項研究，結合現場實際情況，分析主要影響因素，有針對性地采取相應措施，取得了顯著的成果。

2.1 錨碇混凝土裂縫形成的主要原因分析

（1）錨碇混凝土外露于大氣之中，當混凝土處于初凝狀態時，易受氣溫、濕度、大風等影響，致使錨碇混凝土表面水分流失較大，混凝土收縮快，形成干縮裂縫。

（2）在混凝土澆筑過程重，由于離析及過振，錨碇表面出現較厚的砂漿層，錨碇頂面混凝土強度降低、塑性變形增大，從而產生塑性變形裂縫。

（3）水泥在水化過程中會產生大量的熱量，由于結構層薄，冷卻水主要來自于當地雪融水，無法安裝降溫管，芯部溫度不能及時散發出去，與外表面形成較大的溫差，進而形成溫差裂縫。

（4）錨碇混凝土在形成強度的進程中，芯部溫度與外表溫度具有溫差，外部混凝土收縮過程中受到內部混凝土的約束易出現收縮裂縫。

（5）錨碇倒角較多，應力集中現象突出，倒角處受工藝影響，易產生裂縫。

2.2 影響錨碇混凝土外觀質量的主要因素

攻關小組依據現狀調查及評估，應用頭腦風暴法，向同行收集意見，分析原因。通過因果分析圖進行分析，尋找末端原因，共得出10 條末端原因，其關聯圖如圖2所示。

圖2 大體積混凝土裂縫問題原因分析關聯圖

對其10 條末端原因進行了確認，最終確定了5 項主要因素：

（1）水泥用量過大；

（2）西藏地區無類似大體積混凝土施工經驗可以借鑒；

（3）混凝土內部溫度不能量化；

（4）養護不及時；

（5）結構復雜，倒角不均勻變化處應力易集中。

3 控制措施

3.1 優化混凝土配合比

密實骨架堆積法[1]配合比設計是通過尋求集料之間的最大單位重量來確定最小空隙率，得出骨料之間的最佳比例。采用密實骨架堆積法后，骨料孔隙率降低，所需潤滑漿體最佳，使混凝土材料更密實，提高強度、體積穩定性和耐久性。確定最終的混凝土最優化配合比，降低混凝土絕熱溫升，減少水化熱。

3.2 加強計算分析頻次

通過建立模型計算分析[2]，錨體內部最高溫度為59.73℃，最大拉應力為1.92mpa，出現時間為澆筑后第3～4 天，應力較大的部位主要位于后錨室薄壁向較大體積錨體突變的倒角區域。結果計算分析，各項指標滿足規范要求。

3.3 溫度監測

為檢驗施工質量和溫控效果，掌握溫控信息，以便及時調整和改進溫控措施，做到信息化施工，對混凝土進行實時溫度監測，檢驗不同時期的溫度特性和溫控標準。

項目使用溫度檢測儀采用ZWS 型多路數據巡記錄控制儀，溫度傳感器為PN結溫度傳感器，溫度傳感器的主要技術性能：測溫范圍（-50℃～150℃）；工作誤差（±0.5℃）；分辨率（0.1℃）；平均靈敏度（-2.1(mV/℃)。溫控原件布置圖見圖4。

圖4 溫控原件布置圖

3.4 加強保溫措施

根據監控數據指導養護，加強混凝土養護，采用帆布和彩條布雙層覆蓋在模板外側，內部采用蒸汽加熱養生。

3.5 局部增設防裂鋼筋網片

根據計算顯示拉應力較大的部位為后錨室薄壁向錨體過度倒角位置，為確保結構施工質量，在此位置適當加設防裂鋼筋網片D8 冷軋帶肋焊接鋼筋網片[3],防止砼局部拉應力過大導致開裂。

圖5 錨碇增設鋼筋網片示意圖

4 結論

在未進行預埋冷卻水管施工的情況下，通過溫度監控，實時調整保溫等措施，最終混凝土外觀質量滿足規范要求，經全面檢查，錨碇混凝土無裂紋，全面攻克無降溫管大體積混凝土施工技術瓶頸，為后續同類型環境大體積混凝土外觀質量及裂縫控制提供了很好的參考和借鑒。