分析船閘工程大體積混凝土施工裂縫控制關鍵技術

【摘要】本文根據船閘閘首底板大體積混凝土的具體施工流程，簡單分析了大體積混凝土施工分層、分段的澆筑具體規定，最后探討了通過冷卻管降溫以及蓄水保溫等溫度控制技術對策進而降低混凝土內外的溫度差。

【關鍵詞】船閘工程;施工裂縫;關鍵技術;大體積混凝土

1、引言

大體積混凝土，指的就是一次性澆筑體積比較大的混凝土。在當前的土建施工過程當中，比如船閘、樓房基礎以及大壩等工程經常會牽涉到大體積混凝土施工項目。世界各國對于大體積混凝土的尺寸規定是不相同的。比如，日本建筑協會規范規定：把結構斷面的最小厚度超過80cm，與此同時水化熱導致混凝土內部的最高溫度跟外界環境溫度差預計超出25℃的混凝土，被稱之為大體積混凝土。美國混凝土協會規定：所有澆筑的大體積混凝土，其具體尺寸，一定要改善水化熱所導致的體積變形情況，進而在最大程度上降低開裂，但是對于實際尺寸沒有做出具體的規定。我國的具體規范為：混凝土結構物實體最小尺寸大于等于1m的大體積混凝土，或者是預計因為混凝土當中的膠凝物質水化熱引起的溫度變化以及收縮所引起的有害裂縫出現的混凝土。從上述各國針對大體積混凝土的定義可以知道，即使針對大體積混凝土尺寸規定不盡相同，但是對于體積比較大的混凝土在施工的過程當中如果內外溫度差太大將會使得混凝土出現溫度裂縫，進而干擾正常使用以及結構安全的都是大體積混凝土。

2、工程概況

該船閘是一種500t級的Ⅳ級船閘，其船閘的具體尺寸是200m×23m×4m，設計的單向通過水平為1331×104t。船閘的上閘、下閘首底板的尺寸為55m×29m，厚度為2.7m，總方量是43575.6m?;閘室的底板尺寸為28m×18m，厚度為2.4m;所以船閘的閘首跟閘室底板工程都是大體積混凝土，其實際強度等級為C25。

3、混凝土澆筑

3.1分段施工

通過施工寬縫作為分界線，劃分成3段開展澆筑，每一段的長度為18m。每段按照從中到右再到左的順序開展流水澆筑，每一段底板的混凝土要實現一次性澆筑成型。

3.2分層澆筑

底部縱橫向的分層澆筑厚度都不超出300mm，如下圖1所示。坡度就是預拌混凝土自然流淌的坡度大致在1：6-1：7，。混凝土從攪拌至澆筑結束的最大持續時間不能夠超過100分鐘。可以通過振動棒振搗來實現混凝土的密實度，在每一個出料口的坡頂、坡中以及坡底位置各自設置一臺，如下圖2所示。振搗棒移動的距離不能夠超過振動器作用效果半徑的1.5倍。每個點的振搗時間范圍在10-15s，一直到混凝土泛漿不再溢出來氣泡作為準則。振搗的時候應該插入到下層混凝土的深度為50mm-100mm。在澆筑的過程當中需要在下層混凝土初凝以前澆筑一層混凝土，防止出現冷縫并且盡快把表面的泌水排出去。

4、混凝土溫控措施

混凝土的具體溫度控制措施如下：

（1）測溫點的設置。為了了解大體積混凝土內部的溫度，盡快了解好內部以及外部的溫差，應該在大體積混凝土的內部設立測溫點。結合真實體現混凝土構件的內部溫度差的準則，該工程每一段劃分為2層（表層以及中部）進行布設，每一層布設8個測溫點。每一個測溫點需要在平面圖上面進行標號，并且在現場進行懸掛編號與標志。在澆筑混凝土之前由于檢測每一個測溫點預埋是否到位，并且把它的頂部進行嚴密的保護。

（2）混凝土蓄水養護。該種養護措施具體來講就是一種保溫以及保濕的方法，進而降低混凝土內外的溫度差。通常在混凝土經過覆蓋以及養護之后，且表面具備一定強度之后才可以開展。結合計算可以知道，第一次蓄水養護的深度大致為18cm，等到混凝土的外表溫度升到大致20℃的時候并且混凝土的外表溫度跟中心溫度的差值超過15℃的時候，再開展2次蓄水;反之可以不必開展2次蓄水。蓄水保溫養護的時間需要結合測溫的結果來進行明確，蓄水保溫的最少時間不能夠低于3天，最長時間不能夠超過14天。在撤除蓄水保溫的時候，混凝土的外表溫度跟大氣溫度的溫度差以及中心溫度跟外表溫度的溫度差都不能夠超出15℃。

（3）混凝土內部冷卻管降溫。通過冷卻管循環水是降低內外溫度差、混凝土內部散熱最為合理的對策。該工程的閘首底板使用的是直徑為30mm的導熱塑料冷卻管，呈現出S形的布設，如圖2所示。冷卻水管的布設劃分成上層以及下層兩層：上層冷卻管距離板的上表面0.8m，下層的冷卻管距離板的底部0.9m。上層管以及下層管分別設置了進出水口，通過定期更改進出水流的形式進而使得混凝土內部的溫降實現均衡。

（4）測溫。測度測量的精準、及時能夠給施工以及養護過程當中使用溫度控制對策帶來一定的科學根據，對于控制混凝土的裂縫具備關鍵的意義。混凝土測溫的間隔時間為：混凝土澆筑升溫時期（1-3天）大致在2-3小時;混凝土的降溫時期大致在6-8小時;與此同時還需要測量混凝土表面的溫度。如果測得的溫度連續下降或者是上升的時候，應當合理增加溫度測量的次數。測溫應該做好詳盡的記錄并且整理溫度測繪曲線圖。

在各種溫差到達15℃的時候應該預警，到達20℃的時候應該報警;混凝土內部的最高溫度達到了55℃的時候應該預警，超過了60℃應該報警;如果產生了預警情況或者是報警情況的時候，應該立刻對于外部蓄水養護溫度以及冷卻管的溫度開展合理的調節，保證混凝土內部的溫度以及外表溫度的差值在合理范圍、混凝土內部的溫度都在合理范圍之內、混凝土外表面跟環境溫度差值在合理范圍。經過檢查可以知道，沒有發現任何的溫度裂縫。

結語：

綜上所述，大體積混凝土施工是一項繁瑣、系統的工程，受到環境的影響比較大，溫度場的梯度大，非常容易出現對于結構有害的裂縫并且非常難以維修。在施工當中需要結合工程的具體特征嚴格結合規定開展，根據工程的特征使用相對應的技術對策，進而確保大體積混凝土的施工質量。

參考文獻：

[1]張德印.船閘工程大體積混凝土施工溫度控制技術分析[J].四川水泥，2019（06）.

[2]周紹寧.淺談船閘工程大體積混凝土出機口溫度的施工管控[J].科技風，2014（01）.

[3]施海波.船閘工程大體積混凝土裂縫成因及控制[J].科技創新與應用，2017（36）.

作者簡介：

姜宇芝（1990.10-），民族：漢，學歷：本科，研究方向：港口與航道。