高標號大體積混凝土施工技術研究

高慶利 陳勇

摘要：現代建筑中常涉及大體積混凝土施工，混凝土質量的好壞會直接影響結構的安全使用，因此在施工時采取合理的技術措施予以保障，進行全面的質量控制至關重要。本文結合保定市樂凱大街南延工程主橋子塔承臺大體積混凝土施工，從混凝土的配制、絕熱升溫計算、測溫點設置及溫差控制等環節討論了大體積高標號混凝土技術細節，形成一套行之有效的工法，可為類似工程項目提供參考。

關鍵詞：大體積混凝土;質量控制;高標號混凝土

1.概述

保定市樂凱大街南延工程跨保定南站主橋為三跨連續子母塔單索面預應力混凝土斜拉橋，全長495m斜交正做，雙向平面轉體、中間合龍施工。子塔承臺的第一次、第二次澆筑均為冬季施工，最低氣溫分別是-10°C，-12°C，為冬季大體積混凝土施工。大體積混凝土施工過程中，如果在配合比設計、溫差控制、澆筑方法、混凝土養護等方面處理不當，會造成溫差應力、收縮等原因形成的裂縫，影響建筑使用功能和安全。

2.技術要點

項目組通過優化混凝土配比、采取有效的混凝土內部降溫措施及表面保溫措施，降低混凝土里表溫差及混凝土與環境溫差。主要的技術特點有：

（1）優化混凝土配合比，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應力產生的裂縫以及混凝土收縮產生的裂縫。

（2）采用內部循環水施工工藝，利用調節溫控水管中循環水溫度降低內部水化熱。具有施工工藝簡單、便捷，施工周期短，施工質量保證，效果顯著等特點。

（3）采用周轉性保溫材料，有效降低養護成本。

（4）采用有效測溫技術，保證測溫準確可靠、及時，并能結合實時溫測結果快速調節控制措施。

（5）采用內降外保技術，在保證混凝土不產生裂縫的同時防止其早期受凍。

2.1 混凝土配合比設計

混凝土配制強度等級按《混凝土配合比設計規程》JGJ55-2011執行，配合比設計既要考慮冬期施工要求又要控制其自身水化熱，設計的原則：

（1）粗骨料采用連續級配，細骨料采用中砂;

（2）外加劑采用緩凝劑、減水劑;

（3）摻合料采用粉煤灰、礦渣粉等;

（4）在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，提高摻合料，及骨料的含量，以降低混凝土的水

泥用量。

（5）選用水化熱低、凝結時間長的水泥。

2.2 絕熱升溫計算、測溫點設置及溫差控制

大體積混凝土水泥水化發熱量是溫度裂縫控制最關鍵的一個參數，因此，在進行配合比試驗時必須同時進行水化熱試驗研究。研究過程中，具體采用了下面的方法進行計算。

混凝土絕熱升溫按見公式1計算：

式中：T（t）——混凝土齡期為 t 時的絕熱溫升（℃）;

W——每 m3混凝土的膠凝材料用量（kg/m3 ）;

C——混凝土的比熱，一般為 0.92～1.0〔kJ/（kg·℃）〕;

ρ——混凝土的重力密度，2400～2500（kg/ m3）;

m——與水泥品種、澆筑溫度等有關的系數，0.3～0.5（d-1）;

t——混凝土齡期（d）;

水泥的水化熱按公式2、公式3、公式4計算：

式中 ——齡期 時的累積水化熱（kJ/kg）;

——水泥水化熱總量（kJ/kg）;

——齡期（d）;

——常數，隨水泥品種、比表面積等因素不同而異。

3.應用研究

上述方法在樂凱大街南延工程中進行了具體的應用。應用標段線路長度1665m，里程段為：K0+000～K1+665，其中起點至K0+300段300m為路基段，K0+300至K1+665段1365m為高架橋段。線路跨保定南站主橋設計為（145+240+110）m子母塔斜拉橋，起點里程K0+700，終點里程K1+195，全長495m。

以13#墩承臺為例，如圖1所示為八邊形結構，縱向（順橋向）總長34.5m，橫向總長39.9m，高7.8m，基坑尺寸為承臺結構邊緣外擴2.6m，開挖深度約10m。本工程采用強度等級為C50的混凝土作為承臺大體積用混凝土，較以往工程提高了2～4個等級，因冬期施工，采用了大體積防裂防凍施工技術，大大的減少了冬期混凝土養護成本，縮短的工期，節約了施工成本。實測結果表面，混凝土未產生溫度應力裂縫，達到了預期目的;同時施工過程一直處于安全、穩定、快速、優質的可控狀態，無安全事故發生。

4.結論

隨著基建的高速發展，大體積混凝土被越來越多。在施工過程中，如果在配、溫差控制、澆筑方法、混凝土養護等方面處理不當，會因溫差應力、收縮等原因形成的裂縫，影響建筑使用功能和安全。通過實施對混凝土內外溫度監測，及時調控承臺內部循環水溫調節混凝土梯度溫度及外部濕度，保證樂凱大街南延工程主橋承臺冬季最低溫度施工并達到預期效果，為今后冬期大體積高標號混凝土施工提供了有效的施工經驗。