柴 瑞 唐盛朝

(山西省大同市市政建設(shè)發(fā)展公司，山西 大同 037000)

0 引言

在建筑施工過程中，經(jīng)常會遇到大體積混凝土施工，大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1 m以上的混凝土結(jié)構(gòu)，如其斷面尺寸足夠大時，就必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施，充分降低溫度差值，減緩溫度應(yīng)力，控制裂縫產(chǎn)生。

1 工程概況

本文以大同市北環(huán)橋主橋P10墩為例，分享大體積混凝土承臺施工過程，北環(huán)橋P10號墩為主橋鋼結(jié)構(gòu)拱腳固結(jié)墩，主、副拱肋和拱腳是通過埋設(shè)在承臺內(nèi)部的錨固支架來進(jìn)行固定及傳力。承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計為“回”字形，外圍包絡(luò)尺寸為25.5 m×53.17 m×6.34 m，外側(cè)第一階高度為5 m，第二階高度為1.34 m，系梁高度為4.0 m、寬度為3.5 m。承臺混凝土標(biāo)號為C40(3 591 m3)。

P10承臺具體尺寸見圖1～圖3。

2 施工準(zhǔn)備

大體積混凝土施工技術(shù)要求高，在施工中要防止水泥水化熱而引起混凝土溫差較大，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，因此做好混凝土原材料的選擇，配合比的優(yōu)化，澆筑過程中技術(shù)措施的控制，澆筑后養(yǎng)護(hù)材料和措施等相關(guān)準(zhǔn)備工作，才能確?；炷另樌┕ず统善焚|(zhì)量。

3 溫度應(yīng)力控制措施

3.1 混凝土原材料的選擇

盡量減少單位混凝土水泥用量，降低水泥水化熱，為了混凝土能充分散熱，還應(yīng)適當(dāng)延長混凝土初凝時間，因此必須作好混凝土原材料挑選以及混凝土原材料的預(yù)控措施：

1)水泥：水泥水化熱是大體積混凝土產(chǎn)生溫度的主要因素，因此充分理解各種水泥的物理、化學(xué)特性，選用水化熱較低的硅酸鹽水泥，本工程選用了P.O42.5的普通硅酸鹽水泥。

2)粗骨料：選用堅固性高、破碎面多的碎石，在不降低混凝土標(biāo)號的前提下進(jìn)行配合比優(yōu)化，選用單位水泥用量較小，碎石粒徑相對較大的混凝土配合比，就可以降低水泥在凝固時產(chǎn)生的水化熱，本工程P10號承臺混凝土選用了5 mm～31.5 mm的連續(xù)級配碎石。

3)細(xì)骨料：盡量選用中、粗砂，細(xì)度模數(shù)宜為2.6～2.9，骨料存放在帶頂篷的料倉內(nèi)，避免日曬。

粗細(xì)骨料均應(yīng)干凈清潔，即含泥量要符合規(guī)范要求，因為含泥量過大時除了會影響混凝土的強(qiáng)度，還會造成混凝土收縮量增大，因此，在施工中要嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，確?；炷脸善焚|(zhì)量。

4)外摻劑：外摻劑的選用主要以增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，減少混凝土凝固時水泥水化熱量，從而降低混凝土內(nèi)外溫差為主，混凝土的配合比中應(yīng)盡量減少水泥單位用量，為降低水泥用量和水化熱，通過詳細(xì)計算和充分試配，膠凝材料中摻加一定比例的粉煤灰和礦粉。

5)外加劑：混凝土中加入一定量的外加劑可以減少水泥用量，為提高混凝土強(qiáng)度和降低水泥水化熱，可以采用與水泥品種相匹配的緩凝型減水劑來作為外加劑，通過延緩混凝土凝固時間從而延緩水泥水化熱的放熱速度，并且能夠延遲水化熱引起的混凝土溫度峰值的時間，還可減小混凝土的放熱總量和混凝土的溫度峰值，從而減小或者避免混凝土因溫差太大而引起的溫度應(yīng)力裂縫。

3.2 混凝土配合比的確定和優(yōu)化

1)通過試驗試配，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡可能降低水泥單位用量，同時采用比較優(yōu)質(zhì)的摻合料，盡量減小混凝土水灰比；還應(yīng)加大骨料粒徑且盡量增加碎石用量，骨料的含泥量要符合要求。

2)混凝土配合比中根據(jù)施工要求必須摻加外加劑，外加劑要選用適用的、相匹配的、性能較好的，如緩凝減水劑等，外加劑使用前必須做正常混凝土與摻外加劑的混凝土的對比試驗，應(yīng)嚴(yán)格控制外加劑的摻量。

3)坍落度的控制。在試驗室試配試驗時，必須考慮水泥單位用量與混凝土坍落度的一致性，通過調(diào)整水膠比，使得坍落度指標(biāo)符合設(shè)計及規(guī)范要求，且能滿足施工要求。

4)通過試驗，按泵送混凝土的實際條件來控制混凝土的收縮率，試驗過程按試件收縮率2×10-4～4×10-4作為控制目標(biāo)。

5)混凝土配合比初步確定。在混凝土攪拌時摻入外加劑(緩凝減水劑)是為了延緩混凝土初凝時間，延長水泥水化熱放熱時間，同時為了降低混凝土凝固過程中水化熱峰值，在混凝土配合比設(shè)計工程中，減少水泥用量，用粉煤灰、礦粉等摻加劑作為膠凝材料替代水泥，充分考慮這些因素后，通過詳細(xì)計算、試配，反復(fù)優(yōu)化，且在制件驗證后得到最佳施工配合比。

3.3 混凝土內(nèi)部增設(shè)冷卻水管

冷卻管是指在混凝土體內(nèi)布置的冷卻水管，通常由混凝土的體積、標(biāo)號以及施工外界氣溫來確定冷卻管的內(nèi)徑、數(shù)量和布置形式。加設(shè)冷卻管后，在混凝土凝固過程中可降低混凝土內(nèi)外溫差，達(dá)到減少或避免混凝土產(chǎn)生裂縫的目的。

1)冷卻水管布置：根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸和豎向鋼筋間距，水管在高度方向間距1.0 m，底、頂面兩層水管距澆筑層底、頂面各1.0 m；平面方向間距1.8 m，距承臺側(cè)邊線0.9 m。上、下層冷卻水管的走向相互垂直，以最大限度地增加冷卻輻射密度，見圖4～圖6。

2)冷卻水管組裝：冷卻水管要利用承臺鋼筋或加設(shè)鋼筋支架來組裝固定，并在冷卻水管接頭處設(shè)置限位鋼筋，防止混凝土澆筑過程中對水管接口的擾動而導(dǎo)致滲水，每層冷卻水管分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)出水管要高于施工作業(yè)面，在承臺一側(cè)布置蓄水箱和冷卻水箱，冷卻水從蓄水箱通過水泵進(jìn)入高壓離心泵，然后通過各個進(jìn)水口進(jìn)入混凝土內(nèi)的冷卻水管中，再由出水口輸入進(jìn)入冷卻水箱進(jìn)行冷卻，冷卻后的水輸入蓄水箱，形成循環(huán)用水。根據(jù)出水口的水溫來控制水的流量。

3)冷卻水管輸水：冷卻水管布設(shè)完成后，為檢驗冷卻水管是否密封，應(yīng)事先進(jìn)行通水試驗，避免混凝土在澆筑過程中通水時發(fā)生漏水?；炷磷詽仓_始后，冷卻水管及時通入冷水，通水應(yīng)連續(xù)，時間不少于14 d，為增強(qiáng)冷卻效果，進(jìn)出水流方向可隨時更換，冷卻水溫度控制在15 ℃～25 ℃。

4)冷卻水測溫：在輸水整個過程中，要派專人對冷卻水的流量、進(jìn)出口處的水溫定時進(jìn)行檢測和記錄，出水口出水溫過高時，可調(diào)節(jié)冷卻水管進(jìn)水口處的閥門來控制水的流量，從而控制冷卻水管的水溫，冷卻水使用蓄水池內(nèi)的水，施工氣溫較低時，應(yīng)使冷卻水管出水回流至蓄水池內(nèi)，然后用由出水口回流的水作冷卻水管進(jìn)水，使得進(jìn)口水溫適當(dāng)升高，以控制溫差。測溫孔布置見圖7，圖8。

5)冷卻水管用后處理：養(yǎng)護(hù)完畢后，對冷卻水管進(jìn)行灌漿封孔，封孔采用等強(qiáng)度或高一標(biāo)號小石子混凝土。

4 混凝土澆筑施工過程

4.1 施工現(xiàn)場布置

承臺澆筑投入2臺混凝土泵車和至少10輛混凝土罐車,另外備用1臺混凝土泵車。泵車停在承臺基坑開口線外至少3 m，混凝土罐車必須按指定線路行駛，依次停在泵車喂料斗后，喂料結(jié)束后按指定線路離場。

4.2 混凝土澆筑

澆筑前應(yīng)檢查基坑內(nèi)積水情況、雜物清理情況、倒角模板加固情況、各預(yù)埋件位置是否正確及有無遺漏、冷卻管有無破損等。

混凝土澆筑時按階梯式分層布料，每層最大厚度不超過30 cm，控制混凝土自由落體高度不大于2 m，并應(yīng)在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑。考慮到承臺第一階高度4 m，若澆筑高度超過2 m時，應(yīng)采取具體的防混凝土離析措施(如接軟管伸入到頂面鋼筋以下)。澆筑推進(jìn)示意見圖9。

4.3 混凝土振搗

混凝土的振搗采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗密實，對邊角和斜角部位混凝土振搗要派專人監(jiān)控，確?；炷琳w密實。同時在振搗過程中要加強(qiáng)對承臺模板的檢查，防止跑模、脹模現(xiàn)象發(fā)生。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑抹面后應(yīng)立即覆蓋，防止混凝土表面因溫度高而脫水干縮產(chǎn)生裂縫，并澆水養(yǎng)生不少于14 d。

5 大體積混凝土施工要求

1)大體積混凝土澆筑時，應(yīng)選擇在當(dāng)天氣溫較低的情況下進(jìn)行，以便降低混凝土自身溫度。有條件的情況下，選擇夜間開始澆筑較為合適。

2)嚴(yán)格控制混凝土內(nèi)部與體表溫差在20 ℃以下，外界氣溫較低時，混凝土表面采取保溫措施。

3)加強(qiáng)振搗，確?；炷琳w密實，來提高混凝土抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，澆筑過程中，及時進(jìn)行抹面，防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。

4)模板拆除后及時覆蓋，并進(jìn)行灑水或承臺內(nèi)蓄水養(yǎng)護(hù)，為減小混凝土內(nèi)表溫差，模板拆除時間應(yīng)選擇一天中溫度較高時段，防止混凝土出現(xiàn)裂縫。

6 結(jié)語

在橋梁工程施工過程中對承臺大體積混凝土的控制措施與工程質(zhì)量有密切聯(lián)系，本文以自己參建的大同市北環(huán)橋工程為例，在施工前通過仔細(xì)計算分析，在施工中采用了科學(xué)的施工方法，嚴(yán)格控制施工過程，確保了承臺大體積混凝土的工程質(zhì)量。