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大体积混凝土浇筑在桥梁承台施工和质量控制　　摘要：本文主要结合工程实例，针对大体积混凝土结构在桥梁施工中容易出现裂缝，在桥梁承台大体积混凝土施工工艺及温度控制措施下，严格控制混凝土浇筑的施工及质量控制，并对合理选择配合比设计进行了分析与探讨。以供类似工程人员参考。关键词：大体积混凝土浇筑；桥梁承台；施工；质量控制中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1工程概况K523+270特大桥位于国道主干线GZ65上海—瑞丽高速公路，保山（大官市）—龙陵（龙山卡）高速公路第二合同大干岩段，该桥跨越深沟。根据地质、地貌、水文条件，桥跨布置为：90+160+90m连续刚构+30mT形梁。大桥全长380m，宽22.5m，高104m。1、2号主墩设计均为16根直径2.0米桩基，承台厚度为4.5米，平面尺寸19米×19米，混凝土标号为30号，1、2号承台混凝土工程量均为1624.5立方米，为大体积混凝土结构。9 施工中，依据大体积混凝土的特性，分别从混凝土的施工配合比设计、温度控制技术等进行严格的控制。2大体积混凝土浇筑温度控制的原因在大体积混凝土结构的施工中，由于水泥与水之间的水化反应，产生大量的水化热，在混凝土内部形成温度应力场；加上混凝土结构外部受基础、基坑地基等约束以及外部环境条件变化等多种因素的作用下，在混凝土内产生拉应力，当拉应力超过混凝土的初凝抗拉强度时，混凝土内部或表面就会产生裂缝，形成混凝土结构缺陷，影响混凝土结构的质量，降低混凝土结构的使用寿命。因此，在进行大体积混凝土结构物的施工前，针对混凝土产生的水化热，进行综合分析，从而制定有效措施，在水泥水化反应之前，有效地控制混凝土结构的内表温差、升降温度等，确保混凝土内产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，避免有害裂缝的产生，确保工程质量。3大体积混凝土浇筑施工工艺3.1、从材料的选择和使用上控制。首先，水泥的选用非常重要，选用水化热相对较低的水泥，是降低混凝土水化热的一个重要手段。9 其次，择优选择级配良好的砂、石料，适量掺加粉煤灰，优化混凝土配合比，减少混凝土配合比的水泥用量。利用外加剂的技术，既保证混凝土的龄期强度，同时，配合粉煤灰对混凝土后期强度仍有增长的特点，相对降低混凝土配合比的水泥用量。由于本桥所在地处于云南省保山市附近，本地在矿渣水泥及粉煤灰的销售上都存在较大困难，故矿渣水泥及粉煤灰严重紧缺，不易购买。因此只能从混凝土的施工上加以控制。3.2、从混凝土的施工上控制。本桥2#主墩承台平面尺寸为19×19m，承台设计高度4.5米,混凝土标号C30，承台下设100cm厚20号封底混凝土。在承台最上层是10×10cm的两层钢筋网,墩身预埋钢筋插入承台1.5米。施工时，采用泵送混凝土分两层浇筑成型的施工工艺，即2号主墩承台第一次浇注3米，浇筑混凝土方量1083m3，第二次浇筑1.5米，浇筑混凝土方量541.5m3。混凝土浇注采用C30泵送大体积混凝土，配合比1：2.14：3.22：0.50：0.012，每立方米混凝土水泥用量350Kg，UNF-3型高效缓凝减水剂4.2Kg。混凝土浇注时减少浇注层厚度，加快混凝土散热速度。混凝土用料采用了遮盖，避免日光曝晒，并用冷水搅拌混凝土，以降低入仓温度。混凝土拌合采用两台JS750型强制式拌合机同时拌和，每盘拌和0.7m3，并连续送至混凝土输送泵。配料机的衡器应经常检查，以保持准确。混凝土拌合物应拌合均匀，颜色一致，不能有离析和泌水现象。3.3、分层方式9 根据混凝土初凝时间初步确定每层浇筑厚度约35cm，浇筑推进情况如图1所示。（图1）层间最长间隔时间不大于混凝土初凝时间。如实际施工混凝土初凝时间小于预计时间，应调整浇筑方式为推移式连续浇筑，但这种方式极易造成混凝土泌水大量集中，易产生混凝土病害。2.3混凝土振捣采用插入式振捣棒进行振捣，共配备10台振捣棒，其中8台主棒，2台备用棒。另外，增加2台小号振捣棒用于钢筋较密的底层混凝土振捣。振捣器布置原则：在每个浇筑带的前后布置两道振捣棒，第一道布置在泵管混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡角处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振捣器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的振捣质量。振捣棒移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，振捣时，振捣棒尽量避免碰撞模板及钢筋，并与模板周边保持5～10cm的距离，振捣上层混凝土时应插入下层混凝土5～10cm。振捣质量控制标准：混凝土停止下沉、不冒出气泡、表面平坦泛浆为止，杜绝漏振或过振。2.4混凝土收浆抹面9 由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前的收浆作业要进行2～3遍，打磨压实，以闭合混凝土的收缩裂缝。在混凝土初凝前，先用木抹子收浆抹面2～3次，之后用铁抹抹面收浆压平，平整度控制在5mm之内。为避免局部保护层过大引起开裂，需派专人观测顶面钢筋有无塌陷，杜绝踩踏顶面钢筋。2.5混凝土养护大体积混凝土的养护主要遵循“内降外保”的原则，对混凝土内部采取通冷却水的方法，以降低混凝土的内部温度；对混凝土外部则采取保温的措施，使混凝土的内表温差尽量减小，防止温度应力裂缝的产生。承台顶面采用饱水养护，土工布覆盖时必须先行湿润，养护时杜绝将水大力冲入，须采用漫流的方式。确定饱水养护时间最少为3d。大体积混凝土外部保温的目的主要是为了减小混凝土的内表温差，避免出现温度应力裂缝，故应根据混凝土内部温升情况对混凝土外表面采用不同的保温措施。由于承台四周有钢板桩围堰，因此承台侧面的保温措施相对简单易行，施工时将冷却水管排出的温水灌入其间，保温效果良好。混凝土内部降温主要采9 取冷却水管通水的方式进行，通水应安排专人负责。通水时间从冷却水管被混凝土覆盖后逐层开始，通水时间不宜太长，一般为5～6d。水流速度控制在16～20L/min，进水口水温以18℃～20℃为宜。随着混凝土内部的温升，出水口水温将逐渐升高，通水流量也应相应加大，至3d左右混凝土内部温度达到峰值，出水口水温可达40℃。之后，通水流量应逐渐降低，直至出水口的水温与进水口水温基本一致为止。进水口水温控制方式主要是向水箱内加入冰块，使水温降到20℃～24℃之间，或是稍低一些。3温度控制措施根据工地现场的实际情况，制订以下温控措施：①在满足混凝土设计强度的前提下，尽量优化配合比，减少水泥用量，确保水化热绝热温升不超过规定的温控标准。②尽可能选用低热水泥，掺入25%以上的粉煤灰，采用缓解水化热效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升。③改善骨料级配，在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较大粒径的骨料。④调整施工时间，应尽量选择气温较低的时间施工，同时安排下部钢筋密集处混凝土在夜间浇筑。⑤降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度小于浇筑期的旬平均气温+3℃。　　⑥采用冷却水管：冷却水管的水平间距和上下层间距以小于或等于1.0m为宜；单根水管长度以小于250m为宜；水管内通水流量为16～20L/min。为控制水流量，应在每根水管的进水口安装阀门；冷却水的进口水温以12℃～18℃为宜；一次浇筑总体需水量19.2m3/h，设置2个50m39 的水箱存储温控水；冷却通水从水管被混凝土覆盖后开始，覆盖一层通水冷却一层，至5～7d结束，具体结束时间视混凝土温升、温降情况而定；冷却水管采用导热性能好的薄金属管，管内径宜大于30mm，水管安装应保证质量，安装后应通水检查，防止管道漏水或阻塞。⑦表面保温与养护混凝土浇注完毕待初凝后立即在上表面蓄水养护，蓄水深度应不小于30cm，表面蓄水宜用从冷却水管流出的温水，这样可减小内表温差。在承台的四周，也应采用蓄水养护，水面以上部分应加挂保温材料保温，并加强养护，使其始终保持湿润状态。拆模之后应继续采用蓄水和加挂保温材料的方法保温。⑧保证施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂性。⑨为检验施工质量和温控效果，及时掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，应进行温度控制监测。大体积混凝土的温度应力和防裂问题是一个十分复杂的问题，外界温度和湿度、施工条件、温控程序、原材料变化等都会引起温度应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。4温度监测效果分析9 承台按温控要求监测，取得好的效果，至观测结束时为止，仪器全部完好，仪器完好率为100％。从观测结果看，所有测值均有很好的规律性，正确地反映了混凝土的实际温度。承台浇筑后，及时在表面用土工布饱水覆盖，在承台四周的空隙用冷却水填充，这对于减小温度梯度和内表温差有很好的效果，内表温差之小是其它工程少见的。温控监测为施工及时提供了温度信息，对及时改进温控措施、确保温控标准、防止裂缝等发挥了重要作用，达到了温控监测目的。温控监测成功率高，数据规律性好，真实地反映了混凝土内各部位的温度变化，正确地揭示了承台的温度变化规律。冷却水管是非常有效的降温措施，对于降低承台混凝土的最高温升具有显著效果，表面与侧面保水养护对于减小内表温差、防止表面裂缝有重要作用。温控监测结果表明；温度特征值全部满足温控标准，承台未出现裂缝，说明施工中采用的温控措施是有效的、合理的、成功的。5结语综上所述，该承台完成浇注历时60h，共浇筑混凝土1624.5m3，无任何事故。后经15d的温控监测，严格执行温控措施，降低混凝土的水化热，完善其施工质量。可得出如下结论：①该桥承台大体积混凝土的温度控制是成功的，未出现温度应力裂缝,确保了工程质量，达到了一次合格率100％、优良品率100％的预期质量目标。9 ②温控设计计算准确，所采取的温控措施得当。施工过程中实测的温控监测数据准确且有很好的规律性，真实地反映了混凝土内各部位的温度变化，正确地揭示了承台混凝土的温度变化规律，并与设计计算值有较好的相符性。③温控监测表明，承台大体积混凝土的内表温差、上下层温差和最高温升等温度特征值均满足温控设计提出的温控标准，说明施工中采用的温控措施是有效的、合理的、成功的。④冷却水管是非常有效的降温措施，对于降低承台混凝土的最高温升具有显著效果。⑤混凝土中由于掺加了数量较多的粉煤灰，泌水现象较严重，给施工带来了一些不利的影响，特别是混凝土表面的浮浆较多，容易产生干缩裂纹。⑥承台大体积混凝土采用“双掺”技术，取得了良好效果。用超量取代法将粉煤灰、矿粉替换部分水泥，不仅减小了水泥用量，同时也降低了混凝土内部产生的水化热和温升。参考文献:[1]何宪礼.大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术[J].公路，2008，10.[2]陶红林.上海长江隧桥承台及塔座大体积混凝土施工技术[J].工业建筑，2010，3.9