錨碇大體積混凝土的施工管理研究

吳曉偉

(重慶交通大學，重慶 400074)

0 引言

錨碇是懸索橋的重要組成部分，錨碇施工質量的好壞直接影響全橋的結構受力和使用壽命。錨碇大體積混凝土的施工難點在于裂縫控制，由于混凝土水化熱的影響，結構內部溫度較高容易出現裂縫，結構一旦出現裂縫會影響結構的安全。其次錨碇大體積混凝土方量大，澆筑持續時間長，施工管理難度大。施工現場的場地規劃、施工過程控制以及大體積混凝土溫控措施對大體積混凝土的澆筑質量以及成本控制都有很大影響，對大體積混凝土施工管理的研究有重大意義。

1 工程概況

寸灘長江大橋為重慶機場專用快速路工程南段的控制性工程，寸灘長江大橋主橋為主跨880 m的鋼箱梁單跨雙塔懸索橋，主纜邊跨250 m，分跨為250 m+880 m+250 m，主跨矢跨比1/8.8，兩根主纜中心距39.2 m。北錨碇基礎采用現澆擴大基礎形式，基坑開挖深度約31 m～40 m，基底高程為+217.00 m，基頂高程為+236.00 m。基底持力層為微風化砂質泥巖，單軸飽和抗壓強度不小于5.2 MPa。基礎平面尺寸為56 m×58 m，基座以上扣除錨體需要空間，均采用片石混凝土壓重。為了增加抗滑安全度及節約基礎混凝土數量，基底采用階梯式。北錨碇基礎C30混凝土約23 200 m3，墊層混凝土約1 234 m3，基礎鋼筋450 t，基坑開挖量約28萬m3。寸灘長江大橋北錨碇平面圖見圖1。

圖1 寸灘長江大橋北錨碇平面圖（單位：m）

2 施工規劃

錨碇施工過程主要有以下難點:現場運輸道路規劃、吊塔位置規劃的溫控冷卻水。

2.1 現場運輸道路規劃

現場場地規劃主要考慮兩點:1)從基坑開挖廢土運出施工現場而不對周邊環境造成影響;2)大體積混凝土澆筑時混凝土運進施工現場不發生擁堵。施工現場右邊是一高層建筑，后方為一條市政支路，前方為一條市政主干道，左側為空地。施工場地后方企業比較密集，而且車流量較大，容易出現擁堵。大體積混凝土結構澆筑時，需要保證澆筑的連續性，一旦混凝土運送車不能及時到達現場將會對結構的澆筑質量造成重大影響。通過對現場情況分析，決定在現場建立一條從場地到市政主干道的運輸道路。由于現場地勢較高，為了保證便道坡度在一定范圍內，道路從現場左側和主干道相接。

2.2 吊塔位置規劃

結構施工設置一臺塔吊，桿臂長度為60.9 m，由于北錨碇西側緊鄰一高層建筑物，南側為引橋施工區域，東側地質為順層邊坡，坡率1∶1.15，邊坡寬度約50 m，場地狹小有限。經過對現場情況分析，結合施工場地周邊環境，塔吊布置在北錨碇靠近散索鞍支墩位置錨碇基礎之上，錨碇基礎預留3 m×3 m、深5 m后澆孔安裝塔吊，塔吊安裝后既能覆蓋整體錨碇施工面又能避免與西側高層程建筑物碰撞。

2.3 溫控冷卻水

大體積混凝土施工需要采取相應的溫控措施，在大體積混凝土內部布置水冷管是一種有效措施。在溫控過程中，冷卻水使用量較大，通常是在附近江河取水，其優點在于江河底部水溫較為穩定，不需要對冷卻水額外降溫。北錨碇位于長江北岸而且相對長江水面地勢較高，與長江直線距離250 m，和長江之間隔著一條市政道路，在長江取水經濟成本較高，而且會浪費寶貴的水資源。

通過對項目工期分析，工程施工過程中大部分時間為春、秋、冬季，在夏季施工時間較短。采用循環水作為冷卻水是一種可行的方案，在春、秋以及冬季，冷卻水在水池中可以自然降溫，不需要采取額外措施。在夏季施工過程中，可以在循環水中投入冰塊，對循環水進行輔助降溫。通過對江中取水和循環水兩種方案進行經濟分析和可行性分析，決定采用建立蓄水池使用循環水。

3 施工過程控制

大體積混凝土在施工階段產生的溫度應力往往超過外荷載引起的結構應力，使混凝土產生溫度裂縫，影響錨碇使用年限。需要采取相應措施包括:原材料的選擇和配合比設計、布置水冷管、混凝土的養護以及勞動力組織。

3.1 原材料的選擇和配合比設計

原材料的選擇是保證大體積混凝土施工質量的重要部分，考慮施工現場的情況，決定采用商品混凝土。在選擇供應商時，選擇實力較強和信譽較好的單位。在混凝土連續澆筑時，需要保證混凝土供應連續性，這就需要考察供應商的生產能力和運輸能力。

混凝土的配合比設計需要滿足混凝土的強度以及抗滲性要求，在此基礎上應盡量減少水泥的用量，以減小混凝土的水化熱。經過多次試驗分析，錨碇基礎C30混凝土中水泥用量確定為280 kg/m3。

同時要求對砂石等原材料進行遮陽儲存，有條件的情況下，需要在混凝土攪拌前對原材料進行預冷，盡量降低混凝土出盤溫度。在混凝土運輸過程中，對運輸車要進行遮陽處理，減小對太陽輻射的吸收。

3.2 水冷管

在結構中布置水冷管是降低結構內部溫度的主要措施，水冷管的布置應根據結構水化熱計算結果，在滿足溫控要求的基礎上對水冷管布置形式進行合理優化，以取得較好的經濟效益。

在混凝土澆筑過程中，水冷管一旦出現漏水，將會對混凝土質量造成影響。因此在混凝土澆筑前，需要對水冷管進行密閉性試驗，保證水冷管在通水過程中的密閉性。

水冷管的通水時機，需要根據結構內部溫度確定，混凝土初凝時水化熱發熱量迅速增加，結構內部溫度也隨之增加。在內部溫度升高時，需要立即通水，加快內部溫度的散發。在混凝土初凝前不宜過早通水，通水過程中水冷管會發生一定震動，對結構內部結構會造成不利影響。

冷卻水采用循環水，在錨碇的前方建一需水量達400 m3的水池，水池兩端分別為出水口和入水口。在夏季施工時，當蓄水池水溫過高，向水池投入冰塊，降低循環水溫度。

3.3 混凝土的養護

大體積混凝土養護主要有溫度和濕度兩個方面?？刂苹炷帘砻娴臏囟饶康脑谟诳刂平Y構內外溫差，避免溫差過大產生裂縫。進行濕度養護目的在于避免混凝土表面出現干縮裂縫，保證混凝土強度的發展。為了解決大體積混凝土的濕度和溫度養護問題，在混凝土初凝后，將冷卻水管中的循環水通到結構上部，由于冷卻水出來后有一定溫度，對結構可以同時起到保溫和保濕作用。

3.4 勞動力組織

在所有施工影響因素中，人的影響因素最大。在選擇勞務隊伍時，要充分考慮勞務隊的素質以及相關的施工經驗。在工程施工前，對勞務隊進行深入技術交底，保證讓勞務隊能夠全面了解施工的難點和施工注意事項。在重點施工工序，安排技術人員指導勞務隊施工。

4 結語

大體積混凝土施工難度較大，需要對施工過程進行科學的管理，以保證工程質量和成本控制。不同的工程具有不同的特點，需要根據工程特點，對工程項目管理進行優化，以取得良好經濟效果。

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