大體積抗滲混凝土澆筑質量控制的研究

王根香

摘 要：所謂大體積混凝土，即現場澆筑的最小邊尺寸為1～3m且必須采取措施以避免水化熱引起的內部最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土。本項目計劃通過合理的試驗室配比，主要針對水泥用量、拌合過程、澆筑時間和科學規范的施工工藝來保證施工質量，避免出現溫度收縮裂縫和結構性裂縫。

關鍵詞：大體積；抗滲；混凝土；質量；研究

1 工程簡介

官塘橋路為鎮江南出口的快速通道，全長4670米，項目設計標準為城市快速路，全線共設置互通式立交1處，即四平山路、秀山路互通；主線下穿隧道2處，分別是谷陽路下穿隧道及萊山路下穿隧道；全線根據出行的需求，設置了3座人行過街地道；全線共設置6對出入口。

暗埋段每節段底板厚度1.3m，寬度31.4m，長25m，每次澆筑方量約1100m3，結構主體采用C35抗滲混凝土（抗滲等級P8）。根據區域水文地質及勘探資料，隧道處無河流等地表水體發育，地下水以孔隙潛水為主，主要賦存于填土及粘性土類層中。

2 選題理由

官塘橋路為鎮江市首次采用下穿隧道立體交叉形式的城市快速路，隧道施工周期短，工程量大，必須通過施工過程中的合理控制，確保隧道的實體和抗滲質量，避免出現收縮裂縫影響結構的正常使用。實踐證明，在優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量，做好溫度監測工作及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生，達到良好的自防水抗滲效果。

3 混凝土配合比控制

3.1 根據設計圖紙及施工條件。混凝土工藝參數如下：（1）設計強度為C35，抗滲等級為P8。（2）現場需采用泵送工藝進行施工。（3）拌合站距澆注現場距離較遠，經運輸計時測試為45分鐘。（4）在保證混凝土強度和施工坍落度的前提下應提高摻合料及骨料的用量，降低水泥用量。

3.2 水灰比：根據規范JTG/T F50-2011 JGJ55-2011。泵送混凝土水灰比應小于0.6，膠凝材料應大于300kg/m3，抗滲混凝土水灰比應小于0.5。因此經試配確定水灰比為0.4。經28天抗壓強度為45.8Mpa，滿足設計試配強度43.2Mpa。

3.3 砂率：根據規范，抗滲混凝土砂率宜為35%～45%，大體積混凝土宜為38%～42%。因此選取中值砂率為40%。

3.4 減水劑摻量為1.2%，膨脹劑摻量為8%。

3.5 用水量：因碎石粒徑為5-31.5mm，坍落度因滿足泵送要求為120-160mm，減水劑的減水率為28%。經拌合調試選取用水量為152kg/m3。

綜合以上因素，得出基準配合比：水泥：水：黃砂：碎石：減水劑：膨脹劑=380：152：766：1149：4.180：30.4，調整基準配合比±0.3。

4 混凝土拌合站控制措施

4.1 本項目大體積混凝土澆筑采用2臺拌合樓供料，拌合樓1一次拌合方量為1.5方，拌合樓2一次拌合方量為1.0方，由于本混凝土坍落度較大且摻加減水劑及膨脹劑，故拌合時間設置為90秒，每小時產量約80方。

4.2 運輸罐車進行灑水保持濕潤，以降低混凝土在運輸途中溫度升高過快。

4.3 嚴格控制混凝土出料溫度，當溫度過高時應及時采取適當措施，如向原材料灑水降溫，向儲水罐投遞冰塊降低拌合用水溫度等。

4.4 嚴格控制混凝土出場坍落度，出場坍落度宜以上限控制，由于拌合站距現場運輸時間為45分鐘，經坍落度損失試驗，坍落度損失為30mm左右，故出場坍落度應確保不低于150mm，以確保現場泵送施工。

5 施工現場控制措施

5.1 施工時間選擇：大體積混凝土施工避開每天的高溫時段，安排在下午5點-次日7點之間進行。

5.2 澆筑前提前約半小時對模板、鋼筋采用基坑水進行沖洗降溫，泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫。使混凝土入模前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃。

5.3 制訂澆筑方案，為減少外應力和溫度應力，也有利于散熱，減少水化熱的積聚，降低混凝土內部溫度，采用分塊、分級澆筑。本項目暗埋段為雙室結構，兩側墻身寬度1.0m，中隔墻寬度為0.8m，半幅凈寬14.3m，長度為25m。（1）澆筑由2臺泵車分別進行2側箱室供料；（2）每側箱室縱向分3個條塊進行，分塊面積約125m2，厚度約0.6m；（3）每分塊混凝土方量約80m3，按照混凝土產量，需要約2個小時完成澆筑，澆筑過程由一名技術人員經常檢查前面澆筑的混凝土初凝情況并配合采用二次振搗法，增加混凝土的密實度，提高抗裂能力，同時也可防止出現冷縫。（4）控制混凝土的澆筑溫度不宜高于30℃（混凝土的澆筑溫度系指混凝土振搗后，在混凝土50～100mm深處的溫度）。

5.4 墻身采用分層澆筑，每層澆筑控制在300～500mm之間，循環進行。

5.5 混凝土表面是外觀質量的關鍵工藝。本項目采用一道木抹進行提漿整平和一道鐵抹的工藝。（1）第一次采用長柄木抹，主要是將表面擠壓平整，使表面的水泥乳漿均勻分布，漿液厚度為3mm～5mm。待表面收水時，進行提漿整平，其作用是趕出表面泌水。（2）二次抹壓表面處理，有利于減少混凝土早期塑性裂縫，閉合泌水收縮裂縫。（3）最后一道鐵抹需待泌水趕出后，方可進行。將表面砂粒壓入漿面，至有青色呈出即可。（4）過度的抹平壓光也會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層。水泥漿中的Ca（OH）2與空氣中的CO2反應生成碳酸鈣，放出結合水而混凝土表面碳化收縮，導致表面龜裂。

5.6 加強混凝土的養護及測溫工作。（1）為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，應根據當時的施工情況和環境氣溫，采用了“蓄水法”進行混凝土養護。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層土工布，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎周圍砌擋水，蓄水深20cm，養護28天。（2）為及時掌握混凝土內部溫度與表面溫度的變化值，在基礎內埋設測溫點4個，深度分別設在板中及距表面10cm處，分別測量中心最高溫度和表面溫度，測溫管均露出混凝土表面12cm。

6 實施效果及結論

目前，官塘橋路隧道大體積施工已經完成，經現場檢查，未發現溫度變形裂縫和滲漏等不良現象。現場的60組混凝土標養試塊抗壓強度最小為46.2Mpa，抗滲等級為p12，均達到或高于設計指標，通過本工程的實踐，有以下幾點體會。

6.1 對混凝土出機溫度和入模溫度的控制，是必要的、有效的。溫度高于30℃以上時對砂石料進行灑水降溫，施工避開中午高溫時段，安排在下午5點-次日7點之間進行混凝土澆筑施工。

6.2 為減少外應力和溫度應力，減少水化熱的積聚，降低混凝土內部溫度，采用分塊、分級澆筑。墻身采用分層澆筑，每層澆筑控制在300-500mm之間，循環進行。

6.3 采用了補償收縮混凝土技術，采用兩種能降低早期水化熱的外加劑，延長凝固時間，促使水化熱峰值平滑。綜合處理了強度、抗滲、防凍、泵送、保塑、降低中心溫升與防裂等多個方面的相互關系，混凝土具有良好的工作性能和力學性能。

6.4 溫度監控措施要及時、準確的反映混凝土內外溫度的差別，以便及時采取相應的保溫、保濕養護措施。

參考文獻

[1]曹蔚卿.淺述大體積混凝土裂縫控制[J].山西建筑，2007，33（11）.

[2]白宗太.大體積抗滲抗凍混凝土施工技術[J].西部探礦工程，2003（07）.