大體積砼水下承臺澆筑工藝及溫度控制

沈明海

摘 要：本文具體結合江上大橋工程項目進行解析，包括水下主墩承臺施工工藝、混凝土配合比例、建筑細節以及溫度控制技術等細節因素，為日后架構整體安全質量維護提供廣泛疏導線索；同時開放承臺砼溫度監控與計算程序，令現場溫控措施變得更加有效，避免任何企業信任形象危機，最終為相關事業長期可持續發展奠定深刻適應基礎。

關鍵詞：承臺大體積砼；溫度控制；澆筑工藝；細節銜接；發展前景

0 引言

涉及大體積混凝土溫度裂縫問題具體源自于砼結構內部溫差應力作用，因為水泥水化反應期間會放出大面積熱量，而混凝土材質澆筑3分鐘左右后加劇這部分溫度上升結果，容易導致現場混凝土架構膨脹變形現象，期間壓應力與混凝土彈性模量產生交鋒，加上膨脹環境下基礎約束動力顯著，不免造成混凝土收縮跡象，并產生相應拉應力作用。而后混凝土自身彈性模量變大，降溫會令材質急劇收縮并產生較大拉應力，一旦說這部分應力功效超出同齡期混凝土抗拉強度指標時，溫度裂縫危機由此滋生，后期施工成品危害隱患將不可小覷。另一方面，在混凝土內部溫度超標基礎上，加上外部溫差拉應力影響，也會令結構滋生大量裂縫。所以針對施工材料、配制比例以及現場條件進行溫度強化管制，是遏制上述工藝缺失跡象的主要手段。

1 大體積砼水下主墩承臺澆筑工藝特征論述

這部分承臺架構主要利用鋼板樁作為圍堰設施，同期技術員同步協調抽水與圍堰基礎加固工序，而后依照前期標高設計值進行相對低于30cm位置的挖泥活動，并完成封底工作內容。封底砼具體結合砼輸送泵進行材料灌輸，持續到底部，確保架構整體強度為75%時再執行抽水任務。如若此時產生任何突發狀況，就必須立即停止抽水動作，同時結合現場條件進行補救方案布置。抽水內容銜接過后，須聯合清底、樁頭鑿除工作進行樁基檢測，如底部平面位置、結構尺寸、標高等，保證單位施工記錄和試驗資料收集的完整性。最后便是鋼筋綁扎，需要注意鋼筋尺寸與圖紙規格相吻合，將任何不滿足焊接技術要求的現象排查完畢；綁扎位置要足夠精確，維持鋼筋預埋工序的順利進行。

現場技術人員需要考慮的問題比較多，其中包括現場施工條件，拌合站施工潛質、混凝土材質運輸速率、人力資源匹配等，同時做好鋼板樁內支撐力度驗證工作，經過比選確定完后，此類承臺具體采取兩次澆筑方案。具體工藝流程表現為：鋼板樁圍堰布置——圍堰抽水、加固、挖泥與封底——樁頭鑿除樁基精準檢驗——下層承臺鋼筋綁扎與墩身預埋筋裝設——監理工程師校驗——模板安裝及加固——后期重復檢查——承臺砼澆筑——上層承臺鋼筋綁扎——墩身預埋筋裝設——模板安裝調試與加固——工程師檢驗——承臺砼澆筑——最終養護。

2 混凝土配合比例與現場澆筑工藝布置細節研究

2.1 混凝土配合比例選定與輔助材料搭配

因為水泥用量將直接對混凝土溫升效應造成影響，所以在配合比例設置上要足夠細心，此類水下承臺依據項目規劃標準決定借助泵送工藝進行材質結構控制。配合比例操控上，主要是在盡量保證混凝土強度基礎上，適當減少水泥用量并減緩水化熱反應，杜絕不良收縮危機滋生；再就是運用雙摻技術手段完善粉煤灰用量與混凝土合易性。當然，石子級配與粒徑不宜過低，針片狀顆粒與含泥量分別占據15%、1%，希望透過此類手段遏制材質收縮與泌水隱患，而初凝時間也要穩定在11小時上下，期間，確保中粗砂與混凝土搭配比例，經過長期實踐與配合比例優化，貫徹混凝土可泵性、和易性績效指標，將水化熱釋放危機排除在外，進而降低結構溫升峰值。因此在材料選取上應遵循以下細節：首先，水泥選取上主動規避高水化熱現象，具體就是P.O42.5普通硅酸鹽水泥；其次，摻加二級磨細粉煤灰，確保已經通過技術驗證；再次，外加劑采取HW-F鋼筋阻銹劑，當中蘊含復合型減水劑功效，確保初凝時間穩定在8-10小時之內；最終，細骨料級配與含泥量也應嚴格掌控，粒徑最好穩定在4.75-26.5mm。

2.2 大體積砼生產與澆筑細節解析

此類橋砼拌制工作主要在相關項目部進行，整體拌合力度為每小時60立方米，攪拌期間采取計算機智能控制稱量系統進行強制集中調試，期間，不間斷地實施砂、石料的含水率檢測活動，以便于后期施工用水量的協調。需要注意的是，砼結構拌制時間必須保證迎合項目規范要求，任何時期都必須低于60s，不得因其它理由做出超長設置；再就是砼拌合物無論在色澤或是均勻狀態上都要一致，切忌離析與泌水現象滋生。須知此類水下承臺澆筑工作最好在陰天或者溫差不大的時段實施，嚴禁在大風天氣強行執行，杜絕風吹造成的砼表面干裂跡象；如若遭遇雨天侵襲，砼拌制時要同步驗證砂石含水率并做好配合比驗證工作，盡量采取嚴密防水措施，保證砼結構初凝階段不至于與水發生直接性碰觸。該類承臺具體分作兩次進行澆筑，依照混凝土方量、平面面積較大且距離澆筑地點較遠實際條件觀察，運用分段、分層以及臺階式推進澆筑工藝便顯得十分便利。橫橋透過初始向尾部位置澆筑時，技術人員最好選用搭接交錯小層疊手法，保證小層厚度小于30cm；下小分層澆筑規范距離后再開始澆筑上小分層，基本上下分層澆筑工作時同時進行，直至大分層規范高度之后再進行逐層推進，直至另一側完畢。這里需要特別注意的是，上下小分層同時澆筑階段，前后距離必須穩固在1.5m以上。而初始層澆筑工作處理妥當之后再進行墩身鋼筋預埋并開展鑿毛工作，保證養護時間達到7分鐘后再持續澆筑第二層，澆筑方式上與前道工序并無太大差異。

3 大體積砼水下承臺溫控技術布置細節解析

溫度控制是承臺大體積混凝土施工期間相對重要的環節，能夠適當遏制溫度應力增大與結構裂縫危機。須知溫度控制是主要結合混凝土生產、施工異質化節點予以銜接的，尤其在專業溫控小組監控范圍下，有關現場溫度控制工作更應該在主管人員嚴格技術指標規范背景下運轉。

3.1 溫度控制方案的計算與現場模擬演練

為了有效穩固承臺大體積混凝土施工質量，協調前期預防工作活動，技術人員必須及時觀察現場結構布置特征以及標準施工要點進行溫控方案修改，必要時結合MIDAS/CIVIL模擬現場施工狀況，將混凝土澆筑分層、溫度、保溫養護等邊界條件充分灌輸到混凝土彈性模量之中，確保進一步協調自身體積與水發熱散發規律因素。實際程序計算結果表現為：混凝土經過澆筑之后會經歷兩分鐘過度到溫度峰值，同時在后續半分鐘左右內開始下降，初始溫度降低速度較快，后期將逐漸減緩，持續到20分鐘會平穩下來。初始層混凝土內部最高溫度值為66℃，二層為68℃，經過應力科學計算，發現最大值徘徊在一層底部與二層中部位置之間。技術人員可利用最高溫度值經驗表達式進行對應計算，分析絕熱升溫現象同時得出材質內部極限溫度值為68℃的結論。

3.2 現場溫控策略延展

首先，砼入模溫度與澆筑分層有機控制。根據不同的季節進行施工控制要點分析，技術人員需要在傍晚時進行承臺澆筑，從而使混凝土初始入模溫度得到合理降低。經過每次開盤工作時，水泥、粉煤灰與水溫度都要得到清晰提煉，并且針對砂石料進行灑水降溫改造，實測溫度大致為31℃入模溫度為33℃。當然，為了有效降低入模溫度，可在冰箱中加入適量冰塊的同時降低拌合水溫度，確保測出入模溫度在27℃左右，同時在具體澆筑分層內部進行嚴密的厚度控制。

其次，冷卻管科學布置與調試在澆筑混凝土前期，需要盡量穩固承臺鋼筋綁扎力度，并預先在承臺內部布置兩層薄壁鋼管作為散熱冷卻媒介，期間運用承臺架立鋼筋固定，保證與承臺鋼筋網緊密銜接；至于冷卻管間距暫時設定為2m，出水口、進水口分別預留四個，冷卻水管在進出水口呈現L型，上端位置延伸到承臺頂部，外主管上部對應安設開關閥門，具體協調水流量與流速效應。

4 結語

綜上所述，涉及大體積砼水下承臺澆筑工藝與溫度控制細節因素眾多，技術人員必須確保在迎合項目規劃需求基礎上，依照材質選取、混合比例搭配以及各類降溫手段進行現場結構安全質量穩固，杜絕后期應用階段任何不安問題滋生，避免不必要的經濟損失結果。

參考文獻：

[1]汪興兵.大體積承臺施工的關鍵技術和質量控制[J].交通世界（建養.機械），2010，20（12）：88-95.

[2]杜堯秀.大體積承臺混凝土施工技術[J].山西建筑，2011，11（07）：77-79.

[3]雷先昌.水中大體積承臺施工技術[J].科技創業月刊，2011，21（03）：58-66.

[4]王明磊.大體積混凝土施工裂縫的預防與補救措施研究[D].長安大學，2010.

[5]郭永斌.鋼圍堰深水大體積砼封底施工技術[J].國防交通工程與技術，2011，03：57-59+71.

[6]張秋信.大體積混凝土承臺一次澆筑施工技術研究[D].長安大學，2010.

[7]李宗才.大體積混凝土裂縫控制與工程應用[D].青島理工大學，2014.

[8]戚新龍，楊志紅.溫度控制技術在斜拉橋基礎施工中的應用實例[A].中國公路學會，中國公路學會2005年學術年會論文集（上）[C].中國公路學會，2005：5.