芒稻河特大橋大體積混凝土施工技術

周金霞

（中鐵十五局集團有限公司，江蘇　南京　21000）

芒稻河特大橋大體積混凝土施工技術

周金霞

（中鐵十五局集團有限公司，江蘇南京21000）

大體積混凝土內外溫差過大會引起溫度裂縫，嚴重影響混凝土結構安全。通過嚴格選材、合理配置混凝土配合比，強化混凝土施工過程的混凝土拌制、運輸、澆注、振搗、內部降溫以及成品養護等措施，有效解決了大體積混凝土溫度裂縫隱患，保證了橋梁結構工程質量。

原材料選用；配合比設計；施工方案；裂縫控制；養護措施

1　工程概況

芒稻河特大橋起訖里程為K8+285.460～K9+558.860，全長1273.40m，中心里程為K8+908.66。主橋上部結構為65+110+65m變截面預應力砼連續箱梁，采用單箱單室截面，單箱底寬8.5m，兩側懸臂長4.2m，全寬16.9m，為雙線特大橋。主墩承臺混凝土方量約2800m3，混凝土設計強度等級C30。

2　大體積混凝土簡述

大體積混凝土，是指混凝土結構物實體最小邊長尺寸≥1m的部位所用的混凝土，大體積混凝土即為體積較大又就地澆筑、成型、養護的混凝土。大體積混凝土結構如大壩、反應堆體、高層建筑深基礎底板及其他重力底座結構物。大體積混凝土施工難點在于水泥水化熱釋放比較集中，從而混凝土內外溫差會較大，混凝土極易產生溫度裂縫，嚴重影響橋梁結構安全和正常使用。

3　大體積混凝土配合比

由于在大體積混凝土施工過程中，普通硅酸鹽水泥為中熱性水泥，水化熱值偏高，容易提高混凝土溫度，導致內外溫差偏大，則容易產生溫差裂縫。針對以上問題我們在外加劑和摻合料的摻量上作了一番研究。首先混凝土用水量減少，提高混凝土振實的密實性，降低混凝土的自身收縮性能；其次選用優質外加劑，適當減少水泥用量，從而降低水化熱總量；第三，延緩混凝土凝結時間，延遲高溫峰值的出現時間。

故混凝土配合比設計中，外加劑選用江蘇博特SBTJM-9泵送砼高效減水劑（它是一種具有緩凝、早強和泵送功能的高效減水劑），摻入量為0.9％；粉煤灰摻量為25％，混凝土初凝時間為12小時35分。既可以推遲混凝土水化熱峰值的發展，又同時推遲水化熱放熱高峰時間。避免因水化熱造成的裂縫。

3.1水泥

采用揚州亞東水泥有限公司生產的P.O42.5水泥。水泥的細度、標準稠度、凝結時間、安定性、膠砂強度實測值均滿足規范要求。

3.2粗集料

采用安徽馬鞍山連續技配粗集料，降底混凝土的干縮和溫升。但主要考慮到泵送混凝土和易性的要求，及結構物布筋較密因素。實際選用了16～31.5mm摻量70％及5～16mm摻量30％兩種碎石進行摻配，滿足混凝土可泵性和流動性。

3.3細骨料

采用江西贛江中砂，細度模數2.8，含泥量0.5％；其性能檢驗指標符合規范要求。

3.4摻和料

采用揚州二電Ⅱ級粉煤灰，其品質檢驗指標符合規范要求。既超量替代部分水泥從而降底混凝土水化熱，又可以改善混凝土拌合物工作性和可泵性，確定摻量為25％。

3.5外加劑

采用江蘇博特SBTJM-9緩凝泵送砼高效減水劑。其品質檢驗指標符合規范要求，摻入量為0.9％。

4　混凝土控制要點

混凝土施工嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）大體積混凝土相關要求執行，并特別注意以下方面：

4.1混凝土拌制配料前，各種衡器清計量部門進行計量標定，稱料誤差符合規范要求，各種原材料嚴格按確定的施工配合比拌制。

4.2水泥使用前充分冷卻，施工時水泥溫度＜40℃。粗、細集料從底部取料，避免表面暴曬料直接使用。延長混凝土的攪拌時間，使各種材料充分拌合均勻，提高混凝土的和易性。混凝土澆注盡量選擇夜間施工，入模前的模板與鋼筋溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。當氣溫高于入倉溫度時，加快運輸和入倉速度，減少混凝土在運輸和澆筑過程中的溫度回升，混凝土運輸車經常灑水降溫。

4.3混凝土拌合物坍落度控制在160±20mm為宜，縮短混凝土運輸時間，盡量減小坍落度損失。

5　大體積混凝土施工組織

5.1混凝土組織

本工程混凝土供應采取現場混凝土攪拌站現場拌制，兩臺2000L強制式攪拌機組成。平均每1.3m3攪拌時間為60S計，1小時能出80m3混凝土。混凝土運輸車5輛，每輛裝料7.8m3。滿足施工需要，扣除機械故障及混凝土罐車倒運時間，每小時實際能澆筑混凝土大約50m3左右。

5.2混凝土澆筑方案

芒稻河特大橋主墩承臺為大體積混凝土，為了防止混凝土開裂，選用低水化熱的水泥品種，盡量減少拌合物用水量，在施工工藝上進行優化，即“薄層澆筑，連續推進；及時通水冷卻降低混凝土內外溫差”。混凝土澆筑應水平分層澆筑，每層澆筑厚度不大于30cm，同時應在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完上層混凝土，混凝土澆筑順序由上游至下游再由下游至上游往復循環澆筑。

在最下邊一層冷卻管被混凝土覆蓋以后，即進行該層冷卻管連續通水，以后類同。混凝土澆筑完成定漿后應即時用濕草袋覆蓋保溫、養護。混凝土養護和冷卻水循環24h監控，監控期限以大體積混凝土體內外溫差不大于25度為止，同時混凝土養護時間不得小于7d。

5.3澆筑中注意以下問題

混凝土澆筑不應留冷縫，保證澆筑的交接時間控制在初凝前。保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。保證混凝土供應，確保不留冷縫。

混凝土振搗要及時，同時不漏振，但也不能過振，防止離析。根據施工方案按時測試混凝土內外溫差值，根據溫差值規定及時調整冷卻管水流速度。

6　大體積混凝土溫度裂縫控制措施

將大體積混凝土內部大量水化熱迅速排至體外，有利于控制混凝土因內外溫差產生的裂縫。本工程采用冷卻管循環導流體系鋼管-32-YB234-64黑鐵管，外徑42.25mm、壁厚3.25mm。綁扎在Φ25鋼筋上，混凝土在澆筑后5—6h采取間斷澆水措施和冷卻管道通水降溫，盡量的控制表面溫及混凝土內部溫度差值。混凝土澆筑6小時后，安排專人每隔2小時進行溫差檢測，冷卻管進水口溫度測為22℃，冷卻管出水口溫度測為40℃。當混凝土內溫度升高與混凝土表面溫度相差200C時，通過加大水的流速，出水口流量視內外溫差控制在10～20L/min，將水化熱迅速排出體外。當外界氣溫較高時迅速灑水降溫，保證內外溫差＜20℃ ，進水口溫度及出水口溫度控制在＜10℃。避免混凝土因內外溫差產生裂縫。實際工程期間出現過溫差＞20℃的情況，及時采取了冷卻管道通水降溫措施，此后溫差控制在20℃以內。混凝土澆搗終凝后降溫保養，根據本區域氣溫，混凝土表面澆水、內部采用冷卻管導水散溫系統即可。在養護期間，隨時檢測混凝土表面的干濕情況及溫差（內表溫差達18℃時及時加大冷卻管道通水流速度，將內、外溫差控制在20℃內）。

7　溫度控制

7.1溫度理論計算

7.1.1混凝土拌合溫度

TC=∑TiWC/∑WC，式中：

C－混凝土拌合溫度（℃）；

W－混凝土組成材料量（kg）；

C－混凝土組成材料比熱［J/（㎏.K）］；

Ti－混凝土組成材料溫度（℃）；

比熱量見表1

表1　每m3混凝土組成材料物理性能指標

7.1.2混凝土出罐溫度

攪拌站攪拌機為敞開式的，故T=TC=15℃

7.1.3現場混凝土澆筑溫度檢測平均值為：Tj=27℃

7.1.4混凝土內部的最高溫度

Th－混凝土絕熱升值；

CO—每1M3混凝土水泥用量（Kg/m3）；

CC—混凝土熱比（0.96）；

e—常數（2.718）；

m—經驗系數（0.3；

t—3 天齡期（d）

3天時水化熱溫度最大，所以混凝土內部溫度也在此時最高。經計算：Tmax=27+33.24=60.24

7.2混凝土養護

混凝土養護采用兩臺1.5KW抽水泵，一臺作為養護使用置于雙壁鋼圍堰內從冷卻管排出的散熱水中，散熱水溫度26℃。一臺置于雙壁鋼圍堰外河水中，河水溫度為21℃。當時的自然氣溫是15～25℃，，混凝土的表面溫度35℃，混凝土內部溫度60.3℃，內外溫差25.3℃。進水口溫度為21℃，出水口溫度為40℃，進出水口溫差＞10℃。所以混凝土表面采用間段性澆水養護，混凝土內部冷卻管只要加快流水速度，既可達到設計要求的內外溫差＜20℃，進出水口溫差＜10℃。

8　結語

芒稻河特大橋主墩承臺配合比設計通過嚴格的選材，科學試配，混凝土各方面性能就能得到預期的效果。混凝土施工配合比通過嚴格計量控制，就能滿足混凝土的各種性能指標及設計強度。大體積混凝土內外溫差施工前要經過嚴密的驗算，采用冷卻管導水散熱系統，選擇合理的養護方法，在施工過程中采取信息化監控，內外溫差控制在＜20℃以內，出入水口溫差＜10℃，可以有效避免溫度裂縫，保證橋梁結構安全和正常使用。

［1］閆小琳.橋梁承臺大體積混凝土施工技術［J］.交通世界（運輸.車輛）.2015（Z1）.

U445.57

文章編號：1003-5168（2015）-12-0130-2