淺談橋梁承臺大體積混凝土施工技術

韓庚

【摘要】本文以大岳高速公路第十合同段冷水鋪互通主線橋承臺砼施工為案例，分析大體積砼在建筑施工中的質量控制措施，總結施工經驗，為類似工程的施工提供建議。

【關鍵詞】承臺；大體積混凝土；施工技術

一、前言

近年來，大體積混凝土在橋梁結構中得到了廣泛應用，但是在施工過程中，由于水泥的水化熱作用等原因導致混凝土極易出現溫度裂縫、收縮裂縫等質量通病，裂縫一旦形成，尤其是貫穿裂縫，極大的削弱了結構的耐久性和結構的承載能力，危及結構的安全使用，因此，如何采取有效的措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注和研究的問題。

二、控制措施

大體積混凝土的施工技術要求比較高，應根據混凝土結構的不同特點、受力狀況、約束條件等因素進行綜合考慮，從材料性能選擇、施工工藝、養護方法等有關環節做好充分準備工作，才能保證混凝土的施工質量，預防各種裂縫的出現。

（一）施工材料的選擇

1、水泥

水泥質量的好壞對混凝土的質量起著決定性的作用，尤其是水泥的水化熱和凝結時間對混凝土的影響，水化熱低可以有效的避免水化裂縫的產生，而凝結時間長短也是有效避免施工冷縫產生的一項措施。在大體積混凝土配置中，當不考慮摻摻合料（礦粉﹑粉煤灰）時應當優先選擇礦渣硅酸鹽水泥以降低混凝土水化反應熱，當摻摻合料時應當優先考慮普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級的選擇應與混凝土設計強度等級相適應。原則上當配制高強度等級的混凝土時，宜選用高標號的水泥，配制低強度等級混凝土時，宜選用低標號的水泥。究其原因主要是考慮普通水泥水化熱較高，特別是應用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發，在混凝土內部溫度過高，與混凝土表面產生較大的溫度差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。

2、骨料

粗骨料：混凝土中骨料的體積約占混凝土體積的70%，但骨料中常常含有淤泥、粘土等附著在骨料表面，妨礙了水泥與骨料的粘結，增加了用水量，降低了混凝土的強度﹑抗滲性和耐磨性，并增加了混凝土的干縮，造成混凝土泌水等，同時骨料的顆粒級配與粒型對混凝土的和易性和強度性能有比較顯著的影響，顆粒級配差的石子空隙率增大，在漿體量一定的情況下，填充孔隙的砂漿多而包裹石子的砂漿變少，針片狀碎石還增加了新拌混凝土在流動過程中的摩擦阻力，使混凝土的包裹性、粘聚性變差，從而不利于泵送與施工，影響混凝土強度等。

細骨料：根據施工經驗，一般情況下中砂比細砂每立方米混凝土減少用水量約10%左右，使用級配較好的中砂還能相應減少水泥6%左右（因為細砂表面積比粗砂大的多，使用細砂時為了滿足施工要求的和易性必須增加單位水泥的用量，以提高水泥漿對骨料的包裹性），且使用中砂能減少混凝土泌水增加和易性﹑保水性等。因此，生產大體積混凝土時宜采用顆粒級配比較好的中砂（細度模數>2.3，含泥量<3%）。

3、粉煤灰

由于本項目混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰，且粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但考慮摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，因此粉煤灰的摻量宜控制在10%以內，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量，按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

4、外加劑

在大體積混凝土中，采用各種外加劑以減少水泥用量，從而降低混凝土的升溫，常采用的外加劑是減水緩凝的復合型外加劑，減水劑為表面活性劑，摻入混凝土中能對水泥顆粒起很好的擴散作用，把水泥顆粒包裹的水釋放出來，以保證水泥的充分水化，從而減少用水量，降低水灰比，減少混凝土因溫差引起的裂縫。

（二）混凝土配合比的確定與優化

通過試驗室進行多種配合比的試驗和研究，選用最佳配合比作為混凝土的施工配合比，最佳配合比應滿足：初凝時間不少于6小時、砂率控制在35—40%左右、混凝土土中最大氯離子含量為0.06%、混凝土土中最大堿含量為3.0kg/m3、水泥中鋁酸三鈣含量<8%。

（三）施工方法的控制

大體積混凝土澆筑時，除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實外，還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響，在實際施工中應控制以下幾個要點：

1、混凝土澆筑方法：采用分層澆筑的方法，分層厚度不大于50cm，并任其斜向流動，層層推移，但必須保證第一層混凝土初凝前進行第二層混凝土澆筑，同時混凝土應由大斜面分層下料，分層搗固，采用“分段定點、一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的方法，避免出現施工冷縫。

2、振搗方式：振搗過程宜將振搗棒上下略有抽動，使上下混凝土振搗均勻，每次振搗時間以20～30S為宜（混凝土表面不再出現氣泡、泛出灰漿為準），振搗時，要盡量避免碰撞鋼筋、管道預埋件等。振搗棒插電采用行列式的次序移動，每次移動距離不超過混凝土振搗棒的有效作用半徑1.25倍，振搗操作要“快插慢拔”，防止混凝土內部振搗不密實，且振搗應先低后高，防止高低坡面處混凝土出現振搗“松頂”現象。

3、泌水處理：混凝土在澆筑、振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面下流到坑底，通過側模底部開孔將泌水排出基坑。當混凝土大坡面的坡角接近頂端模板時，改變混凝土澆筑方向，形成集水坑，及時將泌水排除，以提高混凝土質量，減少表面裂縫。

4、施工溫度控制：對混凝土的澆筑溫度和混凝土內部的最高溫度進行人為的控制。一是控制混凝土澆注入倉溫度，澆注溫度直接影響混凝土體內的溫度場，引起混凝土內部收縮開裂縫。在高溫施工季節，可采用冷卻拌和用水，對砂石料進行遮陽覆蓋，并用水噴淋冷卻的方法，最大限度的降低混凝土入模溫度。二是控制混凝土澆注溫度，主要是混凝土出拌和機后，經運輸、平倉、振搗等過程之后的溫度，夏季施工應盡量安排在1天中溫度最低時（一般安排在夜間），冬季施工則要避免夜間施工，防止混凝土受凍。三是夏季施工時采用在混凝土內預埋上下聯通的蛇形冷卻管通過冷水循環達到混凝土內部降溫的目的，通過水閥調整水的循環流量，以達到減少混凝土內外溫差的目的。

（四）混凝土的養護

1、混凝土澆注結束，待其終凝后開始進行養護，其連續養護時間應滿足規范要求。

2、大體積混凝土表面宜覆蓋土工布等吸水材料進行補水養護，不宜只覆蓋塑料膜進行保水養護；若采用覆蓋塑料膜養護時，宜不斷向膜內澆水，始終保持混凝土結構表面處于濕潤狀態。

3、隨時測定大體積混凝土結構物內外溫差變化，根據溫差值確定其養護方法，但應始終保持混凝土結構物內部與表面、表面與環境氣溫的差值≯25℃。

⑴當混凝土結構物內部與表面溫差>25℃時，可采用向混凝土內預埋的降溫設施注水降溫、或將其表面覆蓋保溫養護，也可兩者同時進行。

⑵當結構物表面溫度與環境氣溫差>25℃時，宜將結構物表面覆蓋，進行保溫、補水養護；

⑶當結構物內部與表面、表面與環境氣溫差<25℃時，且環境氣溫>5℃時宜向混凝土表面補水養護；當環境氣溫≤5℃時，宜覆蓋保溫養護，但不得灑水。

三、總結

隨著高速公路建設的快速發展，太體積承臺越來越多的應用于大跨徑高墩橋梁中，裂紋控制成為施工中重點控制的內容，而裂縫的產生是由多種原因造成的，合理的選擇施工材料、優化混凝土的配合比、采用科學的施工方法、加強混凝土的養護等各個環節都應嚴格把關，提高混凝土的各項性能，保證工程的施工質量。

參考文獻

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