承臺大體積混凝土溫度裂縫控制應用研究

姚正權 喻洪恩

摘 要：本文以浙江省文成至泰順（浙閩界）公路建設項目第WTTJ-4標段洪溪特大橋為實例對大體積混凝土溫度裂縫成因以及危害進行闡述，以此為基礎，對其溫度控制方式、溫控措施進行分析，旨在使承臺建設質量進一步提高。

關鍵詞：溫度裂縫;大體積混凝土;橋梁承臺

1 大體積混凝土溫度裂縫的主要成因

在對承臺實施施工過程中，由于溫度變形的影響，使大體積混凝土受到約束，進而產生裂縫，這主要是因為，在混凝土澆筑完成后，水泥會進行水化凝結，散發大量水化熱，使混凝土溫度進一步提高，導致其體積增大。通常水泥水化熱最集中的時間段為澆筑后3 d～5 d，該過程中水泥變形模量較小，為塑性過程，混凝土會吸收大部分的水泥水化熱，導致基巖部分的體積不斷增加，使其受到壓應力。之后由于混凝土導熱性能較低，導致其溫度下降緩慢，其變形模量增長速度較快，在降溫過程中，基巖會阻礙其收縮，導致其拉應力增大，當該值大于一定值時，也會導致大體積混凝土出現裂縫。

2 大體積混凝土溫度裂縫的主要危害

我國對于大體積混凝土溫度裂縫的防護措施并不完善，導致大體積混凝土溫度裂縫不符合要求。通過對部分橋梁進行研究可知，即使在其施工過程中采取了相應的溫控措施，也會出現表面裂縫或貫穿裂縫，一旦這些裂縫超過規定值時，會使橋梁出現巨大的安全隱患，輕則會使結構被破壞，重則會導致橋梁坍塌現象，不但會使維修成本增加，還會使使用者的生命和財產安全受到威脅，不利于社會發展。

3 施工現場對大體積混凝土的主要溫控措施

3.1 對水泥水化熱進行控制

為了使水泥水化熱進一步降低，施工單位應從以下三點出發進行控制：

（1）對水泥品種進行選擇，應使用中水化熱和低水化熱水泥進行施工。

（2）以大體積混凝土60 d強度和后期強度為依據，對水泥用量進行控制。

（3）增加粉煤灰用量，使水泥用量進一步降低，并對粗骨料進行合理選擇，使大體積混凝土配比合理性進一步提高。

3.2 對入模溫度進行控制

在對大體積混凝土施工溫度進行控制過程中，施工單位應加強對入模溫度的控制，主要措施為：

（1）對細骨料和粗骨料進行處理。在對石和砂實施存儲過程中，通常應采用防曬儲存法，在進行拌合時，應使用低溫水對其進行降溫處理，并嚴格進行試拌。

（2）對拌和水進行處理。為了使拌合水溫度進一步降低，施工單位可采取摻加冰塊等方式對其進行處理。

（3）對水泥進行處理。水泥生產完成后溫度較高，為了防止其對入模溫度產生影響，施工單位應先放置一定時間，待其達到規定溫度后方可實施施工。

（4）對澆筑時段進行選擇。混凝土的入模溫度與澆筑環節的溫度息息相關，因此施工單位應選擇多云或夜間時段對其進行澆筑。

3.3 對冷卻管進行合理應用

在對大體積混凝土溫度實施控制過程中，冷卻水管的應用越來越廣泛，通過對冷卻管進行合理應用，可以使混凝土內部溫度進一步降低，因此施工單位應對其溫度和水流量進行控制，達到調整混凝土降溫速率和溫度峰值的目的。

3.4 表面保溫保濕措施

（1）對表面實施保溫的主要措施。在承臺澆筑完成后，施工單位可對表面進行二次收漿抹平施工，在此過程中，為了降低塑性收縮裂縫的發生率，施工單位可將濕麻袋覆蓋于表面。上層頂面混凝土終凝后，施工單位可采取蓄水方式對其進行養護，通常蓄水深度應為5 cm～10 cm。除此之外，施工單位還可以將泡沫板、土工布等覆蓋物粘貼在承臺側面。當養護過程出現溫度驟降現象時，施工單位還應加強保溫措施。

（2）對表面實施保濕的主要措施。在橋梁施工過程中，施工人員應對承臺混凝土表面進行定期檢查，并對其進行灑水處理，使其表面濕度達到要求，通常保濕養護時間應大于14 d。

4 工程概況

浙江省文成至泰順（浙閩界）公路建設項目第WTTJ-4標段洪溪特大橋位于泰順縣筱村鎮巖漈頭村西北側，跨越洪溪，場地處于峽谷地帶，兩側地勢陡峭，峽谷切割較深，呈V字型，切割深度達340 m，丘陵頂部高程510 m，溝底高程170 m。洪溪特大橋承臺塔座為14.6*27.6*8 m，混凝土設計方量3 000 m3，混凝土設計強度C45，為大體積混凝土，大體積承臺混凝土防開裂現場實施方法依托洪溪特大橋承臺塔座進行。承臺塔座分兩次澆筑，第一次澆筑0 m～2.5 m高，共計混凝土1 000 m3，第二次澆筑2.5 m～8 m高，共計混凝土2 000 m3。本橋梁工程施工時間為9-12月，通過對往年天氣情況進行分析可知，該地溫度最高月份為9月，該月平均溫度為26℃，最低和最高溫度為22℃和30℃;溫度最低月份為12月，該月平均溫度為6℃，最低和最高溫度為-2℃和13℃，為了降低其溫度裂縫發生率，施工單位應對溫差進行控制。

4.1 對原材料和配合比實施設計

某工程在施工過程中，其承臺混凝土設計強度為C45，主要原料有：

（1）水泥為中熱硅酸鹽水泥，型號為P.M.H42.5。

（2）砂料為河砂，細度模數為2.5。

（3）碎石為連續級配，其19 mm～31.5 mm，9.5 mm～19 mm以及4.75 mm～9.5 mm摻配比例分別為15%、65%和20%。

（4）優質粉煤灰。

（5）無污染水。

（6）減水劑為聚羧酸高效減水劑。

4.2 施工要點

通過對設計要求進行分析可知，在對承臺進行澆筑時，可以將其分成1.5 m、2 m、1.5 m、2 m四層，總高度為7 m。在實施澆筑過程中，相鄰2層之間的施工間隔時間不應大于7 d，且應在上層混凝土初凝之前完成對下層混凝土的澆筑。為了對溫度裂縫進行有效控制，該工程對冷卻水管進行了合理的布設，主要內容為：在每層混凝土內布設2層冷卻水管，直徑為2.5 mm×50 mm，與此同時，每層混凝土冷卻水管和頂面及底面距離也存在差異。

（1）在對第一層混凝土中的冷卻水管進行布設時，其與底面的距離為0.4 m，與頂面的距離為0.3 m。

（2）在對第二層混凝土中的冷卻水管進行布設時，其與底面的距離為0.8 m，與頂面的距離為0.4 m。

（3）在對第三層混凝土中冷卻水管進行布設時，其與底面的距離為0.3 m，與頂面的距離為0.4 m。

（4）在對第四層混凝土中的冷卻水管進行布設時，其與底面的距離為0.8 m，與頂面的距離為0.3 m。四層混凝土中的冷卻水管共有8層，且每層管道之間的水平間距為1 m。

5 結語

在對大體積混凝土進行施工過程中，由于溫度裂縫的存在，導致其應力狀態發生變化，使其使用壽命受到影響。通常表層裂縫會是混凝土耐久性受到影響，而深層裂縫以及貫穿裂縫會使結構整體性被破壞。因此施工單位應采取合適的溫控措施，對大體積混凝土施工過程進行控制，使其裂縫發生率進一步降低，從而達到提高橋梁承臺施工質量的目的。

參考文獻：

[1]胡可寧，余毅.宜昌廟嘴長江大橋大體積混凝土溫度控制[J].世界橋梁，2014（5）：68-72.

[2]肖祁林.基礎大體積混凝土溫度收縮裂縫控制[J].甘肅科學學報，1998（4）：5.