大体积桥台混凝土施工控制方法论文_　胡亚军

摘 要：大体积混凝土施工时水泥水化时产生热量，导致承台内部温度升高，引起施工过程中的不均匀收缩，使桥台混凝土产生裂缝。本文通过分析混凝土凝结、硬化过程中的水化放热理论，结合工程经验，对影响施工过程中水化放热的各因素进行阐述，通过优化桥台混凝土配合比、合理设计温控施工方案、设计现场监控方案等工作，很好的解决的桥台浇筑过程中的水化放热问题，有效的指导了工程的施工。

关键词：大体积桥台；混凝土水化热；混凝土配合比

1 工程概况

混凝土的浇筑和养护是大体积承台施工的关键。随着国家大型桥梁建设的频繁，大跨度桥梁日益增多，桥梁桥台体积也越来越大。在桥台施工过程中，大体积混凝土施工时水泥水化时产生热量，导致承台内部温度升高，引起施工过程中的不均匀收缩，使桥台混凝土产生裂缝，影响承载能力。

本工程为大跨径连续梁桥。桥宽60m，全长78m。单个桥台基础采用14根φ1.8m钻孔灌注桩，其中0#桥台长约61.15m，宽约7.70m，高约3.20m，2#桥台长约66.80m，宽约7.70m，高约3.20m。材料为C40混凝土。均属于大体积混凝土结构。

桥台混凝土一次浇注量大，由于混凝土的水化作用，混凝土浇筑后将经历迅速升温期、缓慢降温期和稳定期三个阶段，在这个过程中混凝土的体积在温度变化影响下亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂能力将导致混凝土开裂[1]。因此为了避免混凝土出现裂缝，提高混凝土耐久性，保证工程质量，必须采取水化热控制及其它措施以预防混凝土开裂。

2 施工过程温控实施方案

2.1 混凝土配合比设计

在进行原材料的选择时应该遵循以下原则：

（1）选用发热量低的水泥。

在大体积混凝土中，水泥水化热是决定混凝土绝热温升值的最重要和最直接的因素，选用发热量低的水泥可以降低水泥水化热，减小混凝土内外温差。

（2）选用级配好、空隙率小的集料。

一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体，另一方面，采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的体积，提高混凝土的密实性，并可以节约水泥降低了水泥水化热和减少用水量。

（3）掺合料选择。

大体积混凝土最好选用优质粉煤灰和矿粉作为掺合料。粉煤灰可提高混凝土的和易性，大大改善混凝土的工作性能和耐久性[2]，取代水泥可以降低水化热，但粉煤灰的掺量较大时对早期强度影响较大。矿粉取代水泥，也可降低水化热，与粉煤灰比较还能提高早期强度。

拌合站制备混凝土时，先找出粗细骨料的最佳比例，再通过寻求掺合料和粗细骨料的最大密度，计算出最紧密堆积时粗细骨料、掺合料的最佳配比。根据大量的混凝土配比实验以及以往类似标号混凝土配比情况，提出如下配合比：

采用以上方案进行优化设计混凝土的配合比，并采取粉煤灰超量取代部分水泥和矿粉，在保证有较高强度富余的同时大幅减少了水泥用量，降低了混凝土水化升温。

2.2 分块浇筑

桥台采用C40高性能混凝土进行浇注，0#桥台混凝土体积约为1551m3，3#桥台混凝土体积约为1688m3，属于大体积混凝土结构。若采用一次性浇筑混凝土方量较大，需严格控制混凝土水化热，同时本工程桥台具有横向尺寸较长的特点，为抑制混凝土温度应力和收缩变形对桥台结构造成的不良影响，设计于桥台相应位置留设临时施工缝，将结构暂时划分为若干部分，经过构件内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，将结构连成整体。

2.3 温度监控措施

为做到信息化施工，真实反映各层混凝土的温控效果，施工过程中对混凝土进行了相关温度监测。各项监测项目在混凝土浇筑后立即进行，连续不断。混凝土的温度监测，在升温阶段每隔2h巡回监测各点温度一次。到达峰值后每隔4h监测一次，持续5~8天，随着混凝土温度变化减小，逐渐延长监测间隔时间，直至温度变化基本稳定。

图1 温度监测流程图

根据桥台结构特点和温度场计算成果，拟在各层埋设温度传感器监测大体积混凝土内温度场变化规律。桥台温度测温点位于距离桥台底面0.5m、1.6m和2.8m的位置。

图2 传感器水平向布置图

图2 传感器竖向布置图

2.3 施工控制措施

根据《大体积混凝土施工规范》相关要求制定了混凝土在施工期内不产生有害温度裂缝的温控标准，具体内容如下：

（1）混凝土绝热温升：30min内不超过20℃；

（2）混凝土内表温差不超过25℃；

（3）混凝土允许最大降温速率不超过2.0℃/d。

由于桥台施工于冬季进行，为避免冬季寒冷天气对表面混凝土产生较大影响，致使大体积混凝土内外温差过大，应采用导热系数较小，保温效果较好的木模板进行混凝土施工，模板应高出桥台顶面20cm。如施工条件允许的情况下，宜事先于桥台混凝土外侧浇筑一层由加气混凝土组成的保温维护结构，既能作为桥台混凝土模板，同时介于其较小的导热系数又能对桥台边部混凝土起到保温作用[3]，保温维护结构混凝土厚度10-20cm，高出桥台顶面20cm。

为了使各项温控措施落实到实处，施工单位必须成立专门的温控管理团队，根据温控单位的技术要求，落实各项技术措施；在各部位大体积混凝土施工之前，施工单位必须做到逐步技术交底，使班组、工人能了解温控的必要性及操作情况；温控监测单位将在浇注下层前将上层温控监测成果上报施工单位，并及时做出温控施工效果评述。施工单位根据温控结果决定下一层的浇筑时间和施工方案，避免混凝土的收缩和温差产生的应力造成混凝土开裂，保证工程质量。

3 结论

（1）混凝土配合比设计是大体积混凝土浇筑时水化热控制的基础。

（2）大体积混凝土采用分块、分层浇筑时，可避免采用铺设冷水管的方式，降低工程造价，但应处理好各分块之间的衔接关系。

（3）合理的温度监控措施可时时掌握施工过程中的温度变化，便于现场控制。

参考文献

[1]戴镇潮. 大体积混凝土的防裂[J]. 混凝土, 2001(9):9-11.

[2]侯景鹏, 熊杰, 袁勇. 大体积混凝土温度控制与现场监测[J]. 混凝土, 2004(5):56-58.

[3]刘凯立. 大体积混凝土施工中的裂缝分析及防控措施[J]. 工程技术：全文版, 2015, 5(31):00097-00097.

论文作者:　胡亚军

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷23期

论文发表时间:2020/4/3

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