浅谈水中承台大体积混凝土施工技术

孙二龙

SUN Er-long

Construction Second Bureau Infrastructure Investment Co., Ltd., Beijing 100000, China

【摘 要】桥梁工程中通常主墩承台尺寸较大，其中牵涉到大体积混凝土施工。而大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比，具有结构厚、钢筋密、体形大、施工条件复杂等特点。为了确保施工安全和施工质量，必须要掌握好大体积混凝土的施工技术要求。论文根据笔者施工经验及查阅相关文献对大体积混凝土施工进行探讨。

In bridge engineering, the main pier cap size is usually large, which involves mass concrete construction. Compared with ordinary reinforced concrete, mass concrete has the characteristics of thick structure, dense steel bar, large body shape and complex construction conditions. In order to ensure construction safety and construction quality, it is necessary to master the construction technical requirements of large volume concrete. This paper discusses the construction of mass concrete according to the author’s construction experience and consulting relevant literature.

【关键词】水中承台大体积混凝土；施工技术；分析研究 large volume concrete of cap in water; construction technology; analysis and research

【中图分类号】U445.57 【文献标志码】A 【文章编号】

1 引言

水中承台大体积混凝土，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土用量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求以外还必须控制温度变形裂缝的开展。这类大体积混凝土结构，由外荷载引起的裂缝的可能性较小。但由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩而产生的温度应力和收缩应力是其产生裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，因此控制温度应力和温度变形裂缝的开展是大体积混凝土施工的一个重大课题。测温结果应在以下范围中才能让砼不易产生裂缝：①混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50°C；②混凝土浇筑块体的里表温差不宜大于25°C；③混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0°C/d；④混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20°C。

2 浇筑大体积混凝土材料的选配 

如果用水化热较高的水泥浇注大体积混凝土，混凝土的内外温差会很大，温差大了就会引起裂缝，所以必须选用水化热低的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。细骨料宜采用中粗砂，可减少水泥水化热和混凝土收缩。粗骨料宜采用连续级配，含泥量不大于1%。提高混凝土和易性和抗压强度，同时可以减少用水量，从而减少水泥水化热，防止产生温度裂缝。在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料，可以改善混凝土的性能，减少用水量和水泥用量，延长缓凝时间，提高混凝土的抗渗能力。减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。粉煤灰取代水泥的最大限量为25%，粉煤灰对减低水化热、改善混凝土和易性有利，但会降低早期极限抗拉值，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。 

3 控制大体积混凝土配合比 

在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水比，掺高效减水剂和高性能引气剂，高粉煤灰掺量的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热抗裂混凝土。按照国家相关技术要求进行混凝土配合比的设计，坍落度再满足泵送的条件下尽量选择小值，以减少收缩变形。粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量，不减少配合比中的水泥用量，按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量

^[1]。 

4 大体积混凝土的浇筑及振捣

主墩承台浇筑，均由一端向另一端不间断地推进。根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到位”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。每层浇筑的厚度不大于50cm，混凝土入模时采用溜槽将混凝土卸落至底部。严禁自由下落直接冲入承台底，避免造成离析。混凝土振捣采用插入式振动棒人工振捣，加强承台底部钢筋网处的振捣，防止漏振。 混凝土浇筑时，应避开白天高温天气，选择晚上灌注，降低混凝土的入模温度。

5 大体积混凝土冷却水管的布置及冷却水循环

承台混凝土冷却水管根据承台高度分层布置，每2米布置一层，不足2米按一层计算。冷却管采用Φ40mm，壁厚2.5mm钢管，间距1.0m。每层冷却管设计2个进水口，2个出水口。冷却管安装时，用钢筋骨架支撑并焊接牢固。安装完毕后进行通水试验，防止漏水或堵管现象。

混凝土在浇筑时，覆盖住冷却管并振捣完毕后，即可通水；循环冷却水的流量控制在1.2~1.5m3/h。24h通水降温，通水时间要达到14d。冷却管通水后，技术人员跟班作业，随时量测冷却管的进出水温度及通过测温管量测混凝土不同位置及深度的温差。

6 加强混凝土的养护

混凝土浇筑完毕后，及时洒水养护并覆盖，进行保湿保温养护，避免混凝土表面温度散失过快，造成混凝土内外温差大，导致混凝土开裂。

采用表面覆盖蓄热养生，大体积混凝土内外温差根据体积大小和温度梯度不同，一般控制在25℃以内不会出现裂缝。当承台混凝土灌注后，内部温度虽然采取措施仍可上升到60℃以上，而混凝土表面随气温变化可能造成内外温差超过控制范围。为了控制内外温差，一方面采取措施降低内部温度，另一方面提高混凝土表面温度减少混凝土内外温差，即通过在混凝土表面覆盖撒热水，提高表面温度。混凝土浇筑完成后，进行覆盖洒水养护，因混凝土内部温度一般在浇筑完成2d后升高较快，此时将混凝土表面的覆盖物（麻袋）改用冷却管循环出来的热水喷洒养护。因出水水温较高，可提高混凝土表面温度，减少混凝土内外温差^[2]。

7 大体积混凝土测温

为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点，采用排形布置，每个测温点埋设测温线3根，1根埋设在距承台底部5cm位置，测量承台混凝土底部温度；1根埋设在承台高程中间位置，测量承台混凝土中部的温度；1根埋设在距承台顶5cm位置，测量承台混凝土表层温度。每根测温线上要标明记号，注明上中下位置，以方便测温记录。第l~5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至内外温差值在25℃左右且温度稳定为止。冷却管通水后，技术人员跟班作业，随时量测冷却管的进出水温度及通过测温管量测混凝土不同位置及深度的温差。将量测数据收集、汇总进行对比分析，发现问题及时处理，测温工作应连续进行，持续测温及混凝土强度达到时间，经技术部门同意后方可停止测温，一般宜连续监测14天左右。测温时发现温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取相应措施。

大体积混凝土结构测温记录表

工程名称

结构部位

砼强度等级

配合比编号

砼数量（m3）

砼浇灌日期

砼浇灌温度（℃）

开始养护温度（℃）

测温时间

气温(℃)

各测点温度（℃）

备注

年/月/日

时、分

测温点1组

测温点2组

测温点3组

测温点4组

测温点5组

底

中

表

底

中

表

底

中

表

底

中

表

底

中

表

施工负责人： 技术负责人： 测温员：

测温仪器名称

计量编号

8 结语

以上对水中承台大体积混凝土的浇筑以及施工养护温控技术进行了理论和实践上的初探，由于自身实践知识相对缺乏，以上见解仍有很大一部分停留在理论层面，但是实践中的应用效果还是比较好的，具体在施工中还得靠我们多观察，多比较，遇到问题后认真分析，多总结，结合理论和实践上的多种应对措施来提高施工质量，使大体积混凝土施工一系列的问题能进一步得到解决。 

【参考文献】

[1]彭立海.大体积混凝土温控与防裂[D].郑州:黄河水利出版社,2005. 

[2]水利水电科学研究院结构材料研究所.大体积混凝土[D].北京:水利电力出版社,1990.

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