淺析大體積混凝土施工質(zhì)量控制

彭海

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，我國(guó)市政建設(shè)也處于高速發(fā)展時(shí)期，大體積混凝土施工結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強(qiáng)，因此能夠?yàn)檎w工程提供有效的基礎(chǔ)支撐，目前已被廣泛應(yīng)用于市政工程建設(shè)之中。但是施工技術(shù)要求比較高，其施工質(zhì)量對(duì)于整體工程建設(shè)具有十分重要的意義。大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫，但是只要我們?cè)诓牧?、施工工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中能夠充分考慮各種因素的影響就可以避免裂縫的產(chǎn)生。本文以實(shí)際工程為例介紹了大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工質(zhì)量控制；溫度控制

一、工程概況

某區(qū)機(jī)場(chǎng)互通立交一期工程B1B2道部分采用一種橫斷面由多片預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土橋面板形成的簡(jiǎn)支組合箱梁結(jié)構(gòu)。橋?qū)挘?.5m（防撞墻）+12.25m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0.6m（中央分隔帶）+12.25m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0.5m（防撞墻）=26.10m。每跨由8片預(yù)應(yīng)力小箱梁組成。橋梁墩柱承臺(tái)屬于大體積混凝土，承臺(tái)尺寸為12.6X12.6X3.5m，需C30混凝土555.66m3。

二、大體積混凝土施工質(zhì)量控制

（一）材料選擇

本工程采用商品混凝土澆筑。對(duì)主要材料要求如下：

1、水泥

用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的325號(hào)礦渣硅酸鹽水泥。

2、骨料

選用良好級(jí)配的粗細(xì)骨料。細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)大于2.40的中砂，可摻WL-1型緩凝劑，內(nèi)摻一定數(shù)量粉煤灰；粗骨料選用粒徑為5.25mm和5.40mm連續(xù)級(jí)配的碎石，優(yōu)先選用5.40mm的碎石，減少混凝土的收縮。嚴(yán)格控制骨料的含泥量，粗細(xì)骨料的含泥量分別控制在1%、2%以下，控制骨料的含泥量不僅有利于混凝土的強(qiáng)度發(fā)展，而且有利于混凝土極限拉伸強(qiáng)度的提高，從而提高混凝土的抗裂能力。

3、外摻劑

在混凝土中可摻加復(fù)合型外加劑和粉煤灰，以減少絕對(duì)用水量和水泥用量，改善混凝土和易性與可泵性，延長(zhǎng)緩凝時(shí)間。

4、混凝土配合比

泵送的混凝土砂率應(yīng)在40%～45%之間（高強(qiáng)泵送混凝土砂率宜控制在36%～38%）；在滿足混凝土和易性及可泵性前提下，盡量降低砂率；坍落度在滿足泵送條件下盡量選用小值，以減小收縮變形。

（二）施工技術(shù)

1、結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，啟用了現(xiàn)有的兩臺(tái)拌合樓，以確?；炷恋墓?yīng)及時(shí)。混凝土采用分層連續(xù)灌注，一次成型，分層厚度宜為30cm左右，分層間隔灌注時(shí)間不得超過(guò)試驗(yàn)所確定的混凝土初凝時(shí)間，以防出現(xiàn)施工冷縫。

2、澆注現(xiàn)場(chǎng)兩臺(tái)泵車(chē)分別置于承臺(tái)長(zhǎng)度方向兩側(cè)，分別采用斜面分層法由兩側(cè)向中部澆注，斜面坡度約為1：7（即澆注1米高度時(shí)，水平流淌距離為7米），待30mm厚的薄層混凝土全斷面布料完畢，再重復(fù)順沿長(zhǎng)度方向澆注混凝土。

3、混凝土振搗采用插入式振搗器人工振搗，每臺(tái)泵車(chē)配備3～4個(gè)振動(dòng)棒同時(shí)工作，振動(dòng)時(shí)要快插慢拔，分層澆筑振搗時(shí)，振動(dòng)棒要插入到下層混凝土中5～10cm，并應(yīng)在下層混凝土初凝以前振動(dòng)完成其相應(yīng)部位的上層混凝土，以使上下混凝土緊密地結(jié)合，確?；炷翝仓|(zhì)量滿足要求。

4、采用二次復(fù)振，即正常振搗完成1小時(shí)后，進(jìn)行二次復(fù)振，使應(yīng)力放松，以減少沉縮裂縫，頂部振搗時(shí)注意避免泌漿。

5、在承臺(tái)表面長(zhǎng)度方向1/4至3/4范圍內(nèi)，全寬度鋪設(shè)防裂網(wǎng)，以減少表面裂縫。

6、在混凝土開(kāi)始抹面收漿后進(jìn)行覆蓋保溫，利用混凝土的初始溫度加上水泥水化熱溫升，使結(jié)構(gòu)物在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中降溫減緩來(lái)控制混凝土體內(nèi)外溫差，從而防止混凝土溫差過(guò)大引起溫度裂紋。

（三）溫控措施

1、砼初始溫度控制措施

混凝土裂縫對(duì)混凝土溫度和溫度變化是極其敏感的。當(dāng)混凝土從零應(yīng)力溫度T2降低到混凝土開(kāi)裂的溫度Tt時(shí)，t時(shí)刻的混凝土拉應(yīng)力σt超過(guò)了t時(shí)刻的混凝土極限拉應(yīng)力σtu，混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，通過(guò)降低混凝土內(nèi)的水化熱溫度和混凝土初始溫度，減少和避免裂縫風(fēng)險(xiǎn)。從初始溫度控制方面，主要采取以下措施：

（1）原材料降溫措施

水泥入庫(kù)溫度嚴(yán)格控制在60℃以內(nèi)，若大于60℃嚴(yán)禁入庫(kù)。采用兩個(gè)機(jī)樓、兩個(gè)水泥罐分別庫(kù)存，交替使用，利用時(shí)間差來(lái)降低其溫度，且水泥的存放時(shí)間不得低于3天。在專(zhuān)用碎石料倉(cāng)安裝兩套潛水泵抽冰水噴淋裝置（12#、01#碎石料倉(cāng)各一套），提前3小時(shí)對(duì)專(zhuān)用碎石噴灑冰水降溫。根據(jù)天氣情況及混凝土澆筑的進(jìn)度，在拌合水中摻入一定數(shù)量的冰塊（融化后混合形成冰水），以降低拌合水的溫度，使拌合水的溫度控制在要求的范圍內(nèi)。

（2）生產(chǎn)施工前的降溫措施

攪拌機(jī)在生產(chǎn)混凝土前，事先用冰水沖洗攪拌機(jī)，以降低攪拌機(jī)體內(nèi)的溫度?；炷吝\(yùn)輸罐車(chē)裝料前，用冰水清洗攪拌筒以降低攪拌筒體的溫度；在裝料過(guò)程中用自來(lái)水不斷的沖洗罐車(chē)筒體外表面。運(yùn)輸罐車(chē)卸料前，先用自來(lái)水清洗卸料槽，既降低了卸料槽的溫度又防止了熱料槽吸附混凝土的水分?；炷疗?chē)輸送泵管表面全部采用濕麻袋覆蓋，并用自來(lái)水淋濕麻袋。以降低泵管表面的溫度和混凝土與管壁摩擦產(chǎn)生的熱量。生產(chǎn)調(diào)度根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土施工進(jìn)度，合理的調(diào)度車(chē)輛，以避免混凝土運(yùn)輸罐車(chē)在現(xiàn)場(chǎng)待料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。合理的安排施工計(jì)劃，盡量選擇在涼爽的夜間進(jìn)行混凝土施工。白天施工時(shí)要求在砂、石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時(shí)向骨料噴冷水?；炷帘盟蜁r(shí)，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。

2、安裝冷卻管

為了很好控制混凝土內(nèi)外溫度，就要在承臺(tái)鋼筋綁扎時(shí)也要在承臺(tái)內(nèi)分層放置由超聲波探測(cè)管制作的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。這個(gè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)能夠在澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r對(duì)承臺(tái)實(shí)時(shí)降溫，不過(guò)要保證冷卻管密封、不滲漏，并且在其布設(shè)完畢后，要進(jìn)行試運(yùn)行，來(lái)確保其不滲漏和水流能夠滿足要求。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在承臺(tái)混凝土施工時(shí)就要注入冷卻水，使用完畢后也要用同標(biāo)號(hào)水泥漿壓漿進(jìn)行封閉處理。本工程冷卻管采用直徑5cm波紋管，上層冷卻管固定在承臺(tái)頂層鋼筋上。底層冷卻管固定在承臺(tái)底層鋼筋上。進(jìn)水口和出水口用50mm塑料管引到工作平臺(tái)上，蓄水桶容量為8m3。當(dāng)冷卻管與墩柱預(yù)埋鋼筋有矛盾時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整冷卻管位置。

3、澆筑溫控

承臺(tái)大體積混凝土的澆筑選擇在一天中氣溫較低時(shí)進(jìn)行，并采取減少澆筑層厚度、延長(zhǎng)澆筑時(shí)間和散熱時(shí)間，分成幾層較薄的澆筑層，每層厚度不大于1.5m，加快混凝土散熱速度；覆蓋混凝土用料避免日光暴曬，用冷卻水?dāng)嚢杌炷两档腿雮}(cāng)溫度控制在10～15℃范圍內(nèi)，最好控制在1℃左右。

4、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)調(diào)節(jié)

砼澆注完畢，側(cè)模外覆蓋草簾保溫；抹面收漿后，表面上加蓋草簾進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，防止砼表面干裂，延緩降溫速率。覆蓋層的厚度根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計(jì)算。根據(jù)測(cè)溫結(jié)果調(diào)節(jié)冷卻管通水量的大小，當(dāng)砼中心與砼表面的溫差過(guò)大時(shí)，可用冷卻管出口的溫水覆蓋砼表面，提高砼表面溫度，減少砼體內(nèi)外溫差。

結(jié)束語(yǔ)

以本工程橋墩大體積承臺(tái)砼施工為例：大體積砼施工，安裝循環(huán)水管，砼施工完成。從測(cè)溫結(jié)果看，施工控制措施得當(dāng)，施工質(zhì)量較好：

（1）大體積砼施工經(jīng)安裝循環(huán)水管并通水，能保證砼內(nèi)部最高溫度不超過(guò)65℃，砼內(nèi)部溫度與表面溫度溫差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20℃，養(yǎng)護(hù)用水溫度與砼表面溫度之差不得大于15℃。

（2）從水管進(jìn)出管口測(cè)水溫結(jié)果進(jìn)行比較，出水口水溫較進(jìn)水口溫度高，證明循環(huán)水可帶走砼中水化熱；

（3）砼施工后第13天砼表面溫度基本與環(huán)境溫度相同；

（4）砼的中心溫度一般從低到高，再?gòu)母咧恋?，直至穩(wěn)定，其中出現(xiàn)高溫時(shí)間在砼澆筑完后的第5、6、7天，即是說(shuō)砼施工后第7天，砼芯部溫度漸降。

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