蔚汾河特大橋承臺等大體積混凝土施工方案分析

周高峰

摘 要：橋梁承臺大體積混凝土在實際施工中總是出現(xiàn)一些或多或少、或大或小的質量問題，一旦出現(xiàn)問題形成事實，處理起來比較困難，常處于被動局面，造成經(jīng)濟損失。本文對蔚汾河特大橋承臺大體積混凝土施工方案進行了分析。

關鍵詞：蔚汾河特大橋；承臺；大體積混凝土；施工方案

一、工程概況

蔚汾河特大橋中心里程為DK28+599.39，全長1500.45m，主墩最高90m；橋梁孔跨布置為17-32 m簡支T梁+1-（70+3×120+70）m連續(xù)剛構+3-（70+70）m T構。其中2#～5#墩承臺尺寸介于15×10.8×2.5～31×20.2×4.0間，均屬于大體積混凝土施工范疇。

二、溫控方案

（一）合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比。選擇混凝土原材料，優(yōu)化混凝土配合比的目的是使混凝土的絕熱溫升較小。為了降低水泥的水化熱，一方面選用中熱普通硅酸鹽水泥；另一方面，除采用水化熱低的水泥外，要減少溫度變形，還應千方百計地降低水泥用量，摻用混合材料。摻加摻合料可有效降低水化的峰值溫度，推遲水化溫峰的出現(xiàn)時間，隨摻合料摻量的增大，溫峰出現(xiàn)的時間延遲，我們主要選用摻加粉煤灰；另外使用聚羧酸減水劑可有效地降低混凝土的單位用水量，從而降低水泥用量，緩凝型減水劑還有抑制水泥水化作用，可降低水化溫升有利于防裂。

（二）合理進行溫度控制。（1）入模溫度控制?；炷恋娜肽囟热Q于各種原材料的初始溫度，應該盡量降低原材溫度，由于該橋的大體積混凝土均在冬季施工，所以不需要專門對原材進行降溫處理。（2）最高溫度控制。在混凝土內部預埋設冷卻水管，利用冷卻水管內流通的制冷水帶走大體積混凝土內部積聚的水泥水化熱，削減澆筑層水化熱溫升。這種方法具有適用性和靈活性，以及能夠控制整個結構物內部溫度。（3）養(yǎng)護溫度控制。大體積混凝土的裂縫，特別是表面裂縫，主要是由于混凝土中產(chǎn)生了溫度梯度。為了使大體積混凝土的內外溫差降低，可采用混凝土表面保溫的方法，使混凝土內外溫差降低。本橋采用的保溫材料為：在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，上覆土工布，另外結構物四周的保溫，采用搭設暖棚的方法解決。保溫時間不少于15天。

（三）冷卻管降溫方案。（1）冷卻管埋設。在承臺或墩身結構高度的中間部位水平分層布設多層（具體層數(shù)視結構厚度確定）降溫冷卻水管，Φ50mm 的薄壁鋼管，管節(jié)間連接采用接頭絲接，距結構混凝土邊緣110～150cm，管間距100cm。管路采用回形方式，水平鋪設。（2）測溫孔布置。在相應位置埋設一端封閉的1cm的白鐵管，作為預留測溫孔。其深度5個Ⅰ號孔深取結構物厚度的1/2；8個Ⅱ號孔深取20cm。管口用保溫材料填塞。（3）冷卻水循環(huán)。在承臺鋼筋綁扎完畢、冷卻管安裝完畢后澆筑混凝土前，對冷卻管注水檢查，確認管節(jié)不滲水后方可進行澆筑。每層循環(huán)水管被混凝土覆蓋并振搗完成后，即可在該層水管內通水。通過水循環(huán)，帶走結構內部的熱量，使混凝土內部的溫度降低到要求的限度。（4）混凝土最高水化熱溫度及3d 、7d 的水化熱絕熱溫度C=263kg/m3，F(xiàn)=112kg/m3；根據(jù)有關資料分析粉煤灰的水化熱在28天內，為水泥的1/3，故計算取水泥用量300 kg/m3。

P.0 42.5 水泥： 水化熱Q7d=257J/kg ，Q28d=222J/kg；

c=0.96 J/kg.k；ρ=2400 kg/m3。

混凝土最高水化熱絕熱溫升：Tmax=CQ/cρ=（300×257）/

（0.96×2400）=33.5℃

3d 的絕熱溫升：T（3）=33.5×（1-e-0.3×3）=19.9℃

ΔT（3）=19.9-0=19.9 ℃

7d 的絕熱溫升：T（7）=33.5×（1-e-0.3×7）=29.4℃

ΔT（7）=29.4-19.9=9.5℃

15d 的絕熱溫升：T（15）=33.5×（1-e-0.3×15）=33.1℃

ΔT（15）=33.1 -29.4 =3.7 ℃

從上述計算可以看出，混凝土水化熱溫度升最快是在澆注后前3 天，4～7 天后基本達到最高水化熱，以后溫升逐漸緩慢。故此水化熱溫控的重點在一周時間段內重點監(jiān)控。

（5） 溫度監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場實際情況按照圖示方法預留測溫孔，并根據(jù)相關要求及時測定并填寫溫度監(jiān)控記錄表，其中表層溫度取8個Ⅱ號孔的平均值，混凝土核心溫度取5個Ⅰ號孔的平均值?；炷羶炔考氨韺訙囟炔捎貌Ａб后w溫度計測定，混凝土澆筑完畢后立即將溫度計插入測溫管中，并再用保溫材料塞住，以免受外界氣溫影響，溫度計在管中至少停留5min，然后取出，迅速記下溫度值?；炷羶炔繙囟群捅韺訙囟葴y量次數(shù)：混凝土澆筑完后1h測第一次，以后前4天每晝夜進行4次，以后每晝夜進行2次。每天對測量的數(shù)據(jù)進行整理分析，當發(fā)現(xiàn)混凝土內部溫度和表層溫度之差大于20℃時，應立即分析原因，并采用加快循環(huán)水的流速，循環(huán)用水及時更換等措施確保溫差在規(guī)定的范圍內。

三、現(xiàn)場施工控制

（一）分縫分塊澆筑。分縫分塊有兩方面的目的：一是為了便于施工，將龐大的結構體逐塊逐層地進行澆筑，同時分塊分層減小結構塊的尺寸，增加散熱面，從而降低施工期間的溫度應力，以減小產(chǎn)生裂縫的可能性。該橋承臺施工時，砼澆筑采用分塊分層連續(xù)澆筑，延結構的長邊分塊，分層厚度為30cm，采用兩臺混凝土泵車將承臺分成兩塊分層均勻布料，具體澆筑方法如下。在第一層砼未初凝前，第二層砼就開始澆注，搗固第二層砼時，搗固棒插入下層砼5cm左右，保證兩層砼接觸處密實，不出現(xiàn)施工冷縫。（每層澆筑注砼的用量為180m3，拌合站攪拌時間為2.3小時，小于砼初凝所需的4個小時，所以分層澆注完一個循環(huán)，初始部位砼還未初凝，可以正常繼續(xù)澆注。）灌注一定數(shù)量混凝土后抽走砼表面泌水?；炷凉嘧⑼瓿珊髵炀€用抹刀將混凝土面抹平，在混凝土凝固前兩次收漿人工壓抹1～2遍，消除表面收縮裂紋。

（二）內表溫差控制。對于大體積混凝土，由于水化放熱會使溫度持續(xù)升高，如果氣溫不是過低，在升溫的一段時間內應加強散熱，如冷卻管通水的一系列措施等。當混凝土處于降溫階段則要保溫覆蓋以降低降溫速率。

混凝土在冬季施工中，內表溫差大于20℃或氣溫低于混凝土表面溫度超過20℃，必須對大體積混凝土進行保溫養(yǎng)護。做法如下：混凝土側面采用粘貼塑料膜，再吊掛土工布，另外四周搭設保溫棚，用燃油加熱器保持棚內溫度。

混凝土的拆模時間不僅要考慮混凝土強度，還要考慮混凝土的溫度和內外溫差，以免突然接觸空氣時降溫過快而開裂。冬季應延長拆模時間不少于一周，且拆模時間應選擇一天中溫度較高時段。拆模后應及時覆蓋保溫。

待砼終凝后立即在承臺表面作蓄水養(yǎng)護，蓄水深度為15cm～30cm，以推遲砼表面溫度的散失，同時為減小承臺內外溫差，蓄水時宜采用冷卻管出水口排出的熱水。

（三）測溫管理。（1） 由專人專職負責測溫工作，工區(qū)組織測溫人員進行培訓。測溫員要注意測溫的有關事項，了解天氣預報和測溫記錄的填寫要求，同時檢查覆蓋保溫情況，了解結構的灌注日期、養(yǎng)護期限，以及混凝土的允許最低溫度。做好天氣突變的防范措施。（2）每施工段停止測溫時，由質檢工程師審閱測溫記錄，簽字后報安質部審閱簽字。（3）對特殊情況需要延長保溫時間采取加溫措施者要及時報告項目總工。（4）項目部的質檢工程師每天要查詢測溫、保溫等情況，及時向項目總工匯報并協(xié)助工班長處理有關疑難問題。（5）測溫人員每天24h都有人上崗，實行嚴格的交接班制度。測溫人員要每個承臺分項填寫測溫記錄并妥善保管。（6）測溫人員應經(jīng)常與保溫人員取得聯(lián)系，如發(fā)現(xiàn)保溫措施不當使溫度急劇變化或降溫過速等情況，立即匯報工班長進行處理并及時上報。

（四）材料儲備及機械配置。（1）1號拌合站的庫存能力為水泥800噸，砂3500方，石子4200方。澆筑一次承臺最多需要水泥600噸，砂1300方，石子2000方，所以材料庫存超過容量一半時，可以進行承臺砼施工。（2）澆注現(xiàn)場準備砼泵車2輛，8m3砼運輸罐車12輛，插入式振動器8臺；拌合站和工地都備有

250KW發(fā)電機各一臺，可以滿足施工需要。