大體積混凝土全蓄水溫控施工技術(shù)探討

李廣闊

（湖北省路橋集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430056）

提高承臺(tái)養(yǎng)護(hù)管理的效率，應(yīng)從傳統(tǒng)的溫控技術(shù)入手，合理分配人力，保證施工材料的質(zhì)量可靠、供應(yīng)充足。某大橋項(xiàng)目1#墩承臺(tái)和2#墩承臺(tái)都是大體積混凝土，設(shè)計(jì)為C30混凝土，工程量共計(jì)8188m3，橋梁此部位施工，屬典型的大體積混凝土工程。通過該項(xiàng)目的工程實(shí)踐，總結(jié)出了大體積混凝土全蓄水溫控施工的技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)于之后的類似項(xiàng)目施工具有十分重要的借鑒意義。

1 工程概況

某高速公路大橋，橋位所處位置水面開闊，地理環(huán)境復(fù)雜，是該高速項(xiàng)目的控制性工程。總體橋型布置為（22m×25m）連續(xù)T梁+（12m×40m）連續(xù)T梁+（181.95m+450m+181.95m）雙塔斜拉橋。此橋梁工程修建過程中，其主橋35#墩、36#墩承臺(tái)施工，使用大體積混凝土全蓄水溫控施工工藝，并監(jiān)測工程數(shù)據(jù)，不僅大幅度提高了工效，節(jié)約了成本，還對(duì)周邊環(huán)境污染小。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)重視溫控，通過江中冷水和溫控系統(tǒng)的循環(huán)熱水的相互作用而調(diào)節(jié)承臺(tái)表里溫度，必要時(shí)可適度加大溫差，提高砼的散熱效果，防止溫峰過高。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 優(yōu)化大體積混凝土配合比

（1）原材料選用要求如表1所示。

表1 原材料摻配量選用參考表

（2）設(shè)計(jì)配合比：在進(jìn)行承臺(tái)大體積混凝土溫控設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)不同原材料進(jìn)行檢測，按不同原材料的組合進(jìn)行大量的試配，從原材料供應(yīng)、混凝土工作性能、混凝土強(qiáng)度指標(biāo)以及大體積混凝土溫控等方面進(jìn)行反復(fù)對(duì)比、優(yōu)化，最終確定承臺(tái)混凝土設(shè)計(jì)配合比。

2.2 降低混凝土入模溫度

（1）在拌和站設(shè)置大功率冷水機(jī)1臺(tái)，對(duì)骨料進(jìn)行冷卻降溫，保證入模溫度低于26℃。

（2）使用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土?xí)r，為防止運(yùn)輸車罐體溫度過高，應(yīng)定時(shí)向罐外噴灑冷卻水。

2.3 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)制作及安裝

（1）安裝冷卻水管：實(shí)現(xiàn)冷卻水在蓄水箱、內(nèi)埋冷卻水管、水泵中的循環(huán)流通，形成冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；

（2）布置冷卻管，混凝土內(nèi)設(shè)置。直徑50mm、壁厚2.5mm的冷卻水管降溫，共布置4層。

（3）安裝控溫元件：在大體積砼項(xiàng)目施工前合理布局測溫裝置，保證砼結(jié)構(gòu)層的中心、邊緣及易透風(fēng)區(qū)域的溫度均能被實(shí)時(shí)檢測，也要能測試到混凝土的入模溫度、外表面溫度、底表面溫度和環(huán)境溫度；承臺(tái)溫控元件布設(shè)如圖1所示。

2.4 全蓄水溫控

（1）利用循環(huán)熱水及江中冷水對(duì)承臺(tái)養(yǎng)護(hù)及溫控，使承臺(tái)大體積砼處于一個(gè)溫度可調(diào)控環(huán)境，使承臺(tái)表里溫差在可控范圍內(nèi)，避免裂縫產(chǎn)生；盡可能地加大溫差，加強(qiáng)砼在養(yǎng)護(hù)階段的散熱，降低溫峰。溫控冷卻水經(jīng)混凝土內(nèi)循環(huán)，帶走混凝土熱度后被加溫，排出后作為養(yǎng)生用水，無需額外養(yǎng)護(hù)水及傳統(tǒng)覆蓋材料。

（2）重視混凝土養(yǎng)護(hù)工作，在盡量減少混凝土內(nèi)部溫升、降低溫峰的前提下實(shí)現(xiàn)大體積砼的養(yǎng)護(hù)。

（3）全蓄水溫控的作用：首先是防止混凝土的開裂，應(yīng)設(shè)置適宜的水化速度，確定溫控范圍，避免溫度過高造成混凝土表面干縮脫水，防止裂縫出現(xiàn)；同時(shí)應(yīng)做好混凝土的保溫工作，防止因溫度過低而影響項(xiàng)目整體建設(shè)強(qiáng)度。

（4）后續(xù)施工應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)數(shù)據(jù)要求進(jìn)行，必須將蓄水排出，溫度應(yīng)力指標(biāo)和溫度指標(biāo)需符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.5 通水循環(huán)溫控

（1）控制冷卻水流量。①安裝獨(dú)立開關(guān)，使每層的冷卻水管都能被獨(dú)立控制，及時(shí)控制流量。當(dāng)砼的溫度持續(xù)上升時(shí)，通過“外循環(huán)”系統(tǒng)盡快帶走熱量；在降溫階段，根據(jù)實(shí)時(shí)降溫速率，通過“內(nèi)循環(huán)”系統(tǒng)，防止降溫速度過快。②通水策略：混凝土入模后為避免澆筑溫度過高，冷卻水采用速率為1.5m3/h的江水來實(shí)現(xiàn)降溫。同時(shí)，降溫速率不易過快，在降溫階段減少一半的江水流量，通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫控效果。③承臺(tái)澆筑完成后，在特殊情況下，冷卻水可能出現(xiàn)通水中斷或者不通水的狀況，此時(shí)內(nèi)部砼溫度過高，再次通入冷卻水時(shí)會(huì)形成冷擊，影響項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)控制砼與冷卻水內(nèi)部的溫差在25℃范圍內(nèi)；

圖1 承臺(tái)溫控元件埋設(shè)位置圖

（2）儀器監(jiān)測，實(shí)時(shí)溫控。①該項(xiàng)目測溫系統(tǒng)選用實(shí)時(shí)測量的測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用由長沙金碼測控科技股份有限公司生產(chǎn)的JMWT64型溫度采集模塊，并用計(jì)算機(jī)端監(jiān)測軟件實(shí)時(shí)采集、記錄數(shù)據(jù)；②利用計(jì)算機(jī)軟件分析收發(fā)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)適配器信息，掌控施工場所有數(shù)據(jù)采集器的運(yùn)行狀態(tài)；③混凝土分層施工，檢查大體積混凝土的溫控測量情況和頻率，具體如表2所示。

表2 大體積混凝土溫控測量及頻率表

（3）鑿毛。①在承臺(tái)保溫保濕養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)安排在氣溫較高時(shí)段進(jìn)行表面鑿毛處理，鑿毛前需將蓄水排除；②鑿毛過程中，注意保持混凝土表面濕度，及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。

3 質(zhì)量控制要求及措施

（1）承臺(tái)大體積混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)承臺(tái)大體積混凝土的特點(diǎn)，確?；炷了療釡厣?、內(nèi)部溫度、內(nèi)表溫差、降溫速率等滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度變化的監(jiān)測，防止承臺(tái)混凝土出現(xiàn)溫度裂紋。

（2）盡可能控制承臺(tái)砼的溫度峰值，應(yīng)從原材料供應(yīng)、混凝土工作性能、混凝土強(qiáng)度指標(biāo)以及大體積混凝土溫控等方面進(jìn)行反復(fù)對(duì)比、優(yōu)化。

（3）冷卻水管采用內(nèi)徑50mm鋼管，合理控制流量，通水時(shí)管內(nèi)進(jìn)出水溫的溫差宜在10℃內(nèi)。

（4）澆筑大體積砼時(shí)，宜選擇在當(dāng)天溫度較低的時(shí)段進(jìn)行，并確保入模溫度在5～26℃。

4 結(jié)論

文章通過某高速公路大體積砼承臺(tái)項(xiàng)目施工，介紹大體積砼全蓄水溫控工藝的施工原理和關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)具體施工流程、項(xiàng)目質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等。通過項(xiàng)目實(shí)踐，總結(jié)了大體積砼全蓄水溫控工藝具備的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）操作性強(qiáng)。通過溫控設(shè)備實(shí)時(shí)檢測控制澆筑體的溫度，使大體積砼的表里溫差保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（2）溫控效果明顯。每個(gè)冷卻水管都有相應(yīng)編號(hào)和對(duì)應(yīng)的流量計(jì)、獨(dú)立開關(guān)，方便監(jiān)測和控制冷卻水流量；使用安全可靠、性能穩(wěn)定、精度高、靈敏度可達(dá)0.1℃的溫度傳感器裝置，實(shí)時(shí)掌握溫控?cái)?shù)據(jù)。（3）綠色高效。全蓄水溫控作業(yè)過程中使用的養(yǎng)護(hù)水的可循環(huán)利用，有利于提高資源利用率，降低能耗。相較于其他溫控設(shè)備，全蓄水溫控作業(yè)更加環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益更高。