大桥承台大体积混凝土施工温度控制措施

大桥承台大体积混凝土施工温度控制措施

雷国勤

雷国勤广东江门529000

摘要：大桥承台混凝土属于大体积混凝结构，在施工过程中容易出现裂缝。为有效避免混凝土裂缝的产生，本文结合工程实例，通过对混凝土浇筑原材料、冷却管安装和混凝土养护等环节的分析，提出合理有效的温度控制措施。供业界人士参考与借鉴。

关键词：大桥承台；大体积混凝土；裂缝；冷却管；温度控制措施

随着我国社会经济建设步伐的不断加快，桥梁施工技术得到进一步的发展，大体积承台混凝土被广泛用于桥梁结构中。但大体积混凝土结构在水泥水化过程中，由于受到内部和外部的约束而产生较大的温度应力，容易引起混凝土开裂。裂缝对机构的承载力、防水性能和耐久性等都会产生极大的影响，给施工带来众多不便，难以保证施工质量。因此，主动寻找合理有效的混凝土裂缝温度控制措施，避免混凝土裂缝的产生，才能够确保大桥的整体质量。

1工程概况

某大桥桥墩承台总共八个，都属于大体积混凝土，强度为C30，大桥承台尺寸为别为10m×10m×3m，大体积混凝土方量约为300m3。为了低大桥承台大体积混凝土内部水化热温度，降调节承台大体积混凝土内表温差，在承台体内设置冷却管通水可有效降低大体积混凝土温度。

2承台混凝土温度控制措施

承台混凝土在水泥水化过程中会产生大量的热量，致使混凝土结构内部温度不断升高，热量集聚在承台混凝土内部不易散发出去，在混凝土表面产生压应力，在混凝土后期的降温中，由于受到基础的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当拉应力超过混凝土的抗裂能力时，即会出现温度裂缝。根据要求，承台混凝土的中心温度与表面温度之间的差值，以及混凝土表面温度与室外空气中最低温度之间的差距均应小于20℃。结合本工程特点，承台混凝土施工主要采用“双掺”技术和预埋冷却管通水冷却的温控措施，以保证承台混凝土结构的施工质量。

2.1严格控制原材料质量，优化混凝土配合比设计

为了保证承台混凝土施工质量，在施工前，工地试验室首先对水泥原材料进行比较，选择采用水化热较低的矿碴硅酸盐水泥(P.O42.5级)，以降低混凝土在凝结过程中产生的水化热，水泥用量为330kg/m3，为改善骨料级配，在保证混凝土强度的前提下，选择Ⅱ级粉煤灰进行掺配，用以代替水泥用量，掺配量为56kg/m3；同时减小单位用水量，以防混凝土凝固后产生收缩裂缝，混凝土坍落度控制在100～120mm之间，完全可以满足混凝土罐车运输，溜槽入仓和汽车吊配合浇筑的要求。同时为满足混凝土强度要求，承台混凝土内添加高性能减水剂，由工地试验室在配合比试验时首先对所选用外加剂与水泥进行适用性试验，根据现场施工组织情况确定缓凝时间，在确定设计配合比时测定不同温度条件下的拌和物的初、终凝时间。石子采用级配良好的5.0～31.5mm碎石，减少针状、片状、石粉含量；砂子采用优质中砂，细度模量2.56。

2.2冷却管安装

(1)冷却管采用壁厚1.5mm，直径准30mm薄壁钢管，其接口采用90°弯管接口，在安装时用防水胶带缠绕，防止漏水。

(2)冷却水管从混凝土一侧和另一侧进行布置，使进水管与出水管形成对称布置。

(3)承台厚为3.0m，布管时沿承台竖向布置水管一层，水管网沿竖向设置在承台中央，水管间距为1.4m，最外层水管距离混凝土最近1.5m，距进、出口引出承台混凝土面0.5m以上。

(4)本工程由于地形限制，承台部位在约40m高的沟坡上开挖出来的，所以在40m高的沟顶设一蓄水池，用以桥梁下部结构的施工用水和养护用水，承台的冷却用水也从蓄水池用软管引出而接至冷却水管进水口，冷却水管进水口设一水阀，用以控制用水量。

(5)由于承台钢筋密集，在布管时，水管要与承台主筋错开，当局部管段错开有困难时，适当移动水管的位置。

(6)冷却水管设置架立钢筋进行绑扎固定，防止混凝土浇筑过程中，水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水。

(7)冷却水管安装完成后，先进行通水试验，以确保水管畅通且不漏水时，方可进行混凝土浇筑。

冷却水管平面布置及立面布置见图1、2。

2.3承台混凝土浇筑后温度观测

在承台混凝土浇筑完成后的14d内，派专人进行测温，主要测量冷却水管出水口水的温度，1～3d每2h测一次，4～7d每4h测一次，8～14d每8h测一次，同时测好大气温度，并做好记录。根据温度测量情况进行水流速度及流量的调节，保证了混凝土施工质量。

2.4冷却水管压浆

承台混凝土养生14d后，可停止通水冷却，对承台内预埋的冷却水管及时进行压浆处理。管道压浆采用与预应力相同的压浆工艺，压浆泵采用连续式，同一管道压浆一次性完成，压浆前用空压机吹管清除管内杂物及积水，并在冷却管的进出口设置压浆阀。水泥浆压入管道后，当出浆口出浆浓度一致后，方可关闭出口阀保压，在0.5～0.8MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体的饱满密实，其压浆的最小压力不小于0.5MPa。

2.5合理确定混凝土浇筑层厚度

为加快混凝土散热速度，在靠近便道的一侧，采用搭设溜槽进行入模浇筑，在另一侧采用汽车吊吊运混凝土进行入模浇筑，按照承台混凝土分层浇筑厚度30cm左右进行控制，根据混凝土搅拌站与承台作业面的距离，配备混凝土运输罐车，以保证上层的浇筑必须在下层的已浇筑混凝土初凝之前进行。

2.6加强混凝土养护

为了防止养生不到位造成混凝土表面干缩裂缝，派专人进行混凝土养生。本承台混凝土养生采用连续流出的冷却水配合人工浇水，表面终凝后覆盖土工布，始终保持土工布表面潮湿在7d以上。

2.7事先分析与计算

承台中心混凝土在水泥水化热的作用下由于热涨变形受到约束产生压应力，温降后期转为拉应力。而承台表面混凝土应力刚好相反；当温降期降温较快时，将出现较高的拉应力，表面混凝土的压应力很低，很容易产生贯通裂缝。所以在混凝土施工之前，先进行详细的分析与计算，以便指导现场施工。

混凝土浇筑完成后，前7d混凝土内部温度上升最快，以后上升相当缓慢。由于温升伴有热量散放，因此，按照温度场计算结果，混凝土内部温度不大于55℃，内外温差不超过20℃的要求，前7d作好温控是控制混凝土内部温度应力产生裂缝的关键时期。

2.8温度测量

承台混凝土浇筑完毕后即开始抹面收浆，控制表面收缩裂纹，减少水分蒸发，混凝土终凝后即开始覆盖养护，混凝土浇筑完毕后的7d内覆盖并养护，即在承台四周及表面覆盖土工布，土工布使敞露的混凝土表面全部覆盖严密，形成良好的保温层，并使土工布在养生期间内始终保持湿润。

(1)通水冷却：当混凝土浇筑高度超过冷却管并振捣密实后，即可进行通水，控制冷却水流量，使进、出口水的温差不大于6℃，在混凝土浇筑过程中，用软管将冷却水管流出的水接至临时水桶，当混凝土浇筑完成后，冷却水可用于养护用水。

(2)测温监控及养护：自承台混凝土浇筑完成并覆盖养护开始测温，直至混凝土内部温度与大气环境平均温度之差小于20℃以下时止；1～3d每2h测一次，4～7d每4h测一次，8～14d每8h测一次，同时测好大气温度，并做好记录；当混凝土内部温度和表面温度差过大时，要及时调节通水流量和水的温度，降低承台内部温度，并且通过改变承台表层养生手段调控混凝土表面温度。

(3)根据每天观测混凝土内部温度可以看出，通过冷却水的热交换作用控制了混凝土内部温度的上升速度，其中承台中心最高温度为53℃，满足混凝土内部温度不大于55℃的要求，表面温度平均35℃，当时环境温度平均16℃，均能满足内外温差不大于20℃的要求，确保了大体积混凝土施工质量。

3结语

综上所述，混凝土裂缝产生的原因是多方面的。本工程在承台混凝土施工过程中所采取各项温度控制措施是有效的，没有产生混凝土裂缝。因此，在混凝土浇筑过程中，选取合适的原材料，对配合比进行多次适配。同时，加强施工中各个环节的监控和后期的养护工作。

参考文献

[1]成敏超，承台大体积混凝土裂缝控制技术措施[J].北方交通，2008.08

[2]丁启胜，浅谈大体积承台混凝土施工温度控制[J].城市建设理论研究，2012.10