1、1大体积混凝土施工技术摘要：通过某高铁黄河南引桥、跨济兖公路桥承台、墩台施工，介绍了大体积混凝土基础施工配合比的选择、降温措施、过程控制等施工工艺，致安全、质量、进度都得到了充分的保证，证明了此方案的可行性。 关键词：大体积混凝土；裂缝；配合比；降温措施 Abstract: through a high iron yellow He south bridge approach across the road, he could pile caps, abutment construction, this paper introduces the construction of mass con
2、crete foundation of selection, cooling measures, process control and construction technology, the safety, quality, progress have been fully guaranteed, proved the feasibility of this scheme. Keywords: large volume concrete; Crack; Mix; Cooling measures 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1 工程概述
3、某高铁黄河南引桥及跨济兖公路桥基础承台尺寸截面积最小为10.452m（长宽高） ，最大为 34.6113m；均属于大体积混凝土基础，施工时温度裂缝控制是保证承台施工质量的关键，为特殊过程。22 混凝土裂缝产生原因分析 混凝土特别是大体积混凝土之所以开裂，主要是混凝土所承受的拉应力和混凝土本身的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。因而为了控制大体积混凝土裂缝，就必须尽最大可能提高混凝土本身抗拉强度性能和降低抗应力（特别是温度应力）这两方面综合考虑。抗拉强度主要决定于混凝土的强度等级及组成材料，要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化（混凝土强度等级设计已经确定） ，由于混凝土选用地材，从经济角
4、度来考虑，原材料优化的空间相对较小，所以降低拉应力是控制混凝土裂缝的有效途径，而降低拉应力主要通过减少温度应力来控制温度裂缝。 2.1 温度裂缝产生的主要原因 一是由于温差较大引起的，混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消
5、约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。 2.2 温度裂缝形成过程 3一般分为三个时期：一是初期裂缝-就是在混凝土浇筑的升温期，由于水化热使混凝土浇筑后 2-3 天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力” ，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝-就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力” ，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝，当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于混凝土为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，混凝土产生裂缝。 3 配合比方案比选择 针对工程项目和
6、施工环境的实际情况，计划通过本项目研究，得到外加剂、外掺料降低混凝土温升的效果值；得到冷却管对降低混凝土温升的效果值；得到低温环境中使用暖棚对控制混凝土内外温差的效果值；从而达到预防大体积混凝土温差裂缝的目的。 常规 C30 混凝土配合比一般使用 P.O32.5R 水泥，混凝土的温升是指混凝土成型后由水泥水化引起内部温度的上升。影响混凝土温升的主要因素是水泥水化热，水泥水化热是水泥水化时固有性质，其中水泥主要成分中 C3A 的发热速率最快发热量最大，其余成分由大到小排序为C3S、C2S、C4AF。根据最近几年来的现场实测数据统计常规 C30 混凝土结构水化热温升趋势；据此必须采取调整混凝土配合
7、比，尽量减少水泥用量、延缓水泥的水化时间推迟和降低混凝土内部温度峰值。 水泥选用低水化热的水泥，为降低水化热，提高水泥标号以减少水泥用量，延缓温升峰值，配合比设计时采用 P.O42.5R 水泥代替常规设计4C30 混凝土时所用 P.O32.5R 水泥，以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。选用级粉煤灰；改善和易性、以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力。使用缓凝减水剂大幅度降低水胶比，延缓凝结时间，减缓水泥水化热的释放速度，推迟和降低混凝土内部温度峰值。 4 降温措施 4.1 混凝土内部降温措施 原设计混凝土结构内未考虑安装冷却管，根据历年来类似工
8、程施工经验必须考虑增加冷却管，以混凝土内部冷却管的循环水来有效降低混凝土的水化热。 通过最高温升按照边界散热 、进行冷却水管的布设条件计算： 1.计算混凝土的导热系数 =2.51w/(m.) 2.计算混凝土的比热 C=0.916kj/(kg.) 3.混凝土的密度：=2410kg/m3 4.导温系数计算：=0.0982368m2/d. 水管冷却范围 D1.711m 5.通过表面和冷却水管同时散热后的水化热温升计算如表 2 所示： 从上表可见最高温升发生在第 5d，其混凝土最高温度也同样发生在第 5d， 通过混凝土内部温度计算，为有效控制混凝土内部温度，采用沿竖向交错布置铸铁冷却水管，竖向间距为
9、1m 横向间距为 1.5m，通过循环水5降温；循环系统采用 232m 自制水箱供水，2 台 50 水泵循环控制循环水流向，冷却水的流量 1.2 m3/h，并在施工过程中严密监控内部温度变化。 4.2 环境温度控制方案 夏季施工采用洒水的方法进行养护，防止混凝土表面水分损失过快产生混凝土裂缝；冬季施工时，采用搭设暖棚的方式覆盖整个承台基坑并在暖棚内设置暖炉进行升温，墩台采用搭设暖棚并在棚内设置暖炉进行升温。 5 混凝土浇筑施工控制 混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定： (1)混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，采用非泵送混凝土时，混凝土的
10、摊铺厚度不大于 400mm。 (2)分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间。层面应按施工缝处理。 混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，保温保湿养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束廊力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂6缝的目的。同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。 参考文献： 1 铁建设2005160 号铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 ，北京：中国铁道出版社，2007. 2 周水兴，何兆益，周毅松，等， 路桥施工计算手册M，北京：人民交通出版社，2001. 3 铁建设2005160 号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 ，北京：中国铁道出版社，2007.
