為防止混凝土中膠凝材料水化熱引起的溫度變化和收縮導(dǎo)致有害裂縫的產(chǎn)生，大體積混凝土施工時應(yīng)采取有效措施控制混凝土的水化熱溫度。

GB50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》規(guī)定：大體積混凝土，即混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸≮1m的大體量混凝土或預(yù)計會因水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。由此看來，尺寸和溫度是界定大體積混凝土的關(guān)鍵因素。以中新天津生態(tài)城中生大道跨薊運(yùn)河故道橋梁工程為例，此項目主橋5#～9#墩承臺最小幾何尺寸為3m、墩柱最小幾何尺寸為3.5 m，均為大體積混凝土施工。下面主要介紹本工程大體積混凝土澆筑時控制混凝土水化熱溫度的措施。

1 大體積混凝土的材料、配比、制備及運(yùn)輸

大體積混凝土配合比的設(shè)計除應(yīng)符合工程設(shè)計所規(guī)定的強(qiáng)度等級、耐久性、抗?jié)B性和體積穩(wěn)定性等要求外，尚應(yīng)符合大體積混凝土施工工藝特性的要求并應(yīng)符合合理使用材料、減少水泥用量、降低混凝土絕熱溫升值的要求。

大體積混凝土的制備和運(yùn)輸，除應(yīng)符合設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級的要求外，尚應(yīng)根據(jù)預(yù)拌混凝土運(yùn)輸距離、運(yùn)輸設(shè)備、供應(yīng)能力、材料批次、環(huán)境溫度等調(diào)整預(yù)拌混凝土的有關(guān)參數(shù)。

1.1 原材料

本工程承臺、墩柱混凝土由A、B兩個攪拌站供應(yīng)。

1.1.1 水泥的選擇

A、B兩個攪拌站供應(yīng)混凝土選用P.O42.5硅酸鹽水泥，由唐山冀東水泥廠生產(chǎn)。所用水泥應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1）所用水泥應(yīng)符合GB 175—92《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)采用其他品種時，其性能指標(biāo)必須符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；

2）選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，大體積混凝土施工所用水泥3 d水化熱≯240 kJ/kg，7 d的水化熱≯270 kJ/kg。

3）當(dāng)混凝土有抗?jié)B指標(biāo)要求時，所用水泥的鋁酸三鈣含量≯8%；

4）所用水泥在攪拌站的入機(jī)溫度≯60℃。

水泥進(jìn)場時應(yīng)對水泥品種、強(qiáng)度等級、包裝或散裝倉號、出廠日期等進(jìn)行檢查并應(yīng)對其強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時間、水化熱等性能指標(biāo)及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢。

1.1.2 骨料的選擇

A、B兩個攪拌站供應(yīng)混凝土選用的細(xì)骨料為中砂，產(chǎn)地均為遼寧綏中，細(xì)度模數(shù)為2.7；粗骨料為碎石，產(chǎn)地均為河北玉田，最大粒徑為25mm。所用骨料應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1）骨料的選擇應(yīng)符合JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。

2）細(xì)骨料宜采用中砂，其細(xì)度模數(shù)宜＞2.3，含泥量≯3%；

3）粗骨料宜選用粒徑5～31.5mm并連續(xù)級配，含泥量≯1%；

4）應(yīng)選用非堿活性的粗骨料。

1.1.3 摻和料的選擇

A站供應(yīng)的混凝土摻和料為礦渣粉，品種為S95級，生產(chǎn)廠家為唐山漢豐；其中B站供應(yīng)的混凝土摻和料為礦渣粉和粉煤灰，其中礦渣粉品種為S95級，生產(chǎn)廠家為新泰環(huán)保，粉煤灰為Ⅱ級，生產(chǎn)廠家為天津大沽化工廠。

所用粉煤灰和?；郀t礦渣粉，其質(zhì)量應(yīng)符合GB 1956—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和GB/T 18046—2000《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》的有關(guān)規(guī)定。

1.1.4 外加劑的選擇

所用混凝土外加劑的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）所用外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用技術(shù)，應(yīng)符合GB 8076—2008《混凝土外加劑》、GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定；

2）外加劑的品種、摻量應(yīng)根據(jù)工程所用膠凝材料經(jīng)試驗確定；

3）應(yīng)提供外加劑對硬化混凝土收縮等性能的影響。

1.1.5 水的選擇

拌和用水的質(zhì)量應(yīng)符合JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。

1.2 配合比設(shè)計

承臺、墩柱所用A、B兩個攪拌站混凝土配合比見表1和表2。

表1 A站所用混凝土配合比設(shè)計 kg

表 2 B站所用混凝土配合比設(shè)計 kg

所用混凝土配合比應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1）大體積混凝土配合比設(shè)計，應(yīng)符合JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定：

2）采用混凝土60 d或90 d強(qiáng)度作為指標(biāo)時，應(yīng)將其作為混凝土配合比的設(shè)計依據(jù)；

3）所配制的混凝土拌和物，到澆筑工作面的坍落度不宜低于160mm；

4）拌和水用量≯175 kg/m3；

5）粉煤灰摻量不宜超過膠凝材料用量的40%；礦渣粉的摻量不宜超過膠凝材料用量的50%；粉煤灰和礦渣粉摻和料的總量不宜大于混凝土中膠凝材料用量的50%；

6）水膠比≯0.55；

7）砂率宜為 38%～42%；

8）拌和物泌水量宜＜10 L/m3。

1.3 制備及運(yùn)輸

1）混凝土的制備量與運(yùn)輸能力滿足混凝土澆筑工藝的要求并用具有生產(chǎn)資質(zhì)的預(yù)拌混凝土生產(chǎn)單位，其質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 14902—2003《預(yù)拌混凝土》的有關(guān)規(guī)定并應(yīng)滿足施工工藝對坍落度損失、入模坍落度、入模溫度等的技術(shù)要求。

2）多廠家制備預(yù)拌混凝土的工程，應(yīng)符合原材料、配合比、材料計量等級相同以及制備工藝和質(zhì)量檢驗水平基本相同的原則。

3）混凝土拌和物的運(yùn)輸應(yīng)采用混凝土攪拌運(yùn)輸車，運(yùn)輸車應(yīng)具有防風(fēng)、防曬、防雨設(shè)施。

4）攪拌運(yùn)輸車在裝料前應(yīng)將罐內(nèi)的積水排盡。

5）攪拌運(yùn)輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土澆筑的工藝要求。

6）攪拌運(yùn)輸車單程運(yùn)送時間，采用預(yù)拌混凝土?xí)r，應(yīng)符合GB/T 14902—20032的有關(guān)規(guī)定。

7）攪拌運(yùn)輸過程中需補(bǔ)充外加劑或調(diào)整拌和物質(zhì)量時，宜符合下列規(guī)定：

（1）當(dāng)運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析或使用外加劑進(jìn)行調(diào)整時，攪拌運(yùn)輸車應(yīng)進(jìn)行快速攪拌，攪拌時間應(yīng)不少于120 s；

（2）運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁向拌和物中加水。

8）運(yùn)輸過程中，坍落度損失或離析嚴(yán)重，經(jīng)補(bǔ)充外加劑或快速攪拌已無法恢復(fù)混凝土拌和物的工藝性能時，不得澆筑入模。

2 大體積混凝土施工

2.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

1）大體積混凝土施工前應(yīng)進(jìn)行圖紙會審，提出施工階段的綜合抗裂措施，制訂關(guān)鍵部位的施工作業(yè)指導(dǎo)書。

2）大體積混凝土施工應(yīng)在混凝土的模板和支架、鋼筋工程、預(yù)埋管件等工作完成并驗收合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

3）施工現(xiàn)場設(shè)施應(yīng)按施工總平面布置圖的要求按時完成，場區(qū)內(nèi)道路應(yīng)堅實(shí)平坦，必要時，應(yīng)與市政、交管等部門協(xié)調(diào)，制訂場外交通臨時疏導(dǎo)方案。

4）施工現(xiàn)場的供水、供電應(yīng)滿足混凝土連續(xù)施工的需要，當(dāng)有斷電可能時，應(yīng)有雙路供電或自備電源等措施。

5）大體積混凝土的供應(yīng)能力應(yīng)滿足混凝土連續(xù)施工的需要，不宜低于單位時間所需量的1.2倍。

6）用于大體積混凝土施工的設(shè)備，在澆筑混凝土前應(yīng)進(jìn)行全面的檢修和試運(yùn)轉(zhuǎn)，其性能和數(shù)量滿足大體積混凝土連續(xù)澆筑的需要。

7）混凝土的測溫監(jiān)控設(shè)備標(biāo)定調(diào)試應(yīng)正常，保溫用材料應(yīng)齊備，并應(yīng)派專人負(fù)責(zé)測溫作業(yè)管理。

8）大體積混凝土前，應(yīng)對工人進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)并應(yīng)逐級進(jìn)行技術(shù)交底，同時應(yīng)建立嚴(yán)格的崗位責(zé)任制和交接班制度。

2.2 模板工程

承臺采用90 cm×150 cm組合鋼模，墩柱采用定型組合鋼模。模板拆除在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求、混凝土澆筑體表面與大氣溫差≯20℃后進(jìn)行，如果條件允許，可適當(dāng)延長拆模時間。組合鋼模拆除后，采用在混凝土表面包裹塑料布的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土表面與大氣溫差和混凝土表面濕度。

大體積混凝土的模板施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）大體積混凝土的模板和支架系統(tǒng)除應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗算外，同時還應(yīng)結(jié)合大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行保溫構(gòu)造設(shè)計；

2）模板和支架系統(tǒng)在安裝、使用或拆除過程中，必須采取防傾覆的臨時固定措施；

3）大體積混凝土的拆模時間，應(yīng)滿足國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對混凝土的強(qiáng)度要求，混凝土澆筑體表面與大氣溫差≯2 0℃；當(dāng)模板作為保溫養(yǎng)護(hù)措施的一部分時，其拆模時間應(yīng)根據(jù)本規(guī)范規(guī)定的溫控要求確定；

4）大體積混凝土有條件時宜適當(dāng)延遲拆模時間，拆模后，應(yīng)采取預(yù)防突然降溫和劇烈干燥等措施。

2.3 降溫管埋設(shè)

為滿足大體積混凝土的降溫要求，通過在承臺、墩柱內(nèi)埋設(shè)循環(huán)水管，待混凝土澆筑完成后，通過在預(yù)埋管內(nèi)輸送循環(huán)水達(dá)到大體積混凝土降溫的目的。

2.3.1 承臺內(nèi)降溫管布設(shè)

承臺內(nèi)降溫管布設(shè)見圖1。

圖1 承臺降溫管布設(shè)平面

1）冷卻管采用48mm鋼管和60mmUPVC硬塑管。

2）冷卻管豎向布置2層，每層間距1m，冷卻管平面呈“S”形，間距1.8m；為保證降溫效果，上下層冷卻管呈梅花形布置。

3）鋼管插入硬塑管內(nèi)≮0.4m，用鐵絲綁扎2道，必須保證鋼管與硬塑管之間連接質(zhì)量。

4）降溫管固定在承臺架立筋上，必須保證加固質(zhì)量，防止混凝土澆筑過程中降溫管出現(xiàn)位移、變形現(xiàn)象。

5）降溫管布置完成后、混凝土澆筑完成后均應(yīng)進(jìn)行試通水，以檢查降溫管連接質(zhì)量。

6）待冷卻達(dá)到設(shè)計要求后，停止循環(huán)水供應(yīng)。

7）冷卻管內(nèi)通過灌同強(qiáng)度水泥砂漿填充。

2.3.2 墩柱降溫管布設(shè)

墩柱降溫管布設(shè)見圖2。

圖2 墩柱降溫管布設(shè)平面

1）冷卻管采用48mm鋼管和60mmUPVC硬塑管。

（2）冷卻管順橋向布置2層，每層間距1m，冷卻管平面呈“S”形，間距 1.5m。

3）鋼管插入硬塑管內(nèi)≮0.4m，用鐵絲綁扎2道，必須保證鋼管與硬塑管之間連接質(zhì)量。

4）降溫管固定在墩柱箍筋上，與墩柱鋼筋綁扎同步進(jìn)行，必須保證加固質(zhì)量，防止混凝土澆筑過程中降溫管出現(xiàn)移位、變形現(xiàn)象。

5）降溫管布置完成后、混凝土澆筑完成后均應(yīng)進(jìn)行試通水，以檢查降溫管連接質(zhì)量。

6）待冷卻達(dá)到設(shè)計要求后，停止循環(huán)水供應(yīng)。7）冷卻管內(nèi)通過灌同強(qiáng)度水泥砂漿填充。

2.4 混凝土澆筑

承臺、墩柱混凝土采用整體分層連續(xù)澆筑的方式施工。混凝土的澆筑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）混凝土的澆筑厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定，整體連續(xù)澆筑時宜為300～500mm；

2）整體分層連續(xù)澆筑時，應(yīng)縮短間歇時間并在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完畢，層間最長的間歇時間不應(yīng)大于混凝土的初凝時間，層面應(yīng)按施工縫處理；

3）混凝土澆筑宜從低處開始，沿長邊方向自一端向另一端進(jìn)行，當(dāng)混凝土供應(yīng)量有保證時，亦可多點(diǎn)同時澆筑；

4）混凝土澆筑采用二次振搗工藝；

5）在混凝土澆筑過程中，應(yīng)采取措施防止受力鋼筋、定位筋、預(yù)埋筋等移位和變形，并及時清除混凝土表面的泌水；

6）混凝土澆筑面應(yīng)及時進(jìn)行二次抹灰處理。

2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

承臺混凝土澆筑完成后采用覆蓋一層塑料布、再在其上覆蓋土工布蓄水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）大體積混凝土應(yīng)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，在每次混凝土澆筑完畢后，除應(yīng)按普通混凝土進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)外，尚應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)；

2）應(yīng)專人負(fù)責(zé)保溫養(yǎng)護(hù)工作并應(yīng)按本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定操作，同時應(yīng)做好測試記錄；

3）保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間不得少于14 d，應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜或養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤；

4）保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行，當(dāng)混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差＜20℃時，可全部拆除；

5）在保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)對混凝土澆筑體的里表溫差和降溫速率進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，當(dāng)實(shí)測結(jié)果不滿足溫控指標(biāo)的要求時，應(yīng)及時調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施；

6）承臺拆模后，應(yīng)及時回填土；墩柱拆模后應(yīng)盡早涂刷防腐涂料，不宜長期暴露在自然環(huán)境中。

2.6 大體積混凝土夏季施工措施

主橋5?！?＃墩承臺、墩柱均在夏季進(jìn)行施工。炎熱天氣澆筑混凝土?xí)r，宜采用遮蓋、灑水、拌冰屑等降低混凝土原材料溫度的措施，混凝土入模溫度宜控制在30℃以下。混凝土澆筑后，應(yīng)及時進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)；條件許可時，應(yīng)避開高溫時段澆筑混凝土。

3 溫控施工的現(xiàn)場監(jiān)測和試驗

大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度及溫度應(yīng)變的測試，在混凝土澆筑后，每晝夜不少于4次；入模溫度的測量，每臺班不少于2次。

因采用覆蓋塑料布的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，溫控施工的現(xiàn)場監(jiān)測主要測量混凝土表層溫度和混凝土內(nèi)部溫度。在承臺混凝土澆筑前埋設(shè)測溫元件，待混凝土澆筑完成后，通過測溫元件進(jìn)行測溫工作，混凝土澆筑體的外表溫度為混凝土外表以內(nèi)5 cm處的溫度。

測試過程中應(yīng)及時描繪出各點(diǎn)的溫度變化曲線和斷面的溫度分布曲線，并每天提供監(jiān)測日報，若監(jiān)測過程中出現(xiàn)溫控指標(biāo)不正常變化應(yīng)及時報警，以便發(fā)現(xiàn)問題采取相應(yīng)措施。

4 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展和施工工藝的進(jìn)步，大體積混凝土越來越多應(yīng)用到各種構(gòu)造物中，但隨之出現(xiàn)的質(zhì)量問題也層出不窮。同時，大體積混凝土都是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，其施工質(zhì)量好壞直接影響到整個工程的安全問題和施工功能。許多大型項目的質(zhì)量事故都是由大體積混凝土的施工過程中要引起高度重視，合理采用施工措施，嚴(yán)格控制溫度應(yīng)力，防止表面裂縫，杜絕深度裂縫和貫穿裂縫，確保大體積混凝土的施工質(zhì)量。

[1]楊建東.某鐵塔基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2012，（10）：39-42.

[2]牛穎蘭.大體積混凝土裂縫的防治[J].中國建材科技，2013，（5）：102-104.