桥梁承台大体积混凝土浇筑施工及温度控制

桥梁承台大体积混凝土浇筑施工及温度控制

作者：黄增龙

来源：《中国新技术新产品》2012年第03期

摘要：大体积混凝土结构在施工中容易出现裂缝，在桥梁承台大体积混凝土施工工艺及温度控制措施，严格控制混凝土浇筑的施工质量，并要合理选择配合比设计进行了探讨。 关键词：桥梁；配合比设计；承台施工；温度控制 中图分类号：TU文献标识码：A 1 工程概况

某桥梁主塔承台最大轮廓尺寸为43.2m×28m，厚度5m，混凝土方量为5200m3，采用C35 高性能混凝土；属于大体积混凝土。施工中，依据大体积混凝土的特性，分别从混凝土的施工配合比设计、温度控制技术等进行严格的控制。 2大体积混凝土浇筑施工工艺 2.1混凝土拌合及运输

混凝土在拌合站集中拌合，南岸设90m3/h搅拌机2台，主塔承台的设计混凝土方量为5170m3，在正常情况下，每座承台的浇筑时间预计为100～120h。购进一定比例商品混凝土，将浇筑时间控制在72～80h。 2.2混凝土浇筑方式 2.2.1泵送方式

采用直接泵送方式，整个主塔承台平面分为3个浇筑大区进行，一套卧泵负责1个浇筑大区（区域Ⅰ、Ⅱ），起步由东侧开始向西侧推进，汽车泵负责承台中央的塔柱预埋筋区域（区域Ⅲ），车泵布设在围堰的南侧，且离开围堰一定的距离，浇筑现场布置及分区见图1。 混凝土浇筑采用分层往复覆盖浇筑方式，根据浇筑能力、混凝土初凝时间及有关规定分层厚度约35cm（可根据实际浇筑速度适当加厚）。

泵送主管按横桥向布置，每隔6m拆管1次，返回时接管1次，每层浇筑约需拆、装泵管14次，拆、装时间约40min。

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泵管出口设置串筒（或耐磨帆布袋），防止由于泄落高度过大造成混凝土离散。 在每个浇筑区域模板周边最先布料，避免在模板处形成斜面造成砂浆聚集影响承台混凝土保护层质量。泵管首先接长至承台最东段，随浇筑逐渐向西拆除，返回时由西向东再逐节接长。在钢筋密集区特别是塔座、塔柱预埋钢筋处按实际情况调整泵管布置方式。 2.2.2分层方式

根据混凝土初凝时间初步确定每层浇筑厚度约35cm，浇筑推进情况如图2所示。 层间最长间隔时间不大于混凝土初凝时间。如实际施工混凝土初凝时间小于预计时间，应调整浇筑方式为推移式连续浇筑，但这种方式极易造成混凝土泌水大量集中，易产生混凝土病害。

2.3混凝土振捣

采用插入式振捣棒进行振捣，共配备10台振捣棒，其中8台主棒，2台备用棒。另外，增加2台小号振捣棒用于钢筋较密的底层混凝土振捣。

振捣器布置原则：在每个浇筑带的前后布置两道振捣棒，第一道布置在泵管混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡角处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振捣器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的振捣质量。

振捣棒移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍，振捣时，振捣棒尽量避免碰撞模板及钢筋，并与模板周边保持5～10cm的距离，振捣上层混凝土时应插入下层混凝土5～10cm。 振捣质量控制标准：混凝土停止下沉、不冒出气泡、表面平坦泛浆为止，杜绝漏振或过振。

2.4混凝土收浆抹面

由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前的收浆作业要进行2～3遍，打磨压实，以闭合混凝土的收缩裂缝。在混凝土初凝前，先用木抹子收浆抹面2～3次，之后用铁抹抹面收浆压平，平整度控制在5mm之内。为避免局部保护层过大引起开裂，需派专人观测顶面钢筋有无塌陷，杜绝踩踏顶面钢筋。 2.5混凝土养护

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大体积混凝土的养护主要遵循“内降外保”的原则，对混凝土内部采取通冷却水的方法，以降低混凝土的内部温度；对混凝土外部则采取保温的措施，使混凝土的内表温差尽量减小，防止温度应力裂缝的产生。承台顶面采用饱水养护，土工布覆盖时必须先行湿润，养护时杜绝将水大力冲入，须采用漫流的方式。确定饱水养护时间最少为3d。大体积混凝土外部保温的目的主要是为了减小混凝土的内表温差，避免出现温度应力裂缝，故应根据混凝土内部温升情况对混凝土外表面采用不同的保温措施。由于承台四周有钢板桩围堰，因此承台侧面的保温措施相对简单易行，施工时将冷却水管排出的温水灌入其间，保温效果良好。

混凝土内部降温主要采取冷却水管通水的方式进行，通水应安排专人负责。通水时间从冷却水管被混凝土覆盖后逐层开始，通水时间不宜太长，一般为5～6d。水流速度控制在16～20L/min，进水口水温以18℃～20℃为宜。随着混凝土内部的温升，出水口水温将逐渐升高，通水流量也应相应加大，至3d左右混凝土内部温度达到峰值，出水口水温可达40℃。之后，通水流量应逐渐降低，直至出水口的水温与进水口水温基本一致为止。进水口水温控制方式主要是向水箱内加入冰块，使水温降到20℃～24℃之间，或是稍低一些。 3温度控制措施

根据工地现场的实际情况，制订以下温控措施：

①在满足混凝土设计强度的前提下，尽量优化配合比，减少水泥用量，确保水化热绝热温升不超过规定的温控标准；

②尽可能选用低热水泥，掺入25%以上的粉煤灰，采用缓解水化热效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升；

③改善骨料级配，在现场条件许可和保证质量的前提下，可选择较大粒径的骨料； ④调整施工时间，应尽量选择气温较低的时间施工，同时安排下部钢筋密集处混凝土在夜间浇筑；

⑤降低入仓温度，使混凝土的浇筑温度小于浇筑期的旬平均气温+3℃；

⑥采用冷却水管：冷却水管的水平间距和上下层间距以小于或等于1.0m为宜；单根水管长度以小于250m为宜；水管内通水流量为16～20L/min。为控制水流量，应在每根水管的进水口安装阀门；冷却水的进口水温以12℃～18℃为宜；一次浇筑总体需水量为19.2m3/h，设置2个50m3的水箱存储温控水；冷却通水从水管被混凝土覆盖后开始，覆盖一层通水冷却一层，至5～7d结束，具体结束时间视混凝土温升、温降情况而定；冷却水管采用导热性能好的薄金属管，管内径宜大于30mm，水管安装应保证质量，安装后应通水检查，防止管道漏水或阻塞；

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⑦表面保温与养护混凝土浇注完毕待初凝后立即在上表面蓄水养护，蓄水深度应不小于30cm，表面蓄水宜用从冷却水管流出的温水，这样可减小内表温差。在承台的四周，也应采用蓄水养护，水面以上部分应加挂保温材料保温，并加强养护，使其始终保持湿润状态。拆模之后应继续采用蓄水和加挂保温材料的方法保温； ⑧保证施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂性；

⑨为检验施工质量和温控效果，及时掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，应进行温度控制监测。大体积混凝土的温度应力和防裂问题是一个十分复杂的问题，外界温度和湿度、施工条件、温控程序、原材料变化等都会引起温度应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。 4温度监测效果分析

承台按温控要求监测，取得好的效果，至观测结束时为止，仪器全部完好，仪器完好率为100％。从观测结果看，所有测值均有很好的规律性，正确地反映了混凝土的实际温度。承台浇筑后，及时在表面用土工布饱水覆盖，在承台四周与钢板桩之间的空隙用冷却水填充，这对于减小温度梯度和内表温差有很好的效果，内表温差之小是其它工程少见的。

温控监测为施工及时提供了温度信息，对及时改进温控措施、确保温控标准、防止裂缝等发挥了重要作用，达到了温控监测目的。温控监测成功率高，数据规律性好，真实地反映了混凝土内各部位的温度变化，正确地揭示了承台的温度变化规律。冷却水管是非常有效的降温措施，对于降低承台混凝土的最高温升具有显著效果，表面与侧面保水养护对于减小内表温差、防止表面裂缝有重要作用。温控监测结果表明；温度特征值全部满足温控标准，承台未出现裂缝，说明施工中采用的温控措施是有效的、合理的、成功的。 5结 语

该承台完成浇注历时60h，共浇筑混凝土5050m3，平均每小时浇筑混凝土84.2m3，承台一次浇筑完成，无任何事故。后经15d的温控监测，严格执行温控措施，降低混凝土的水化热，完善其施工质量。可得出如下结论：

①该桥索塔承台大体积混凝土的温度控制是成功的，未出现温度应力裂缝，确保了工程质量，达到了一次合格率100％、优良品率100％的预期质量目标。

②温控设计计算准确，所采取的温控措施得当。施工过程中实测的温控监测数据准确且有很好的规律性，真实地反映了混凝土内各部位的温度变化，正确地揭示了承台混凝土的温度变化规律，并与设计计算值有较好的相符性。

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③温控监测表明，承台大体积混凝土的内表温差、上下层温差和最高温升等温度特征值均满足温控设计提出的温控标准，说明施工中采用的温控措施是有效的、合理的、成功的。 ④冷却水管是非常有效的降温措施，对于降低承台混凝土的最高温升具有显著效果。 ⑤混凝土中由于掺加了数量较多的粉煤灰，泌水现象较严重，给施工带来了一些不利的影响，特别是混凝土表面的浮浆较多，容易产生干缩裂纹。

⑥承台大体积混凝土采用“双掺”技术，取得了良好效果。用超量取代法将粉煤灰、矿粉替换部分水泥，不仅减小了水泥用量，同时也降低了混凝土内部产生的水化热和温升。 ⑦承台一次性浇筑可行性完全取决于承台围堰的设计方案，只有此方案的合理布设钢板桩，利用封底混凝土作为内支撑的一部分，并且实现了干开挖基坑等显著的施工特点，才能安全的，高质量的一次性浇筑完成。 参考文献：

[1] 何宪礼.大体积混凝土承台施工温度裂缝的影响因素及控制技术[J].公路，2008,10. [2] 陶红林.上海长江隧桥承台及塔座大体积混凝土施工技术[J].工业建筑，2010,3.