大体积混凝土施工技术

摘 要： 大体积混凝土及配合比设计。叙述了承台大体积混凝土施工时，温度裂缝控制措施及混凝土养护。

关键词：混凝土选材；配合比；施工；裂缝；养护



1 工程概况

凫洲大桥位于广州南沙经济开发区，南北向跨越凫洲水道，是连接南沙环岛西路与龙穴大道的城市主干道，远期衔接虎门高速公路，近期工程设计起点KO+000，接环岛西路，终点位于龙穴岛K4+200，线路总长4.2Km，主桥总长2.774 Km。

2 大体积混凝土简述

大体积混凝土，是指混凝土结构物实体最小边长尺寸≥1m的部位所用的混凝土，大体积混凝土即为体积较大又就地浇筑、成型、养护的混凝土。它主要的特点就是表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。本工程主墩承台编号为29#、30#、31#承台混凝土平面尺寸为9×36m、高4m，承台混凝土方量约1300m³，属于大体积混凝土。

3 大体积混凝土配合比

为了减少混凝土水化热，推迟高温峰值时间，避免干缩裂缝，施工前对混凝土配合比进行了一番研究。在保证混凝土强度及坍落度要求的前下，提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量，控制混凝土用水量，以此来降低混凝土收缩。施工混凝土配合比中，外加剂选用JZB-4型多功能超塑化剂（它是一种具有缓凝、早强和泵送功能的高效减水剂）掺入量为2.0%。粉煤灰掺量为25%，混凝土初凝时间为12小时18分。即推迟混凝土水化热峰值的发展，又同时推迟水化热放热高峰时间，避免因水化热造成的裂缝。

4 混凝土施工控制

为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，严格加强对每一环节的施工控制，混凝土施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）执行，并特别注意以下方面：

4.1 混凝土拌制配料前，各种计量仪器必须经计量部门进行标定，称料误差符合规范要求，严格按确定的配合比拌制。

4.2 水泥使用前充分冷却，施工时水泥温度＜50℃。

4.3 堆高骨料、底层取料、用水喷淋骨料。

4.4 延长混凝土的搅拌时间，使各种材料充分拌合均匀，提高混凝土的和易性。

4.5 避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃，采取夜间浇筑。

4.6 当气温高于入仓温度时，加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇筑过程中的温度回升。混凝土运输车经常洒水降温。

4.7 施工过程中严格控制混凝土用水量。

4.8 混凝土拌合物坍落度控制在（160±20mm）;混凝土入模温度控制在25℃左右。

5 大体积混凝土施工组织 

5.1 混凝土浇筑方案

承台混凝土厚达到1.5m，内部水化热温升偏高，内表温差和降温速度不易控制，采取分段分层浇筑，为满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，考虑到混凝土结构大、 冷却管道预埋和底部钢筋疏密、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。为了使混凝土浇筑不出现冷缝，要求前后浇筑混凝土搭接时间控制在5小时内(初凝时间>12小时)，因此，混凝土浇筑前经详细计算安排浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间，实施了以下浇筑主案:第一阶段：两艘混凝土运输船载16m3两侧轮流浇筑,每层混凝土厚度控制在30cm。 第二阶段：浇筑至4~5m后返回浇第二层，自东向西采用斜面分层浇筑，用“一个坡度、薄层浇筑，一次到顶”的方法。采用三艘运输船轮流布料。 第三阶段： 底部从西向东顺序，浇捣控制在4~5 m长度进行。

5.2 浇筑中注意以下问题

5.2.1 混凝土浇筑不应留冷缝，保证浇筑的交接时间控制在初凝前。

5.2.2 保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。

5.2.3 保证混凝土供应，确保不留冷缝。

5.2.4 混凝土振捣要及时，同时不漏振，但也不能过振，防止离析。

5.2.5 按时测试混凝土内外温差值，根据温差值规定及时调整冷却管水流速度。

6 大体积混凝土温度裂缝控制措施

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。为了达到将大体积混凝土内部大量水化热迅速排至体外，有利控制混凝土因内外温差产生的裂缝。本工程采用冷却管循环导流体系钢管-32-YB234-64黑铁管，外径42.25mm、壁厚3.25mm。绑扎在Φ25钢筋上，混凝土在浇筑后5—6h采取间断浇水措施和冷却管道通水降温，尽量的控制表面温及混凝土内部温度差值。混凝土浇筑6小时后，安排专人每隔2小时进行温差检测，冷却管进水口温度测为22℃，冷却管出水口温度测为40℃。当混凝土内温度升高与混凝土表面温度相差200C时，通过加大水的流速，出水口流量视内外温差控制在10~20L/min，将水化热迅速排出体外，当外界气温较低时在混凝土表面覆盖塑料薄膜，防止混凝土表面水分蒸发。当外界气温较高时迅速洒水降温，保证内外温差＜200C ，进水口温度及出水口温度控制在＜10℃。以此控制混凝土内外温差，降低混凝土的热胀冷缩程度、减少混凝土收缩量。避免混凝土因内外温差产生的裂缝。其间出现过温差>20℃，及时采取了冷却管道通水降温措施，此后温差控制在20℃以内。混凝土浇捣终凝后降温保养，根据本区域气温，混凝土表面浇水、内部采用冷却管导水散温系统即可。在养护期间，随时检测混凝土表面的干湿情况及温差(内表温差达18℃时及时加大冷却管道通水流速度，将内、外温差控制在20℃内)。

7 温度控制

7.1、温度理论计算

7.1.1 混凝土拌合温度

TC=∑TiWC/∑WC

式中 TC－混凝土拌合温度（℃）；

W－混凝土组成材料量（kg）；

C－混凝土组成材料比热［J/（kg。K）］；

Ti－混凝土组成材料温度（℃）；

表1-1 每m³混凝土组成材料物理性能指标

材料名称每m³混凝土材料用量（kg）比热LJ/（kg。K）W×C（J×K）材料温度Ti（℃）Ti×W×C

水1764.2739.21511088

水泥3300.84277.24813305.6

砂6570.84551.88105518.8

碎10770.84904.68109046.8

砂石含水量174.271.49642.6

合计2240－2544.4－39601.8



7.1.2 混凝土出罐温度

搅拌站搅拌机为敞开式的，故T=TC=15.56℃

7.1.3 现场混凝土浇筑温度检测平均值为：Tj=28℃

7.1.4 混凝土内部的最高温度

Th=CO×Q×(1-e-mt)/CC×ρC

式中：Th－混凝土绝热升值； CO—每1M3混凝土水泥用量（Kg/m3）；

CC—混凝土热比(0.96)；e—常数（2.718）；m—经验系数（0.3）;

t—3 天 龄期（d）

Th=330×461×(1-e-mt)/0.96×2400=39.18 ℃

3天时水化热温度最大，所以混凝土内部温度也在此时最高。

经计算：Tmax=28+39.18=67.18 ℃

7.2 混凝土养护

混凝土养护采用两台1.5KW抽水泵，一台作为养护使用置于钢板桩围堰内从冷却管排出的散热水中，散热水温度26℃。一台置于钢板桩围堰外江水中，江水温度为22℃。当时的自然气温是20~30 ℃，混凝土的表面温度38℃，混凝土内部温度64.2℃，内外温差26.2℃。进水口温度为22℃，出水口温度为40℃，进出水口温差＞10℃。所以混凝土表面采用间段性浇水养护，混凝土内部冷却管只要加快流水速度，既可达到设计要求的内外温差＜20℃，进出水口温差＜10℃。

8 混凝土温度监测

8.1 测点的布置：根据本工程承台的结构尺寸和形状，确定按“目”字形布置10个测点，间距8m一个，每个测点一个温度：混凝土内部温度、混凝土表面温度、室外自然气温。

8.2 测温时间时隔按2小时一次，重点监测下午14点和凌晨2点时的温度使测得温度值具有代表性。

8.3 每天的测温度数据出来后，及时对数据分析，并和理论值相比较，并及时反馈给现场管理人 员，及时采取有效的降温措施。

8.4 绘制测温点的温度变化曲线图（如图8-1），达到信息化监控。以第4点为例，温度曲线平缓后，温度控制也随之结束，进入自然养护期限，养护期至少21天。



8.5 温度监测结果显示除第6点混凝土内部最高温度达到64.2℃，内外温差26.2℃外，其它测点最高温度均在56℃左右，平均温差18℃。

9 结语

9.1 凫洲大桥主墩承台配合比设计通过严格的选材，科学试配，混凝土各方面性能就能得到预期的效果。

9.2 混凝土施工配合比通过严格计量控制，就能满足混凝土的各种性能指标及设计强度。

9.3 大体积混凝土内外温差施工前要经过严密的验算，采用冷却管导水散热系统，内外温差控制在＜20℃以内，出入水口温差＜10℃。养护时选择合理的养护方法，在施工过程中采取信息化监控，就能有效地控制内外温差，防止温度应力裂缝的出现。

9.4 大体积混凝土主要经过很好的施工组织，选择合理的施工方法，并对泌水和浆水及时处理，采用铝合金长条刮平表面，最后用滚筒轧压、木抹子拍实混凝土的表面，并进行两次收面。就能有效防止收缩裂缝的出现。

推荐访问:混凝土 体积 施工技术