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

【摘要】本文针对大体积混凝土结构在施工中容易出现裂缝的问题，在桥梁承分大体积混凝土施工工艺及温度控制措施下，严格控制混凝土浇筑的施工质量，并对合理选择配合比设计进行了探讨。

【关键词】桥梁;大体积;混凝土;浇筑;温控

前言

桥梁承台属于大体积混凝土结构。在施工过程中，受到水泥水化热反应的影响，混凝土结构内部的温度出现变化，再加上内外部约束的影响，往往会形成过大的温度应力，从而导致混凝土开裂。对混凝土结构而言，裂缝的出现在很大程度上会影响结构的耐久性、防水性能、承载力等等。

一、大体积混凝土浇筑温度控制的必要性

在大体积混凝土结构的施工中，由于水泥与水之间的水化反应，产生大量的水化热，在混凝土内部形成温度应力场；加上混凝土结构外部受基础、基坑地基等约束以及外部环境条件变化等多种因素的作用下，在混凝土内产生拉应力，当拉应力超过混凝土的初凝抗拉强度时，混凝土内部或表面就会产生裂缝，形成混凝土结构缺陷，进而影响混凝土结构的质量，降低混凝土结构的使用寿命。因此，在进行大体积混凝土结构物的施工前，需要针对混凝土产生的水化热，进行综合分析，从而制定有效措施，在水泥水化反应之前，有效地控制混凝土结构的内表温差、升降温度等，确保混凝土内产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，避免有害裂缝的产生，以确保工程质量。

二、工程概况

1、概况

桥长102 m, 为两跨连续梁桥, 大桥的跨径为51 +51(m)。桥台使用直墙样式的实体材质, 桥台的承台大小为47 m ×11 m ×3.5 m,混凝土方量为1800方，承台的下面现浇混凝土垫层, 并安排24根桩。桥墩在横桥上安放2 个, 使用矩形的横截面, 下面安设承台, 承台的大小为11 m ×11 m ×3.5m, 混凝土方量为420方，承台的下面现浇混凝土垫层, 并安排10 根桩。依据承台的构造以及规范, 浇筑承台混凝土使用的是大体积的办法。

桥梁的桥台、桥墩及各个承台全部使用混凝土, 混凝土的强度等级为C45, 混凝土的抵抗冷冻的级别为F250, 冻融环境的使用级别为E 级, 抵抗冷冻的持久度为70%, 外加剂使用高质量的减水剂, 添加的剂量为2%, 防腐剂的使用剂量在3%。依据温度控制的设计和浇筑的水平, 承台大多数都是一次完成, 承台钢筋是螺纹钢, 共4 层, 其中下面2 层, 上面2层。

3、准备阶段

在进行混凝土配置的时候, 尽量少使用水泥,在配合比试验完成以后, 掺入一定比例的粉煤灰或者矿渣粉, 确保混凝土的后期强度；对于集料级配进行严格管理, 把握好粗、细骨料的含泥量, 控制好粗集料配比和砂子细度的模数；大量的试验证明苏博特品牌的高性能减水剂可以较好的控制混凝土的性能, 使混凝土的凝固时间增加；混凝土体积配合比: 水泥∶砂∶碎石∶粉煤灰∶矿粉∶减水剂∶防腐剂∶水=250∶785∶1120∶60∶70∶7．6∶11．4∶145。

4、浇筑和振捣阶段

①布置振捣器的原则为：在各个浇筑带前后都有两道振捣棒，其中第一道是在泵管混凝土的出料口布置，其作用主要是振实上部混凝土；因为底层有着间距较密的钢筋，所以第二道是在混凝土的坡脚处布置，从而保障下部混凝土的密实。为了使整个高度混凝土振捣质量得到保证，振捣器随着混凝土的浇筑推进而移动。其中振捣棒的移动间距不能够超过振捣棒作用半径的3/2 倍。在施工过程中，振捣时，应当尽量避免振捣棒与模板和钢筋的碰撞，要求与模板周边的距离为5cm-10cm，在进行上层混凝土的振捣时，需要将振捣棒在下层混凝土中插入5cm-10cm。控制振捣质量的标准是：混凝土不冒出气泡、停止下沉、表面平坦泛浆为止，一定要杜绝过振或者漏振现象的发生。

②混凝土拌和量为120 m3 / h 的拌和站2 座, 90 m3/ h 的汽车泵3 台, 拌和站的效率为70%, 浇筑混凝土的速度为170 m3/ h, 承台的面积为500 m2 , 每一层的厚度为30 cm、方量为150 m3, 这样浇筑的时间为50 min, 可以达到混凝土的初凝时间的期限。使用罐车15 辆, 它们往返的时间在1 h, 容积为10 m3。采用分段分层法浇筑, 浇筑方向为同向分层浇筑, 从承台短边开始沿长边方向进行, 浇筑时泵车从底层开始, 浇筑至一定距离后浇筑第二层, 依次向前推进浇筑其他各层。推进方式如下图1。浇筑底层钢筋部分的混凝土的时候, 恰当的位置放置孔洞, 承台的里面实施振捣, 振捣结束后要慢慢的移出; 尽量减少振动棒和模板、钢筋以及预埋件的接触, 振动结束后确保混凝土不再下沉和冒泡, 而且表面要均匀并开始泛浆。

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5ram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。

6、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。

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