大体积混凝土施工工法

大体积混凝土施工工法

一、前言

在《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55）中对大体积混凝土解释为“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m或易引起裂缝的混凝土”。

某大桥铁路引桥TZQ-1标工程是国家、铁道部重点工程，某公司承担的本标段主要特大桥有某左线引桥1＃桥、某右线桥0＃台～28＃墩、某左线引桥88～175＃墩，计156跨5069.45延米，共有2台153墩，其中承台高度最大4m,宽由4.8m到9.6m不等，长度最大达18.6m,墩身高度由5m～26m不等，墩身宽度最大达16.8m，厚度最大达6m，均属于大体积混凝土施工。

大体积混凝土结构的截面尺寸较大，施工技术和施工组织都较复杂，施工时应十分慎重，否则易出现质量事故，造成不必要的损失。为此，我项目部积极组织人员进行学习、研究、实践，解决了大体积混凝土施工过程中的许多技术问题。并形成了《大体积混凝土施工工法》现对该工法介绍如下：

二、工法特点

1、施工简便，工艺程序清晰易懂，施工人员易于掌握；

2、施工过程易于控制，施工质量易于保证；

3、有效预防了大体积混凝土施工裂缝的产生；

三、适用范围

本工法适用于大体积混凝土施工，对大体积承台、墩身混凝土施工效果尤为明显。

四、工艺原理

混凝土与一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，当混凝土内外温差过大时，就会产生温度变形，在表面引起拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，也会导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，由于原材料不均匀，水灰比不稳定等因素在混凝土内存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

通过混凝土原材料把关、配合比选定、埋设循环水管、混凝土搅拌、运输、浇注过程的控制，以及后期通过混凝土养护、控制水温以降低混凝土内外温差，防止大体积混凝土出现裂缝，保证大体积混凝土施工质量。

五、工艺流程及操作要点

1、模板处理

（1）承台施工我们采用组合钢模板，首先按照设计图纸进行挑选，模板边角顺直、平整、洁净、模板肋齐全、板眼一致。清理干净后刷脱模剂。

（2）墩身施工为分节整体钢模板，墩身模板处理是墩身质量好坏关键之一。因此模板进场后，

先进行试拼。合格的模板经过清洗、打磨、灰浆抹面、打磨抛光、干燥、均匀涂刷、凉干、3小时后重新涂刷。模板打磨应认真仔细，特别是模板拼缝处打磨需达到手摸时感觉无明显错台方可，板缝在模板安装时用双面胶粘缝。

根据现场施工情况及我项目分部两次试验墩情况，我们采用色拉油掺变压器油或ZM90长效脱模剂进行刷涂。

2、钢筋绑扎

钢筋安装前，先根据设计图纸的钢筋间距划进行定位，再进行绑扎。绑扎的钢筋要求横平、竖直，规格、位置、数量、间距正确，为后期混凝土施工考虑，如大体积混凝土结构内钢筋排列较密，应留出振动泵活动空间，便于振捣。

3、混凝土施工

（1）材料选定

①水泥

我项目分部采用普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥与矿渣水泥相比，水化热较后者要大，但经计算其水化热值能够满足施工需要，所配制的混凝土和矿渣水泥相比，耐久性要好，且用普通硅酸盐水泥配制的混泥土拆模后混凝土表面光泽均匀，外观较好。

②粗骨料

混凝土的粗骨料粒径愈大，则总表面积愈小，混凝土的需水量也愈小，则愈节约水泥，但最大粒径过大，混凝土的稠度就低，易发生离析。综合考虑并结合原材料的地域性，我项目分部采用Ⅱ级级配的碎石，分别为5～19mm和19～26.5mm , 采用Ⅱ级级配时，如遇泌水情况，增强了粗骨料级配调整的可操作性。

在大体积混凝土中，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。为此，我项目分部严格控制粗骨料含泥量不大于5％。

③细骨料

水泥用量减少，则水用量减少，在保证砂率的情况下，应当降低砂的比表面积，因此我项目分部使用中粗砂，其细度模数在2.7～3.1之间，并控制其含泥量不大于1％。

④水

拌制和养护混凝土用水均采用饮用水。

⑤粉煤灰

掺和料主要是Ⅱ级粉煤灰，掺加粉煤灰代替水泥可降低水化热，降低混凝土的绝对升温值。

⑥外加剂

外加剂种类多，常用的有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂。掺入外加剂，不仅可以使混凝土的工作性能有明显改善，同时可以减少用水量，节约水泥，从而降低水化热。

外加剂我项目分部采用FDN-5高效减水剂。在冬季施工时，因混凝土工作特性能满足需求，则不加入外加剂。

（2）配合比选定

混凝土配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计，并通过试拌调整后

确定，应符合国家现行《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）的有关规定。在保证混凝土具有良好工作性能的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉性能的抗裂混凝土。

遵循以上原则，我项目分部在选定配合比时的具体原则如下：

①在保证混凝土强度的条件下，掺入粉煤灰来降低水泥水化热，粉煤灰的质量等级应不低于Ⅱ级。

②混凝土最小水泥量不低于300kg/m3，有掺合料的混凝土水泥量可适当降低但不宜低于260kg/m3，水泥用量根据试验室试配确定。

③水灰比宜控制在0.45～0.5之间，最高不超过0.55；用水量在170kg/m3左右。

④砂率宜控制在35%～45%，灰砂比宜为1:2～l:2.5。

⑤混凝土中总含碱量使用碱活性骨料时限制在3kg/m3以下。

⑥混凝土的初凝控制在4h左右。

⑦冬季施工混凝土配合比应进行调整，选用较小的水灰比和较小的坍落度。

施工部位施工季节

配合比

水泥细骨料粗骨料水掺和料外加剂

承台高温季节1 2.25 3.660.530.270.01低温季节1 1.94 3.300.550.25

墩身高温季节1 2.04 3.330.500.220.0061低温季节1 1.99 3.250.550.25

（3）混凝土搅拌

为减小称量偏差，我们制定有严格的过磅制度，以保证原材料的称量偏差不大于1％，混凝土拌制前，测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，形成施工配合比。当遇雨天或含水率有显著变化时，增加粗、细骨料含水率检测次数，并及时调整骨料和水的用量。

在夏季施工温度较高时，在砂石料堆放场搭设简易遮阳装置，并采用拌和混凝土时加冰、用水将骨料冷却、夜间灌注等方法以降低混凝土的浇筑温度。

在冬季施工温度较低时，水泥在使用前运入暖棚内预热，并对搅拌用水进行加热，混凝土搅拌时间较常温延长50％。

（4）混凝土运输

我项目分部混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，为保证混凝土连续浇筑的要求，搅拌运输车的数量根据施工现场距离搅拌站的距离、路况等因素决定，一般要求间隔时间不大于30min。由于混凝土在运输过程中可能发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多的等现象，运到现场混凝土的和易性、坍落度随时检查。并且搅拌站与施工现场建立了密切的联系，防止意外发生。（5）混凝土浇筑