大体积承台混凝土裂缝控制

大体积承台混凝土裂缝控制

中图分类号：tv543文献标识码： a 文章编号：

一、引言

混凝土的裂缝控制是工程界一个由来已久的技术课题。水上砼建筑物同陆上混凝土体积较大，混凝土强度等级较高，施工条件较差，且处于不利自然环境下，混凝土裂缝控制的难度更大，开裂后砼工程耐久性更为不利，因此裂缝控制就显得尤为重要。在上海长江大桥工程承台混凝土的施工中，通过选择合适的原材料、优化混凝土配合比设计、强化施工技术和管理，较好地解决了承台大体积混凝土裂缝的控制问题，取得了比较满意的效果。

二、工程概况

上海越江通道工程南起上海市浦东新区外高桥东的五号沟，经长兴岛中部新开港至崇明陈家镇奚家港西，全长25.5km，其中南港水域宽度约6.871km，长兴岛陆域宽度约3.946km，北港水域宽度约8.451km。

三、裂缝控制措施

在承台混凝土的施工中，为了防止和控制裂缝，本工程主要采取了以下技术措施：

1．原材料的优选

1）、水泥：采用嘉新港辉水泥厂生产的嘉新牌硅酸盐52.5水泥。

2）、掺合料：采用优质粉煤灰、矿渣配制成的长江隧桥工程专用掺合料。

3）、砂：选用江西赣江砂。

4）、碎石：选用舟山碎石。

5）、外加剂：选用上海麦斯特生产的 rheoplus25 型聚羧酸系列混凝土外加剂。

2. 混凝土配合比的设计与优化

在水泥、掺合料的生产厂家和混合比例(水泥和掺合料4：6混合)业主业已研究、确定的情况下，通过以上配合比的试拌，在满足大桥耐久性技术要求的前提下，综合考虑混凝土的粘聚性、流动性、工作性，最终确定选用水泥：掺合料：砂：石：水：减水剂=168：252：732：1097：151：2.31施工配合比。

3．冷却水循环降低砼内部温度

大体积混凝土浇筑后，减少升温阶段內外温差，防止产生裂缝,采取结构内部循环通水降低内部结构温度,减少内外温度剃度是防止出现裂缝的主要措施。

1）、循环水管布置

承台混凝土施工采用结构内置循环水管，通过循环水降低混凝土内部因水泥水化热引起温度升高峰值，进而降低混凝土内外温差剃度。承台混凝土浇注采用一步成型工艺，墩坑底部到结构砼高度为2.9米，循环水管高度方向布置三层，竖向间距1.025m ，每层循环水管水平间距2米。

2）、通水工艺

直接抽取长江水进行循环水养护。混凝土浇注终凝前即对其进

行通循环水降低混凝土内部温度，通循环水时间不小于7天，同时循环水每隔12小时调整一次通水方向，以利于混凝土内部水化热均匀散发。

4．合理分层浇注筑

根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。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用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。

5.严格控制混凝土入模温度

1)、浇注砼时选在温度较低的夜间进行，尽量降低混凝土出模温度。

2)、提前一周将散装水泥进货入仓。

3)、温度超过35度高温时，提前5个小时左右主要对石料进行冲水降温。

6.混凝土浇筑施工质量控制

1)、严格控制混凝土搅拌时间：混凝土在搅拌机中加水连续搅拌的最短时间一般宜在90s以上，现场控制搅拌时间120s。

2)、合理布置布料杆位置：在顶层钢筋网片开四个边长20cm的小洞，将布料杆头部橡胶软管插到底层钢筋顶部，保证混凝土下落高度小于1.5m，不产生离析现象，确保混凝土浇筑质量。

3)、及时对砼泌水和浮浆进行处理：现场配备小水桶，随时将泌水及浮浆清除，提高了混凝土的密实性，确保混凝土特别是顶层

不易出现裂缝。

4)、严格控制混凝土施工结束时间：将混凝土的结束时间控制在下午6：00以后温度相对较低的时段。

5)、加强砼振捣抹面：施工时加强墩座插筋位置的振捣、抹压。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期干缩裂缝，并加强早期养护，提高砼抗拉强度。

7．结构混凝土养护

养护主要是起到保湿和保温作用，保温的主要目的是减少混凝土表面的热扩散，降低表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；保湿的主要目的是防止混凝土表面出现收缩裂缝。

1)、严格控制拆模时间：为避免混凝土表面因为温差而产生表面裂缝，控制内外温差梯度，经研究采取延缓钢套箱摸板拆模时间（一般不低于7天）。

2)、、本工程中混凝土在浇注完毕后顶部立即覆盖一层无纺布，防止表层水份的散失。待表面压光6小时后即进行有水养护，养护水直接采用循环水的出水。拆除模板后利用养护船每天定时养护，特别是温度较高时段加强养护频率。承台结构混凝土有水养护时间为14天左右。

3)、由于钢模板的外胀以及混凝土的收缩，混凝土与钢模板之间存在极小缝隙，循环水会沿着缝隙下流，加大了结构侧壁混凝土表层湿度，对结构侧壁混凝土表层进行了养护。

四、混凝土内部温度场分布

1.测温设备布置

为提供可靠的数据控制混凝土内外温差，考虑承台平面对称性，在承台平面1/4位置布置温度应变片，用温度显示仪采集数据。

2.数据分析

根据测量收集的数据对混凝土总体温度变化过程分析：混凝土入模 12小时内升温迅速，温升接近37℃；48h后内部最高温度达到68.8℃的峰值，随后温度开始下降，下降梯度为4.6℃/d；四天后，温度梯度线趋于平缓。自浇注开始至拆模，共通水散热8天。拆模时外界平均气温14℃，承台中心处最高温度为42.8℃，距离承台外边缘0.1m处的测点的平均温度为24.5℃，拆模时满足内外温差小于25℃要求。

3)从测量的进水温度与循环出水温度分析,从直观上反映了散

热管的降温效果，从实际监测数据可以看出，进出水温差在在2～3天内达到11℃左右，在后期温差逐渐下降，平均达到8.5℃，取得了较好的效果。

五、实施效果

上海长江大桥工程于2006年4月8日开始浇注第一个承台结构混凝土，截止到2007年1月27日，共浇筑承台92个，浇注结构混凝土29400m3。通水散热7~10天后(外界气温高时养护时间长)，拆模观察：表面平整、光洁，没有发现温度裂缝，证明采取的温控措施是有效的。