嘉陵江四桥承台大体积混凝土施工技术分析
摘 要：当代建筑规模越来越大，大体积混凝土施工技术的应用越来越普遍，如何制定可行的大体积混凝土施工方案及在施工过程中采取有效措施保证大体积混凝土的质量显得尤为重要。大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、温度收缩应力大，很容易导致大体积混凝土裂缝产生。依据大体积混凝土施工规范，做好大体积混凝土测温记录、大体积混凝土养护，是保证大体积混凝土施工质量的关键因素。
关键词：混凝土体积 水化热 裂缝 浇筑
混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。因此大体积混凝土在施工中所要解决的主要问题是防止裂缝的产生。而大体积混凝土在硬化期间水泥水化热产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用而产生的温度应力和收缩应力是导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因。所以，为确保大体积混凝土施工质量，在施工前要从设计、施工的各个环节来采取技术措施，针对可能引起裂缝的原因，妥善处理温度差值，控制变形裂缝的开展。
1 工程概况
嘉陵江四桥大体积混凝土位于河道水面下，嘉陵江四桥桥墩承台有4种类型，分别为索塔墩承台26.5*15.5*6m，交界墩承台(20、22#)7.5*7.5*3.5m，12～19#墩承台8.2*3.2*2.5m，其他桥墩承台为3.2*3.2*2m。如何控制大体积混凝土裂缝是施工的关键.
2 混凝土配合比及材料
理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性细掺料替代水泥。
为了便于控制砼中矿物掺和料的质量与数量，宜选用纯硅酸盐水泥与自选的矿物掺和料作为胶凝材料。水泥中C3A（铝酸三钙）含量不宜超过8%，水泥细度（比表面积）不超过350m2/kg，游离氧化钙不超过1.5%，氯离子含量不超过水泥质量的0.2%（钢筋砼）和0.06%（预应力砼），水泥含碱量不宜超过水泥质量的0.8%。砼内总含碱量不得大于3.0kg/m3，宜控制在1.8kg/m3一下。
矿物掺和料宜选取优质粉煤灰加硅灰、磨细矿渣加硅灰等材料。
在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。骨料要求质地均匀坚固，粒型和级配良好、吸水率低、孔隙率低。粗、细骨料含泥量应分别不大于0.7%和1%；粗、细骨料中的水溶性氯化物折合氯离子含量不应超过骨料质量的0.02%。粗骨料的最大公称直径应小于钢筋间最小净距和保护层厚度的2/3。不得使用颚式破碎机产生的粗骨料。使用骨料前应了解骨料有无潜在活性，并通过专门验证。
混凝土的配合比设计时采用低水化热、水化热产生均匀的胶凝材料，掺加粉煤灰、矿粉，粉煤灰、矿粉降低了水化热，延长了混凝土水化热完全释放时间，降低了混凝土内部温升的幅度和温度峰值。
3混凝土浇筑
(1)混凝下料
大体积混凝土浇筑采用整体分层连续浇筑施工，保证结构的整体性。沿长边方向自一端向另一端进行，交界墩平面为方形，可从一侧向另一侧浇筑。每层厚度30cm，当混凝土供应量有保证时，亦可多点同时浇筑。索塔墩计划采用臂架混凝土输送泵，增加下料点，使布料更加均匀。第一层布料完成及时跟进振捣，从开始布料一端进行第二层的布料。
(2)大体积混凝土的振捣
混凝土应采取插入式振捣棒振捣。在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高抗裂性。
(3)大体积混凝土的养护
大体积混凝土应进行保温、保湿养护，在混凝土浇筑完毕后，除应按普通混凝土进行常规养护外，尚应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。索塔墩钢套箱壁厚度为1.2m，部分已浇筑壁仓砼，未浇筑壁仓砼部分采用注入，可作为混凝土表面温度稳定的措施。对交界墩则在钢吊箱、模板四周围塑料布包裹，使混凝土环境温度稳定。
保湿养护的持续时间不得少于14d，应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。
(4)大体积混凝土防裂技术措施
宜采取以保温、保湿养护为主体，抗放兼施为主导的大体积混凝土温控措施。由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度-收缩应力剧
烈变化，而导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝。因此，应在混凝土材料选择、配比的设计、制备、运输、施工，混凝土的保温、保湿养护以及在混凝土浇筑硬化过程中浇筑体内温度及温度应力的监测和应急预案的制定等技术环节，采取一系列的技术措施。
大体积混凝土工程施工前，宜对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值、里表温差及降温速率的控制指标，制定相应的温控技术措施。温控指标符合下列规定：
混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；
混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃；
混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
大体积混凝土配合比的设计除应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外，尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，并应符合合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。
在确定混凝土配合比时，应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等，提出混凝土制备时粗细骨料和拌合用水及入模温度控制的技术措施。如降低拌合水温度（拌合水中加冰屑或用地下水）；骨料用水冲洗降温，避免暴晒等。
4 总结
对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，掌握住它的基本知识，并根据实际采取有较措施，会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用，才能起到良好的效果。实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。
参考文献：
[1] 杨彦克,李固华,潘绍伟主编. 建筑材料.成都：西南交通大学出版社,2010.
[2] 《大体积混凝土施工规范》(GB50496—2009)
[3] 刘亮. 浅谈大体积混凝土施工技术及预防措施. 科技致富向导. 2012年26期.
