桥梁工程大体积混凝土施工技术管理

李利

摘 要：大体积混凝土属于桥梁工程施工建设中的主体部分，关系着桥梁工程的整体质量，在施工当中需要重视技术运用与管理，采取具体的控制措施。本文以贵黔高速鸭池河特大桥主墩承台施工项目为具体实例，结合研究资料，对具体的大体积混凝土施工技术管理展开深入分析。

关键词：桥梁工程;大体积混凝土;施工技术

1 工程概况

鸭池河特大桥是典型的为双塔双索面混合梁斜拉桥，主跨长度达到800m，主墩为整体式钢筋混凝土承台，尺寸为25.5m×38.5m×8m，混凝土设计为C40，单次浇筑量约2000立方，属于大体积混凝土工程。

2 大体积混凝土施工中裂缝问题

混凝土为脆性材料，从抗拉强度表现来看，只有抗压强度十分之一左右，而大体积混凝土有着较大尺寸，对其加热之后再进行降温，辅以一定的约束条件能够有效提升其拉应力。倘若出现温度变化过大的情况，大体积混凝土则极易出现裂缝问题，原因就在于混凝土内部温度主要由水泥水化热、结构散热等温度表现构成，通常来讲大体积混凝土的散热效果并不好，内部会达到60～70℃且有着较长的延续期，而当外部温度骤降则会造成内外层温差过大，对施工形成不利影响。

3 桥梁工程大体积混凝土的施工技术管理

3.1 原材料选择方面

混凝土的原材料基本选用的是水泥、骨料、水以及适量外加剂等，在对其材料进行优选时，要深入分析周边可用的各种原材料的性能、规格与型号，结合大体积混凝土的施工技术标准，选择优质原材，抓好原材质量的源头把控。其次，还要做好质量检测工作，避免原材在质量方面暴露缺陷。本项目原材选择如下：

水泥：选用水化热表现更低的海螺P.O42.5水泥。

砂：选用优质机制砂，同时对其含泥量严格把控，细度模数控制在2.6～3.1之间。

碎石：选用5～25mm粒径的连续级配碎石，采用5～9.5mm/9.5～25mm两档碎石根据配比掺配使用，确保混凝土性能表现满足指标。碎石选用粒型好、强度高、含泥量小、针片状小、级配优的优质碎石，降低胶凝材料用量以降低水化热。

外加剂：选用聚羧酸类缓凝高效减水剂，其缓凝时间应充分考虑混凝土浇筑时间，尽量延长初凝时间，降低水化放热速率、延缓水化热放热峰值时间，使混凝土水化热释放比较平缓，减小混凝土内部温度的骤然下降的程度，避免出现早期热裂缝。

粉煤灰：选用周边黔西县电厂的Ⅱ级粉煤灰，通过提高粉煤灰质量与掺量、节约水泥，降低水化热、降低收缩值、增加混凝土和易性去达到提高混凝土后期强度的效果。

水：混凝土拌合用水可就近采用鸭池河河水，经检查质量合格。

3.2 配比设计方面

根据材料的性能对承台大体积砼配合比进行大量交叉配合比试验，优选出配合比。结合现场施工条件进行试拌，对配合比进行反复调配，得出最优生产配比，使其具有良好的工作性能，满足施工要求。承台混凝土量大，本项目混凝配比设计的初凝时间为14～16小时，终凝时间18～24小时，坍落度为9cm。

3.3 运输与搅拌方面

大体积混凝土施工时应根据最大浇筑量、运输能力、浇筑速度等因素，计算搅拌能力、运输运能及前场浇筑能力，以确保大体积混凝土能连续浇筑。本项目采用2套90型拌和站集中拌制，2台9018拖泵泵送入模，2套布料杆布料。为确保砂石料含水率的稳定，砂石料搭设防护棚进行遮雨遮阳，由试验室对骨料的含水量进行检测，以调整骨料和水的用量。搅拌过程中应控制好搅拌时长和坍落度，运输则采用砼罐车。如果气温过高，可在水池内适量加冰，通过降低水温去达到降低混凝土出机温度的效果。

3.4 浇筑方面

承台高8m，共分4次浇筑，每次浇筑2m高，采用泵车加布料杆进行布料。待温控设施准备好并检验通过后可进行砼浇筑，浇筑时采用水平分层法，布料从两侧向中间布料，分层厚度约30cm，在下层混凝土初凝前，必须要完成上层混凝土浇筑，同时要确保浇筑的连续性。混凝土需要振捣密实，振动棒的移动半径不能超出作业半径的1.5倍，并且要插入下层混凝土中深度达5～10cm。对浇筑区域进行分区，定人定岗振捣，避免交叉施工导致漏振现象。承台大体积混凝土顶层浇筑完成后顶面一般浮浆较厚，浇筑后4～6h对顶面进行初步收抹，待初凝前再用木抹子对混凝土顶面展开再度收抹、压实，闭合收水产生的裂缝能够有效预防表面龟裂现象。每次混凝土需待前次混凝土温度峰值过后方可浇筑，避免内部出现裂缝，间隔时间宜为5-7天。

3.5 养护方面

养护采用外部保温和内部降温的方案，使结构中心与混凝土表面温差小于25℃，混凝土初凝后开始进行养护。顶面采用土工布+蓄水养护的方式，养护用水采用冷却热水结合河水，通过冷却水管出水管排出，做好水温量测，确保养护水与结构体内温差满足规范要求;侧面采用薄膜保水养护的方式确保砼外表面保持湿润。养护期间，应每天做好温度量测，包括大气气温、天气变化情况、结构体内各测点温度、冷却水进出水口温度等信息，并通过调节冷却水流量、阀门、进水口水温等方式确保各部位温差满足规范要求。

3.6 冷却水管设计及温度控制

大体积混凝土如何控制其内外温差小于25℃是防止温度裂缝产生的关键，通过对温度场进行有限元仿真分析，考虑混凝土浇筑温度、外界温度、冷却水管降温效果、水化熱放热特征，得出不同阶段、不同龄期的温度分布规律，温控验算符合后方可实施。

为降低承台体内温度，避免大体积混凝土结构出现裂缝，在结构体内应当多布设冷却水管通水而达到降温效果，水管中的循环水在流动状态下能够带走混凝土内部部分热量，有效降低温度。冷却水管的布设图纸需要经过反复验算，每次浇筑的2m高承台沿高度方向布设3层冷却水管，层间间距0.6m，水平间距1m，冷却水管采用Φ32×1.5mm钢管，各层冷却水管按纵横交叉布置，相邻冷却水管拐角处以圆弧钢管过渡，钢管间需要用钢丝软管连接，同时绑扎牢固。

每次混凝土浇筑完成后立即进行微小流量通水，避免管道因布料、振捣等原因破裂，造成水泥浆渗入凝固后堵塞管道。混凝土初凝之后需要加大水流量，按1.5～2.5m3/h的标准进行控制，具体流量需要结合温度量测及指展开调整，温控要求如下：⑴承台施工期为夏季，混凝土浇筑温度需控制在15～28℃;⑵混凝土内部最高温小于70℃;⑶养护期间混凝土中心温度与表面温度差距不应大于25℃;⑷养护期混凝土外表温度与大气温度的差距不宜超20℃;⑸混凝土表温与养护水温差不大于15℃;⑹降温速率不宜超过2℃/d。

结合施工现场实情，各层冷却水管均需要布设2个通水装置，通水装置由直径为325mm 的钢管制作而成，其长度为2m，设置多个出水口，利用软管与冷却水管进行连接，所有出水口都需要设置阀门，能够对单个回路进行单独控制。

为了保证循环冷却水能够有序开展，施工现场应事先备好2～4台水泵，作业队应配备专门负责通水的人员，主要负责对管路故障的排除，确保冷却系统稳定作业。施工过程中操作人员需要遵从技术员指挥，及时开关阀门。

冷却水管使用要求及其控制：

3.6.1 却水管使用前应进行抗渗检查，采取闭水试验，防止管道漏水、封堵;

3.6.2 安装前应分组编号，利用水平分部钢筋作为下支撑按设计位置进行安装，平面定位采用U型钢筋定位架固定保证施工时不发生位移。

3.6.3 通过对冷却流量进行调节而达到控制温度的效果，应当结合测温结果去确定具体的通水流量、速度以及时长。水温差大时，提高水流速度;水温差小时，降低水流速度。在冷却水的流动及排出作用下，混凝土内部的热量被带走。此外，水流量及水温都要每隔2小时进行测量，做好准确记录。

3.6.4 对冷却水进水温度进行严格监控与及时调整，确保其温度要比混凝土温度低大概10℃，而循环过后的冷却水还可用作混凝土养护水。

3.7 温度监测

进行温度测点的布置，通过对温度的监测，及时采取对应的温控措施。在承台内部设置温度传感器，根据检测频率要求，及时检测温度变化，用于指导内降外保等温控措施的实施。

4 结语

综上所述，在桥梁工程项目施工过程中，大体积混凝土的施工往往会受到多方因素的影响而暴露出一定的质量安全问题，因此需要做好施工技术管理工作去找到问题的解决方法。一方面，要对大体积混凝土骨料选择、优化配合比设计、搅拌浇筑以及养护提高重视;另一方面，还要对大体积混凝土的内外受力、抗拉强度、水化热、温度等方面做好控制，如此一来才能够有效改善桥梁工程中大体积混凝土的质量问题，保证桥梁工程项目的安全稳定性。

参考文献：

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