摘要：本文作者以云南省普洱市碧云大桥两个主墩承台为工程背景，以此来研究大体积混凝土浇筑施工技术。对大体积混凝土承台施工过程中裂缝产生的主要因素进行剖析，制定相应的质量控制措施，达到施工前制定的质量目标，有效的保证了工程质量。
关键词：大体积；混凝土；承台；裂缝；控制
1 工程概况
普洱碧云大桥跨越小黑江，连接思茅和景谷两地，其桥跨布置为90+166+90米，上部构造采用预应力混凝土变截面单箱单室式连续刚构形式，桥墩处梁高9.80米，跨中梁高3.80米，1#墩墩高为72米，2#墩墩高为83米，桥墩为钢筋混凝土单肢箱型结构。两个主墩承台结构一致，均采用矩形承台，宽12m，长17.5m，厚5m。浇筑混凝土数量为1050m³。
普洱碧云大桥1#、2#承台混凝土均分两次浇注，两次浇注高度均为2.5m。承台混凝土强度等级为C30，经反复试验最终确定承台混凝土配合比为：水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=1∶1.65∶2.47∶0.39∶0.0075。混凝土水灰比为0.39。施工时混凝土坍落度在200±20 mm范围内。混凝土采用混凝土输送泵泵入，浇注采用水平分层浇注，每层浇注厚度范围30～40cm。混凝土养护采用河水喷淋。在台身顶部四周安装一根φ40PVC管，在管上每30cm钻一小眼，通过水泵将河水送入管内进行全天不间断喷淋。混凝土终凝后便开始喷淋模板和混凝土表面，连续养护12天。
1#、2#承台由于自身体积大，不易散热，容易造成内外温差过大而导致温度裂缝产生，故采用内部安装冷却水管降温。冷却水管横桥向间距90cm，分上下两层布置，布置在每层浇筑的中间位置。每层设2个进水口，2个出水口，出水口处流量10～20L/min，冷却水管材质选用热传导性能良好的无缝钢管。水管可直接绑扎在承台钢筋上，直接绑扎困难的可增设架立绑扎。水管布置绑扎要牢靠,防止水管在混凝土振捣过程中堵塞、漏水或震坏。安装完成后，将每一层管网的进出水管编号登记；进出水管与总管、水泵接通，每层冷却水管各自独立供水，进行通水试验，对接头缝隙进行处理，保证密封、通畅。承台混凝土浇筑至埋过冷却水管后开始通水降温。通过冷却水循环降温，混凝土内外温差控制在25℃以内，确保施工质量。
2 大体积混凝土结构的特点
随着大体积混凝土应用日益广泛，其特性也越来越引起人们的重视。大体积混凝土结构具有以下主要特点：
（1）混凝土是脆性材料，抗拉强度只是抗压强度的1/10左右；拉伸变形能力也很小，短期加载时的极限拉伸变形仅有（0.6～1.0）×10-4m，约相当于温度降低6～10℃的变形；长期加载时的极限拉伸变形也只有（1.2～2.0）×10-4m。
（2）大体积混凝土结构断面尺寸较大，混凝土浇筑以后，由于水泥水化热，内部温度急剧上升，此时混凝土弹性模量很小，徐变较大，升温引起的压应力并不大；但在温度逐渐降低时，弹性模量比较大，徐变较小，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。
（3）大体积混凝土通常是暴露在外面的，表面与空气或水接触，一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力。
（4）大体积混凝土结构配筋率是极低的。在钢筋混凝土结构中，拉应力主要由钢筋承担，混凝土只承受压应力。在大体积混凝土结构内，如果出现了拉应力，就要依靠混凝土本身来承受。
3 大体积混凝土的温度应力问题
在施工初期，混凝土浇筑后，由于水泥水化热的产生，内部温度比外部温度升高得快，混凝土体积膨胀大，从而在结构表面产生拉应力；在后期的降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束以及混凝土内部温差约束，在混凝土结构中会产生拉应力；或者突遇寒潮时，混凝土表面温度骤降而产生很大的收缩变形，受到内部的约束而产生很大拉应力。在这些过程中，混凝土由于温度的升降变化而引起的应力称为温度应力。
由于混凝土是多相复杂的组合脆性材料，抗拉强度低，极限拉伸变形小，当混凝土块体温度变化产生的拉应力大于混凝土抗拉强度或拉应变超过混凝土的极限拉应变时，混凝土就会出现裂缝。温度应力和温度变形裂缝的扩展，是大体积混凝土施工中亟待解决的一个重要问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4 大体积混凝土裂缝产生的一般原因
4.1收缩裂缝
收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。
4.2温差裂缝
主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。
4.3安定性裂缝：安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。
5 大体积混凝土裂缝的防治措施
5.1 设计措施
（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，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、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
（2）增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3%-0.5%之间。
（3）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。
（4）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
5.2 施工措施
（1）严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少（1.0%-1.5%以下）。优选混凝土各种原材料。另外高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。
（2）细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减小混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂；
（3）采用综合措施，控制混凝土初始温度；
（4）根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可减少用水量，减少水化热和收缩；
（5）加强混凝土的浇筑时振捣，提高密实度；也可采用两次振捣技术提高抗裂性；
（6）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5；
（7）根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术；
（8）通入冷却水，降低承台内部混凝土水化热温度，确保混凝土内外温差小于25℃。
结束语
综上所述，为保证大体积混凝土施工质量、防止出现温度裂缝，必须采取措施在水泥水化及硬化过程中降低大体积混凝土的内部温升及内外温差，最大限度降低内外温差应力。
参考文献：
（1）黄刚 高层建筑承台大体积混凝土施工及质量控制-《城市建设理论研究》 2011.09
（2）张立欣，李政 大体积混凝土承台施工技术与质量控制-《云南水力发电》2012.03
（3）刘涛，夏季 承台大体积混凝土施工质量控制分析-《中小企业管理与科技》2013.22
（4）张二毛 桥梁承台大体积混凝土施工质量控制-《建筑工程技术与设计》 2015.06
论文作者:陈胜利
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/6
标签：混凝土论文; 体积论文; 应力论文; 裂缝论文; 水化论文; 温度论文; 温差论文; 《基层建设》2016年第33期论文;