大体积抗渗混凝土浇筑质量控制的研究

王根香

摘 要：所谓大体积混凝土，即现场浇筑的最小边尺寸为1～3m且必须采取措施以避免水化热引起的内部最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土。本项目计划通过合理的试验室配比，主要针对水泥用量、拌合过程、浇筑时间和科学规范的施工工艺来保证施工质量，避免出现温度收缩裂缝和结构性裂缝。

关键词：大体积；抗渗；混凝土；质量；研究

1 工程简介

官塘桥路为镇江南出口的快速通道，全长4670米，项目设计标准为城市快速路，全线共设置互通式立交1处，即四平山路、秀山路互通；主线下穿隧道2处，分别是谷阳路下穿隧道及莱山路下穿隧道；全线根据出行的需求，设置了3座人行过街地道；全线共设置6对出入口。

暗埋段每节段底板厚度1.3m，宽度31.4m，长25m，每次浇筑方量约1100m3，结构主体采用C35抗渗混凝土（抗渗等级P8）。根据区域水文地质及勘探资料，隧道处无河流等地表水体发育，地下水以孔隙潜水为主，主要赋存于填土及粘性土类层中。

2 选题理由

官塘桥路为镇江市首次采用下穿隧道立体交叉形式的城市快速路，隧道施工周期短，工程量大，必须通过施工过程中的合理控制，确保隧道的实体和抗渗质量，避免出现收缩裂缝影响结构的正常使用。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，达到良好的自防水抗渗效果。

3 混凝土配合比控制

3.1 根据设计图纸及施工条件。混凝土工艺参数如下：（1）设计强度为C35，抗渗等级为P8。（2）现场需采用泵送工艺进行施工。（3）拌合站距浇注现场距离较远，经运输计时测试为45分钟。（4）在保证混凝土强度和施工坍落度的前提下应提高掺合料及骨料的用量，降低水泥用量。

3.2 水灰比：根据规范JTG/T F50-2011 JGJ55-2011。泵送混凝土水灰比应小于0.6，胶凝材料应大于300kg/m3，抗渗混凝土水灰比应小于0.5。因此经试配确定水灰比为0.4。经28天抗压强度为45.8Mpa，满足设计试配强度43.2Mpa。

3.3 砂率：根据规范，抗渗混凝土砂率宜为35%～45%，大体积混凝土宜为38%～42%。因此选取中值砂率为40%。

3.4 减水剂掺量为1.2%，膨胀剂掺量为8%。

3.5 用水量：因碎石粒径为5-31.5mm，坍落度因满足泵送要求为120-160mm，减水剂的减水率为28%。经拌合调试选取用水量为152kg/m3。

综合以上因素，得出基准配合比：水泥：水：黄砂：碎石：减水剂：膨胀剂=380：152：766：1149：4.180：30.4，调整基准配合比±0.3。

4 混凝土拌合站控制措施

4.1 本项目大体积混凝土浇筑采用2台拌合楼供料，拌合楼1一次拌合方量为1.5方，拌合楼2一次拌合方量为1.0方，由于本混凝土坍落度较大且掺加减水剂及膨胀剂，故拌合时间设置为90秒，每小时产量约80方。

4.2 运输罐车进行洒水保持湿润，以降低混凝土在运输途中温度升高过快。

4.3 严格控制混凝土出料温度，当温度过高时应及时采取适当措施，如向原材料洒水降温，向储水罐投递冰块降低拌合用水温度等。

4.4 严格控制混凝土出场坍落度，出场坍落度宜以上限控制，由于拌合站距现场运输时间为45分钟，经坍落度损失试验，坍落度损失为30mm左右，故出场坍落度应确保不低于150mm，以确保现场泵送施工。

5 施工现场控制措施

5.1 施工时间选择：大体积混凝土施工避开每天的高温时段，安排在下午5点-次日7点之间进行。

5.2 浇筑前提前约半小时对模板、钢筋采用基坑水进行冲洗降温，泵管用麻布包裹，以防日光暴晒升温。使混凝土入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温均不超过40℃。

5.3 制订浇筑方案，为减少外应力和温度应力，也有利于散热，减少水化热的积聚，降低混凝土内部温度，采用分块、分级浇筑。本项目暗埋段为双室结构，两侧墙身宽度1.0m，中隔墙宽度为0.8m，半幅净宽14.3m，长度为25m。（1）浇筑由2台泵车分别进行2侧箱室供料；（2）每侧箱室纵向分3个条块进行，分块面积约125m2，厚度约0.6m；（3）每分块混凝土方量约80m3，按照混凝土产量，需要约2个小时完成浇筑，浇筑过程由一名技术人员经常检查前面浇筑的混凝土初凝情况并配合采用二次振捣法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，同时也可防止出现冷缝。（4）控制混凝土的浇筑温度不宜高于30℃（混凝土的浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50～100mm深处的温度）。

5.4 墙身采用分层浇筑，每层浇筑控制在300～500mm之间，循环进行。

5.5 混凝土表面是外观质量的关键工艺。本项目采用一道木抹进行提浆整平和一道铁抹的工艺。（1）第一次采用长柄木抹，主要是将表面挤压平整，使表面的水泥乳浆均匀分布，浆液厚度为3mm～5mm。待表面收水时，进行提浆整平，其作用是赶出表面泌水。（2）二次抹压表面处理，有利于减少混凝土早期塑性裂缝，闭合泌水收缩裂缝。（3）最后一道铁抹需待泌水赶出后，方可进行。将表面砂粒压入浆面，至有青色呈出即可。（4）过度的抹平压光也会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层。水泥浆中的Ca（OH）2与空气中的CO2反应生成碳酸钙，放出结合水而混凝土表面碳化收缩，导致表面龟裂。

5.6 加强混凝土的养护及测温工作。（1）为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境气温，采用了“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是：先在混凝土表面覆盖双层土工布，浇水湿润。待混凝土初凝后，在基础周围砌挡水，蓄水深20cm，养护28天。（2）为及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值，在基础内埋设测温点4个，深度分别设在板中及距表面10cm处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面12cm。

6 实施效果及结论

目前，官塘桥路隧道大体积施工已经完成，经现场检查，未发现温度变形裂缝和渗漏等不良现象。现场的60组混凝土标养试块抗压强度最小为46.2Mpa，抗渗等级为p12，均达到或高于设计指标，通过本工程的实践，有以下几点体会。

6.1 对混凝土出机温度和入模温度的控制，是必要的、有效的。温度高于30℃以上时对砂石料进行洒水降温，施工避开中午高温时段，安排在下午5点-次日7点之间进行混凝土浇筑施工。

6.2 为减少外应力和温度应力，减少水化热的积聚，降低混凝土内部温度，采用分块、分级浇筑。墙身采用分层浇筑，每层浇筑控制在300-500mm之间，循环进行。

6.3 采用了补偿收缩混凝土技术，采用两种能降低早期水化热的外加剂，延长凝固时间，促使水化热峰值平滑。综合处理了强度、抗渗、防冻、泵送、保塑、降低中心温升与防裂等多个方面的相互关系，混凝土具有良好的工作性能和力学性能。

6.4 温度监控措施要及时、准确的反映混凝土内外温度的差别，以便及时采取相应的保温、保湿养护措施。

参考文献

[1]曹蔚卿.浅述大体积混凝土裂缝控制[J].山西建筑，2007，33（11）.

[2]白宗太.大体积抗渗抗冻混凝土施工技术[J].西部探矿工程，2003（07）.