高速公路桥梁承台大体积混凝土施工技术

王冠凯

（河北路桥集团有限公司，河北 石家庄050011）

随着我国经济和科技的发展，桥梁工程建设事业也在突飞猛进，越来越多的大跨度桥梁不断出现。随着桥梁跨度的增大，桥梁结构中，基础、桥墩、承台等构件的体积也相应增大。桥梁承台作为桥梁承重构件的重要支撑结构，随着大跨度桥梁的出现而出现于大体积混凝土施工中。

对于承台的大体积混凝土施工来说，鉴于其体积大、结构厚而且钢筋多等特点，对承台混凝土强度、刚度、稳定性、耐久性及温度控制等也提出更高要求。因此对于承台的大体积混凝土施工，加强对混凝土施工质量控制对于整个桥梁今后的使用和安全起着重要的作用，否则很容易出现混凝土开裂等问题，从而使得大体积混凝土构件更容易受到侵蚀。因此在桥梁工程大体积混凝土的施工过程中，加强裂缝控制具有非常重要的意义。

1 工程概况

某高速公路特大桥的主桥为预应力混凝土连续梁桥。桥梁截面的总宽度为28m，桥梁中央设置有1m 的净宽分隔带。引桥部分也同样为预应力混凝土连续梁桥。桥梁主墩涉及大体积混凝土承台施工。承台的具体尺寸为18.2m×13.2m×6m。混凝土的强度等级为C30，一共需要消耗混凝土1 442.34m3。

2 承台大体积混凝土的施工方案

在大体积混凝土承台施工中，应做好混凝土的温度控制，且确保一次浇筑完成。通常情况下，承台混凝土应进行水平分层浇筑，每层厚度一般控制为30cm，考虑到冷水管位置的布置情况，本工程承台共分20 层进行浇筑。混凝土的浇筑应按照从下到上、从西到东的顺序进行。此外在进行冷却水管的布置时，应将水平和垂直间距均控制为1m。本承台中一共需要布置4 层冷却水管，水管所采用的材料为直径45mm、壁厚3mm的无缝钢管。两节钢管之间应采用带筋塑料软管加以连接。

3 配合比设计

当进行大体积混凝土配合比设计时，应综合考虑力学混凝土性能指标和耐久性以及大体积承台混凝土的抗裂要求。本工程采用的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，同时采用优质粉煤灰和高效能外加剂作为提高承台抗裂性能的主要技术措施。通过这几种材料配合比的合理设计可以有效地提高混凝土的和易性和施工性能。

混凝土的主要技术指标：本工程所使用的混凝土初凝时间为11～15h，终凝时间为15～18h；坍落度，混凝土静置1h后，损失达到20mm。表1所示为混凝土的物理力学性能和极限拉伸值。表2所示为混凝土的干缩指标。经过碳化试验，本工程混凝土满足抗碳化性能，同时混凝土可泵性良好。

表1 混凝土的物理力学性能和极限拉伸值

表2 混凝土的干缩指标

4 温度控制措施

大体积混凝土施工的一个关键环节是混凝土温度控制，这是降低混凝土开裂的关键。

4.1 混凝土稳定性控制的主要内容

（1）控制混凝土原材料的稳定性和入模温度，确保满足要求。

（2）控制基础温差，以避免混凝土出现贯穿性裂缝。

（3）控制混凝土的内外温差，以避免混凝土表面出现裂缝。

（4）控制混凝土层间温差，以避免混凝土层间出现裂缝。

（5）控制混凝土的内部温度，确保内部温度均匀，从而降低混凝土的温度梯度，并将其控制在允许的范围之内。

4.2 混凝土温度控制措施

（1）原材料的温度控制

温度控制的一项重要措施为控制混凝土拌和物的出机温度，主要是通过降低混凝土原材料的温度以实现控制出机温度的目的。

①在水中加入冰块进行循环，以降低水温，本工程水温达到9℃左右，一般每隔2h进行一次水温测量。

②由于混凝土混合料中骨料所占比例较大，比热又小，对混凝土出机温度的影响较大，因此控制出机温度的一个有效措施就是降低骨料温度，具体方法为设置遮阳蓬，降低太阳对骨料的照射，同时在混合料拌和之前，对骨料喷洒适量的冰水以降低温度，一般每2h测量一次骨料温度。

（2）混凝土浇筑温度控制措施

当采取多种降温措施所得到的低温混凝土拌制完成之后，要及时将其运输到施工现场，中途尽量减少运输的路程和泵送次数，从而减小温度的回升。当混凝土运输到施工现场之后，均应对每车混凝土的温度和坍落度进行检测，如果不能满足要求，不得入泵。本工程根据混凝土浇筑体积量安排2台输送泵，以保证混凝土浇筑进度满足施工要求，同时为了防止意外，还应配1台备用输送泵。输送泵的管泵应合理布置，并覆盖麻袋，同时浇水保湿，从而减少太阳辐射，降低温度。

在混凝土内部预埋冷却水管（如图1所示）以有效降低混凝土内部温度。当进行循环水管的安装时，应注意检查水管和接头的质量。水管安装完成之后，应进行压水检查，一旦发现漏水问题，应及时处理。冷却水的温度应根据混凝土的温度进行控制，一般情况下水温与混凝土之间的温差应控制在22℃以内。在混凝土覆盖层浇筑完成6～16h 后，即可使冷却水管通水，或者在监测到混凝土升温时开始通水。一般情况下，通水的持续时间应控制为15d。通水期间，应对混凝土内的温度进行检测。

图1 承台冷却水管布置平面图（单位：cm）

混凝土温度冷却处理过程可分三期进行。

第一期：在混凝土浇筑完成之后，通过在冷却水管中通水使混凝土降温。第一期冷却完成之后使混凝土内外的温差控制在25℃以内。

第二期：通过交替通水从而将混凝土的温度降低到最终温度。

第三期：混凝土温度冷却完成之后，应对冷却管进行同混凝土强度的水泥压浆处理。

（3）表面保护

为了预防太阳暴晒和风吹影响，应在承台顶面进行覆盖养护。另外，对于长时间暴露在外的混凝土，应进行覆盖。为了有效控制混凝土的最高温度，应将覆盖材料紧贴表面。

5 混凝土的养生处理

在大体积混凝土施工过程中，混凝土养生是另一重点任务。养生的主要工作是将混凝土温度保持在适当的范围之内，从而有效控制混凝土的内外温差，促使混凝土顺利完成强度的生成以及裂缝的发展。

当混凝土浇筑完成之后，应在混凝土顶面覆盖一层养护膜，并加盖一层麻袋以有效保持水分和温度稳定。在养护期间，前7d 是关键期，应经常进行洒水保湿。当然，整个养护期内都应保持混凝土表面湿润。

6 结语

随着桥梁跨度的增大，桥梁结构中，基础、桥墩、承台等构件的体积也相应增大。在大体积混凝土施工过程中，倘若施工处理不当则会造成混凝土开裂，严重时更会造成混凝土构件受到侵蚀。对于承台大体积混凝土施工来说，其水化热相当大，必须对其采取合理的温控措施来控制其水化热。本文结合某桥梁大体积承台施工，对工程承台混凝土采取水平分层浇筑的措施。考虑到冷水管的布置情况，本工程承台一共分成20 层进行浇筑且将每层厚度控制为30cm，同时本承台中一共布置4层冷却水管。工程实施效果表明，本工程所采取的技术措施适用于大体积承台施工，可为类似工程提供借鉴。

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