承台大体积混凝土温度裂缝控制应用研究

姚正权 喻洪恩

摘 要：本文以浙江省文成至泰顺（浙闽界）公路建设项目第WTTJ-4标段洪溪特大桥为实例对大体积混凝土温度裂缝成因以及危害进行阐述，以此为基础，对其温度控制方式、温控措施进行分析，旨在使承台建设质量进一步提高。

关键词：温度裂缝;大体积混凝土;桥梁承台

1 大体积混凝土温度裂缝的主要成因

在对承台实施施工过程中，由于温度变形的影响，使大体积混凝土受到约束，进而产生裂缝，这主要是因为，在混凝土浇筑完成后，水泥会进行水化凝结，散发大量水化热，使混凝土温度进一步提高，导致其体积增大。通常水泥水化热最集中的时间段为浇筑后3 d～5 d，该过程中水泥变形模量较小，为塑性过程，混凝土会吸收大部分的水泥水化热，导致基岩部分的体积不断增加，使其受到压应力。之后由于混凝土导热性能较低，导致其温度下降缓慢，其变形模量增长速度较快，在降温过程中，基岩会阻碍其收缩，导致其拉应力增大，当该值大于一定值时，也会导致大体积混凝土出现裂缝。

2 大体积混凝土温度裂缝的主要危害

我国对于大体积混凝土温度裂缝的防护措施并不完善，导致大体积混凝土温度裂缝不符合要求。通过对部分桥梁进行研究可知，即使在其施工过程中采取了相应的温控措施，也会出现表面裂缝或贯穿裂缝，一旦这些裂缝超过规定值时，会使桥梁出现巨大的安全隐患，轻则会使结构被破坏，重则会导致桥梁坍塌现象，不但会使维修成本增加，还会使使用者的生命和财产安全受到威胁，不利于社会发展。

3 施工现场对大体积混凝土的主要温控措施

3.1 对水泥水化热进行控制

为了使水泥水化热进一步降低，施工单位应从以下三点出发进行控制：

（1）对水泥品种进行选择，应使用中水化热和低水化热水泥进行施工。

（2）以大体积混凝土60 d强度和后期强度为依据，对水泥用量进行控制。

（3）增加粉煤灰用量，使水泥用量进一步降低，并对粗骨料进行合理选择，使大体积混凝土配比合理性进一步提高。

3.2 对入模温度进行控制

在对大体积混凝土施工温度进行控制过程中，施工单位应加强对入模温度的控制，主要措施为：

（1）对细骨料和粗骨料进行处理。在对石和砂实施存储过程中，通常应采用防晒储存法，在进行拌合时，应使用低温水对其进行降温处理，并严格进行试拌。

（2）对拌和水进行处理。为了使拌合水温度进一步降低，施工单位可采取掺加冰块等方式对其进行处理。

（3）对水泥进行处理。水泥生产完成后温度较高，为了防止其对入模温度产生影响，施工单位应先放置一定时间，待其达到规定温度后方可实施施工。

（4）对浇筑时段进行选择。混凝土的入模温度与浇筑环节的温度息息相关，因此施工单位应选择多云或夜间时段对其进行浇筑。

3.3 对冷却管进行合理应用

在对大体积混凝土温度实施控制过程中，冷却水管的应用越来越广泛，通过对冷却管进行合理应用，可以使混凝土内部温度进一步降低，因此施工单位应对其温度和水流量进行控制，达到调整混凝土降温速率和温度峰值的目的。

3.4 表面保温保湿措施

（1）对表面实施保温的主要措施。在承台浇筑完成后，施工单位可对表面进行二次收浆抹平施工，在此过程中，为了降低塑性收缩裂缝的发生率，施工单位可将湿麻袋覆盖于表面。上层顶面混凝土终凝后，施工单位可采取蓄水方式对其进行养护，通常蓄水深度应为5 cm～10 cm。除此之外，施工单位还可以将泡沫板、土工布等覆盖物粘贴在承台侧面。当养护过程出现温度骤降现象时，施工单位还应加强保温措施。

（2）对表面实施保湿的主要措施。在桥梁施工过程中，施工人员应对承台混凝土表面进行定期检查，并对其进行洒水处理，使其表面湿度达到要求，通常保湿养护时间应大于14 d。

4 工程概况

浙江省文成至泰顺（浙闽界）公路建设项目第WTTJ-4标段洪溪特大桥位于泰顺县筱村镇岩漈头村西北侧，跨越洪溪，场地处于峡谷地带，两侧地势陡峭，峡谷切割较深，呈V字型，切割深度达340 m，丘陵顶部高程510 m，沟底高程170 m。洪溪特大桥承台塔座为14.6*27.6*8 m，混凝土设计方量3 000 m3，混凝土设计强度C45，为大体积混凝土，大体积承台混凝土防开裂现场实施方法依托洪溪特大桥承台塔座进行。承台塔座分两次浇筑，第一次浇筑0 m～2.5 m高，共计混凝土1 000 m3，第二次浇筑2.5 m～8 m高，共计混凝土2 000 m3。本桥梁工程施工时间为9-12月，通过对往年天气情况进行分析可知，该地温度最高月份为9月，该月平均温度为26℃，最低和最高温度为22℃和30℃;温度最低月份为12月，该月平均温度为6℃，最低和最高温度为-2℃和13℃，为了降低其温度裂缝发生率，施工单位应对温差进行控制。

4.1 对原材料和配合比实施设计

某工程在施工过程中，其承台混凝土设计强度为C45，主要原料有：

（1）水泥为中热硅酸盐水泥，型号为P.M.H42.5。

（2）砂料为河砂，细度模数为2.5。

（3）碎石为连续级配，其19 mm～31.5 mm，9.5 mm～19 mm以及4.75 mm～9.5 mm摻配比例分别为15%、65%和20%。

（4）优质粉煤灰。

（5）无污染水。

（6）减水剂为聚羧酸高效减水剂。

4.2 施工要点

通过对设计要求进行分析可知，在对承台进行浇筑时，可以将其分成1.5 m、2 m、1.5 m、2 m四层，总高度为7 m。在实施浇筑过程中，相邻2层之间的施工间隔时间不应大于7 d，且应在上层混凝土初凝之前完成对下层混凝土的浇筑。为了对温度裂缝进行有效控制，该工程对冷却水管进行了合理的布设，主要内容为：在每层混凝土内布设2层冷却水管，直径为2.5 mm×50 mm，与此同时，每层混凝土冷却水管和顶面及底面距离也存在差异。

（1）在对第一层混凝土中的冷却水管进行布设时，其与底面的距离为0.4 m，与顶面的距离为0.3 m。

（2）在对第二层混凝土中的冷却水管进行布设时，其与底面的距离为0.8 m，与顶面的距离为0.4 m。

（3）在对第三层混凝土中冷却水管进行布设时，其与底面的距离为0.3 m，与顶面的距离为0.4 m。

（4）在对第四层混凝土中的冷却水管进行布设时，其与底面的距离为0.8 m，与顶面的距离为0.3 m。四层混凝土中的冷却水管共有8层，且每层管道之间的水平间距为1 m。

5 结语

在对大体积混凝土进行施工过程中，由于温度裂缝的存在，导致其应力状态发生变化，使其使用寿命受到影响。通常表层裂缝会是混凝土耐久性受到影响，而深层裂缝以及贯穿裂缝会使结构整体性被破坏。因此施工单位应采取合适的温控措施，对大体积混凝土施工过程进行控制，使其裂缝发生率进一步降低，从而达到提高桥梁承台施工质量的目的。

参考文献：

[1]胡可宁，余毅.宜昌庙嘴长江大桥大体积混凝土温度控制[J].世界桥梁，2014（5）：68-72.

[2]肖祁林.基础大体积混凝土温度收缩裂缝控制[J].甘肃科学学报，1998（4）：5.