13大体积混凝土施工防止裂缝措施_大体积混凝土裂缝措施
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施工技术通讯——施工篇
广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥主墩承台
大体积混凝土施工防裂缝措施
（一分公司珠江黄埔大桥项目部
刘向阳）
摘要
作为一个成功范例，本文介绍了珠江黄埔大桥北汊斜拉桥主墩承台大体积混凝土施工防裂缝措施，测温数据可作为分析借鉴用。
关键词
斜拉桥主墩承台
大体积砼
施工
防裂缝
措施
一、工程概况
广州市珠江黄埔大桥是同
三、京珠国道主干线绕广州公路东环段上的一座特大桥，北汊主桥为单塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径为705m，门型主塔，主塔墩哑铃形承台尺寸为2×（19m×19m×6m）+（31m×8m×6m），C30混凝土共计5820m3，承台分两层浇筑，其中第一层浇筑厚度为2.2m，砼量为1339.8m3；第二层浇筑厚度为3.8m，砼量为2314.2m3。
二、大体积混凝土施工防裂缝措施
1、大体积混凝土裂缝成因分析
⑴、大体积混凝土在硬化期间，水泥水化后释放大量的热量，使混凝土中心区域温度升高，而混凝土表面和边界由于受气温影响温度较低，从而在断面上形成较大的温差，使混凝土的内部产生压应力，表面产生拉应力，由于初期的混凝土强度很低，表面可能出现拉应力超过允许应力而开裂的情况。
⑵、当混凝土水化热发展到3-7d达到温度最高点，由于散热产生降温收缩，且由于水分的散失，使收缩加剧，这种收缩在受到约束后产生拉应力，可能引起混凝土断面产生贯穿性裂缝。
⑶、混凝土结构热的扩散与其最小尺寸的平方成反比，大尺寸结构对热的扩散十分缓慢，造成较大的温差，从而引起产生裂缝的体积变化。
2、针对大体积混凝土裂缝成因而采取的防开裂措施
防止混凝土早期热开裂主要考虑三方面因素：在浇筑的混凝土结构中温度的发展；刚浇筑的混凝土的力学性能；基础或邻接结构对混凝土结构的约束程度。
采取适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度在一定范围内，使温度变化产生的应力小于混凝土的抗拉强度，控制混凝土内部与表面温差小于25℃~30℃，避免出现裂缝，８０ 施工技术通讯——施工篇
具体措施如下：
⑴、降低混凝土发热量
①、采用低水化热水泥和降低水泥用量。采用广州水泥厂的“金羊”牌42.5R P.O水泥，水泥用量为每方275kg。
②、采用双掺技术。掺入粉煤灰和KJ－45L高效缓凝减水剂，粉煤灰采用超量代换法，掺入量为95kg/m3，占胶凝材料的25.6%，采用高效缓凝减水剂，可减少用水量和减少水泥用量，同时延缓混凝土早期的强度发展。
③、应用颗粒形状好和级配好的骨料。级配好的骨料可减少所需的胶凝材料，避免用砂量过多，控制骨料（砂、石）的含泥量，以减少混凝土的收缩，提高极限拉伸。
④、用低流动性混凝土。只要方便施工，尽可能应用低坍落度混凝土；低坍落度混凝土用水量少，有利于降低温度，减少收缩。
⑤、用后期强度。利用后期强度可减少水泥用量，大体积混凝土结构在浇筑完毕后往往要有较长一段时间才承受荷载，因此可用60天或90天的混凝土强度。
⑵、降低混凝土浇筑温度
外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，混凝土温度提高将加速水泥的水化反应，混凝土达到最高温度的时间也缩短了，因而减少了可利用的散热时间，不利于降低混凝土的最高温度；混凝土浇筑温度增高会降低其和易性，为达到同样的和易性要增加用水量，降低混凝土浇筑时的入模温度，可以减少混凝土内部热量的总量，本工程承台浇筑时间为9、10月份，大气平均气温较高，不利于大体积混凝土施工，因此降低混凝土浇筑温度尤为重要。
①、降低材料温度。刚出厂的散装水泥温度可高达70℃以上，应予以避免，采用多个水泥储罐，将所需水泥备足，避免散装水泥刚出厂就用于施工，集料应避免阳光直射，或者喷水冷却集料。
②、降低拌和用水温度。温度升高1℃水吸收的热量差不多是水泥和集料的4.5倍，所以采用冷却水拌和可以有效地降低混凝土温度。本工程采用冷却机冷却拌和用水，使拌和用水控制在10℃以下，有效地控制了混凝土的入模温度，入模温度全部控制在30℃以下。
⑶、分块分层浇筑混凝土
结构水平尺寸愈大约束愈大，大体积混凝土结构往往根据搅拌能力和浇筑能力划分
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为若干块浇筑混凝土，本工程承台共分两层浇筑，第一层浇筑厚度为2.2m，第二层浇筑厚度为3.8m。
⑷、埋设冷却水管
埋设水管用连续流动的冷水可以降低混凝土温度，也可以将混凝土块体冷却到稳定的体积；承台第一层埋设2层冷却管，间距为1m，下层距底0.7m，上层距顶0.5m，同层冷却管间距为1.5m，冷却管直径为2.5cm，管厚为1.5mm的钢管。第二层埋设3层冷却管，间距为1.2m，下层距底为0.7m，上层距顶为0.7m，同层冷却管间距为1.5m，每层冷却管配2台潜水泵，在混凝土盖过冷却管时由专人负责往冷却管内注入凉水降温，冷却水流量大于0.9m3/小时。冷却水采用珠江水，持续养生7天，通过冷却水带走混凝土体内的热量，为了避免使混凝土开裂的太陡的温度梯度，冷却速度以每天温度下降0.6℃左右为宜。
⑸、加强混凝土浇筑时的控制
浇筑混凝土时，采用薄层浇筑，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大高差，混凝土的分层厚度控制在20cm－30cm。采用插入式振捣器，加强振捣，以期获得密实的混凝土，提高密实度和抗拉强度，浇筑后及时排除表面积水，进行二次抹面，防止早期裂缝的出现。
⑹、表面保温与保持湿润
防止开裂的一个重要原则是尽可能保持新混凝土不失去水分，温度降低在一定范围内。混凝土在初凝后，内部热量散失慢，而外表面与大气接触，表面热量散失较快，如果不采取保温措施，当内外温差较大时就容易引起裂缝产生。如果不能保持混凝土表面湿润可防止水分蒸发，那么最终会发生表面干燥，出现收缩裂缝。
在混凝土浇筑后，在混凝土表面用土工布覆盖一层，再用麻袋覆盖两层，并用冷却管的出水洒水养生。尽量晚拆模，并在拆模后立即回填土，利用回填土来进行保温，使得混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减小混凝土内外温差。
3、温度监测
承台混凝土入模温度为28℃－30℃，经过2d－3d后中心温度达到最高，4d天后开始降温，经过10d－12d降温阶段后，中心温度基本稳定。参见下述浇筑温度走势图(图中温度测点位置均为从混凝土浇筑顶面算起)。
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65℃60℃55℃50℃45℃40℃35℃30℃0h主墩左承台第一次浇筑温度走势1.1m处1.7m处0.5m处表面温度10h1d2d3d4d5d砼入模平均温度为28℃,温度测量从砼浇筑完1d后开始6d7d
图
165℃主墩右承台第一次浇筑温度走势60℃55℃50℃1.7m处1.1m处45℃40℃0.5m处表面温度35℃30℃0h10h1d2d3d4d5d6d入模平均温度为28℃,温度测量从砼浇筑完1d后开始
图2
主塔左承台第二次浇注温度走势温度（℃）7065处60处55处50处45处承台表面403530入模平均温度为30℃，测温从砼浇筑完后1开始
图3 主墩右承台第二次浇筑砼温度走势℃℃℃处处处℃℃处℃℃处承台表面℃℃入模平均温度为30℃，砼浇筑完1后开始测温
图4
８３ 施工技术通讯——施工篇
主墩系梁第一次浇筑砼温度走势℃℃℃℃℃℃℃℃℃处处承台表面处入模平均温度为28℃，砼浇筑完后1开始测温
图5
主墩系梁第二次浇筑砼温度走势℃℃℃℃℃℃℃℃℃处处处承台表面处处入模平均温度为29℃，砼浇筑完后1开始测温
图64、结束语
通过事先造成大体积砼裂缝成因分析、必要的计算及合理的裂缝控制措施，成功地防止了承台混凝土施工裂缝的产生，质量符合设计及规范要求；是一成功的大体积混凝土施工实例。
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