摘 要：以桥梁承台大体积砼施工为例，对大体积砼施工的选材、配合比和温度裂缝的控制等方面进行探讨，以期为大体积砼结构的质量提供有力保证。关键词：大体积砼；砼选材配合比；设计裂缝中图分类号：U44 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2012）15-0136-02凫洲大桥位于广州南沙经济开发区，南北跨凫洲水道，主桥总长2.774Km，主桥墩由29#、30#、31#组成，桥墩承台平面尺寸9×36m，高4m，单个承台砼量1300m3，砼强度为C35。承台砼分三次浇捣，第一次浇捣1.5m/490m3，第二次浇捣1.1m/360m3，第三次浇捣1.4m/460m3，三座承台均属大体积砼工程。一、大体积砼及裂隙大体积砼，是指砼结构物实体尺寸≥1m，或水泥水化热会引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。它主要的特点是表面系数小，水泥水化热释放集中，内部温升快。砼内外温差大时，会使砼产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。砼施工中水泥水化作用是放热反应，大体积砼自身具有保温性能，其内部温升幅度较其表层的温升幅度大，而砼升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢。此过程中，砼各部分的热涨冷缩（称为温度变形）及相互约束和外界约束的作用产生的应力（称为温度应力）是相当复杂的。一旦温度应力超过砼所能承受的拉力极限值时，就出现裂缝。裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但对结构的耐久性有影响，因此必须予以重视和加以控制。二、产生裂缝的主要原因1.水泥水化热。水泥在水化过程中要释放出热量，而大体积砼结构断面较厚，表面系数较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样砼内部的水化热无法及时散发，以至越积越高，使内外温差增大。单位时间砼释放的水化热，与水泥用量和水泥品种有关，并随砼的龄期而增长。砼内部的最高温度，多数发生在浇筑后的3～5天。2.外界气温变化。大体砼在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加砼内外温差，这对大体砼是极为不利的。温度应力是由于温差引起变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。在高温条件下，大体积砼不易散热，砼内部的最高温度可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止砼内外温差引起的温度应力。3.砼的收缩砼中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起砼体积的收缩。砼收缩的主要原因是内部水份蒸发引起的。砼干湿交替变化会引起砼体积的交替变化，这对砼是很不利的。三、大体积砼配合比（一）原材料大体砼在保证强度及坍落度要求的前体下，尽量选择水化热低的品种和减少水灰比。提高掺合料及骨料的含量，以降低砼的水泥用量。1.水泥采用普通硅酸盐42.5R水泥。据试验结果显示，水泥的细度、标准稠度、凝结时间、安定性、胶砂强度均满足规范要求。2.粗、细集料采用粒径较大粗集料，减少水泥用量，考虑到泵送砼和易性的要求，实际选用了5mm～25mm掺量65%及5mm～16mm掺量35%两种碎石进行掺配。细骨料采用中砂，细度模数2.8，含泥量0.7%。3.掺和料及外加剂采用Ⅱ级粉煤灰，这既代替部分水泥用量从而降低砼水化热，还可以改善砼拌合物工作性和可泵性，粉煤灰掺量为25%。外加剂采用JZB-4型多功能超塑化剂，掺入量为2.0%。（二）施工配合比为确保大体砼施工质量，提高砼的均匀性和抗裂能力，砼施工严格按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）执行，并特别注意以下方面：1.砼配料前，各种衡器计量部门进行计量标定，称料误差符合规范要求，严格按确定的配合比拌制。C35砼配合比2.水泥使用前充分遮荫冷却，施工时水泥温度3.堆高骨料、底层取料、用水喷淋骨料。4.避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射，采取夜晚浇筑。5.当气温高时，应加快运输和入仓速度，减少砼在运输和浇筑过程中的温度回升。砼运输车洒水降温。6.施工过程中严格控制砼用水量，砼用水量如过大时，在浇筑层表面有大量泌水析出。泌水聚集在上下两浇筑层表面间，使砼水灰比改变，在掏泌水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了砼的粘结力和整体性。砼拌合物坍落度控制在（160±20mm）；砼入模温度控制在28℃左右。四、大体积砼浇筑1.砼浇筑方案承台砼厚达到4m，分三阶段浇筑，第一次浇捣1.5m/490m3，第二层浇捣1.1m/360m3，第三层浇捣1.4m/460m3。第一层浇筑完成后，养护14天强度达到设计强度的80%才进行下阶段浇筑。考虑到砼结构大、冷却管道预埋和底部钢筋疏密、砼供应情况以及水化热等因素的影响，为了使砼浇筑不出现冷缝，要求前后浇筑砼搭接时间控制在5小时内（初凝时间>12小时）。砼浇筑前经详细计算安排浇筑次序、流向、厚度及前后浇筑的搭接时间，实施了以下浇筑方案：第一阶段：两艘砼运输船载16m3同时浇筑。第二阶段：自东向西采用斜面分层浇筑，用“一个坡度、薄层浇筑，一次到顶”的方法，采用三艘运输船轮流布料。第三阶段：底部从西向东顺序，每一节浇捣范围控制在4m长度进行浇筑。2.浇筑中注意的问题（1）砼浇筑不留冷缝，保证砼供应；（2）保证振捣密实，严格控制振捣时间，严防漏振及过振；（3）及时测砼内、外温差，做好覆盖保温及保湿工作。五、砼内部温度监测、温度裂缝及养护措施、表面处理在承台范围垂直埋设9根温测孔，每一测孔沿砼厚度设3个测点，合计9孔27个砼内部温度测点；同时在砼外部设置气温测点2个，保温材料温度测点2个及养护水温度测点1个，总计32个工作测点。工作人员根据采集数据进行整理分析，按每隔二小时统计一次每个测点的温度值及各测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据。本工程冷却循环钢管42.25*3.25mm，绑扎在Φ25钢筋上，砼初凝后导水散温，砼浇捣6小时后每隔2小时进行温差检测，当砼温度相差200℃时，通过加大水流速，将水化热排出体外。当外界气温较低时在砼表面覆盖塑料薄膜，防止砼表面水分蒸发。当外界气温较高时迅速洒水降温，保证内外温差大体积砼表面水泥浆较厚，浇筑3-4h内用水长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂，并覆盖养护。六、砼的监测结果1.砼浇筑温度为29℃，砼浇捣及养护期间环境温度日平均为25℃。2.承台中心部分面层砼最高温度为38℃，中心砼最高温度为60.2℃。3.随着砼厚度、体积的增大，其内部热峰值出现龄期也相应延长，中心热峰出现龄期为1—3天。七、结语本工程在大体积砼施工时，通过施工前的试验，通过采用冷却技术，把温度控制在要求范围内，为大体积砼施工创造了良好的条件。并通过严格配合比设计及参阅大量技术规范，提取大量经验结果，在实际施工中采取有较措施，为大体积砼结构的质量提供了有力的保证。（责任编辑：陈喜辉）