高標(biāo)號(hào)大體積混凝土施工技術(shù)研究

高慶利 陳勇

摘要：現(xiàn)代建筑中常涉及大體積混凝土施工，混凝土質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的安全使用，因此在施工時(shí)采取合理的技術(shù)措施予以保障，進(jìn)行全面的質(zhì)量控制至關(guān)重要。本文結(jié)合保定市樂(lè)凱大街南延工程主橋子塔承臺(tái)大體積混凝土施工，從混凝土的配制、絕熱升溫計(jì)算、測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置及溫差控制等環(huán)節(jié)討論了大體積高標(biāo)號(hào)混凝土技術(shù)細(xì)節(jié)，形成一套行之有效的工法，可為類(lèi)似工程項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;質(zhì)量控制;高標(biāo)號(hào)混凝土

1.概述

保定市樂(lè)凱大街南延工程跨保定南站主橋?yàn)槿邕B續(xù)子母塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，全長(zhǎng)495m斜交正做，雙向平面轉(zhuǎn)體、中間合龍施工。子塔承臺(tái)的第一次、第二次澆筑均為冬季施工，最低氣溫分別是-10°C，-12°C，為冬季大體積混凝土施工。大體積混凝土施工過(guò)程中，如果在配合比設(shè)計(jì)、溫差控制、澆筑方法、混凝土養(yǎng)護(hù)等方面處理不當(dāng)，會(huì)造成溫差應(yīng)力、收縮等原因形成的裂縫，影響建筑使用功能和安全。

2.技術(shù)要點(diǎn)

項(xiàng)目組通過(guò)優(yōu)化混凝土配比、采取有效的混凝土內(nèi)部降溫措施及表面保溫措施，降低混凝土里表溫差及混凝土與環(huán)境溫差。主要的技術(shù)特點(diǎn)有：

（1）優(yōu)化混凝土配合比，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫以及混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。

（2）采用內(nèi)部循環(huán)水施工工藝，利用調(diào)節(jié)溫控水管中循環(huán)水溫度降低內(nèi)部水化熱。具有施工工藝簡(jiǎn)單、便捷，施工周期短，施工質(zhì)量保證，效果顯著等特點(diǎn)。

（3）采用周轉(zhuǎn)性保溫材料，有效降低養(yǎng)護(hù)成本。

（4）采用有效測(cè)溫技術(shù)，保證測(cè)溫準(zhǔn)確可靠、及時(shí)，并能結(jié)合實(shí)時(shí)溫測(cè)結(jié)果快速調(diào)節(jié)控制措施。

（5）采用內(nèi)降外保技術(shù)，在保證混凝土不產(chǎn)生裂縫的同時(shí)防止其早期受凍。

2.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土配制強(qiáng)度等級(jí)按《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011執(zhí)行，配合比設(shè)計(jì)既要考慮冬期施工要求又要控制其自身水化熱，設(shè)計(jì)的原則：

（1）粗骨料采用連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料采用中砂;

（2）外加劑采用緩凝劑、減水劑;

（3）摻合料采用粉煤灰、礦渣粉等;

（4）在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，提高摻合料，及骨料的含量，以降低混凝土的水

泥用量。

（5）選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥。

2.2 絕熱升溫計(jì)算、測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置及溫差控制

大體積混凝土水泥水化發(fā)熱量是溫度裂縫控制最關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)，因此，在進(jìn)行配合比試驗(yàn)時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行水化熱試驗(yàn)研究。研究過(guò)程中，具體采用了下面的方法進(jìn)行計(jì)算。

混凝土絕熱升溫按見(jiàn)公式1計(jì)算：

式中：T（t）——混凝土齡期為 t 時(shí)的絕熱溫升（℃）;

W——每 m3混凝土的膠凝材料用量（kg/m3 ）;

C——混凝土的比熱，一般為 0.92～1.0〔kJ/（kg·℃）〕;

ρ——混凝土的重力密度，2400～2500（kg/ m3）;

m——與水泥品種、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù)，0.3～0.5（d-1）;

t——混凝土齡期（d）;

水泥的水化熱按公式2、公式3、公式4計(jì)算：

式中 ——齡期 時(shí)的累積水化熱（kJ/kg）;

——水泥水化熱總量（kJ/kg）;

——齡期（d）;

——常數(shù)，隨水泥品種、比表面積等因素不同而異。

3.應(yīng)用研究

上述方法在樂(lè)凱大街南延工程中進(jìn)行了具體的應(yīng)用。應(yīng)用標(biāo)段線路長(zhǎng)度1665m，里程段為：K0+000～K1+665，其中起點(diǎn)至K0+300段300m為路基段，K0+300至K1+665段1365m為高架橋段。線路跨保定南站主橋設(shè)計(jì)為（145+240+110）m子母塔斜拉橋，起點(diǎn)里程K0+700，終點(diǎn)里程K1+195，全長(zhǎng)495m。

以13#墩承臺(tái)為例，如圖1所示為八邊形結(jié)構(gòu)，縱向（順橋向）總長(zhǎng)34.5m，橫向總長(zhǎng)39.9m，高7.8m，基坑尺寸為承臺(tái)結(jié)構(gòu)邊緣外擴(kuò)2.6m，開(kāi)挖深度約10m。本工程采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的混凝土作為承臺(tái)大體積用混凝土，較以往工程提高了2～4個(gè)等級(jí)，因冬期施工，采用了大體積防裂防凍施工技術(shù)，大大的減少了冬期混凝土養(yǎng)護(hù)成本，縮短的工期，節(jié)約了施工成本。實(shí)測(cè)結(jié)果表面，混凝土未產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫，達(dá)到了預(yù)期目的;同時(shí)施工過(guò)程一直處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，無(wú)安全事故發(fā)生。

4.結(jié)論

隨著基建的高速發(fā)展，大體積混凝土被越來(lái)越多。在施工過(guò)程中，如果在配、溫差控制、澆筑方法、混凝土養(yǎng)護(hù)等方面處理不當(dāng)，會(huì)因溫差應(yīng)力、收縮等原因形成的裂縫，影響建筑使用功能和安全。通過(guò)實(shí)施對(duì)混凝土內(nèi)外溫度監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)控承臺(tái)內(nèi)部循環(huán)水溫調(diào)節(jié)混凝土梯度溫度及外部濕度，保證樂(lè)凱大街南延工程主橋承臺(tái)冬季最低溫度施工并達(dá)到預(yù)期效果，為今后冬期大體積高標(biāo)號(hào)混凝土施工提供了有效的施工經(jīng)驗(yàn)。