桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与控制

1、 12 -武广客运专线承承台大体积混混凝土施工技技术摘要：通过过选用合理的的混凝土原材材料，严格控控制现场混凝凝土配合比，不不仅保证了客客运专线桥梁梁承台的强度度满足设计要要求，也实现现了大体积混混凝土的防裂裂目标。关键词：承承台 大体体积混凝土 施工技术术1 工程概况武广客运专线桥桥梁承台结构构尺寸为5.610.22.0m、12.59.23.5m等九种结构构型式，混凝凝土设计强度度为C30，均均采取一次性性浇筑，数量量在114.24 m33402.55m3之间，均属属于大体积混混凝土施工。承承台大体积混混凝土由于结结构厚，体积积大和施工复复杂等特点，除除了满足强度度、耐久性等等要求外，还还必

2、须控制大大体积混凝土土裂缝的开展展。大体积混混凝土由于结结构尺寸大，水水泥水化热引引起混凝土温温度升高，热热量不易及时时散发，从而而形成较大的的内外温差，较较大的温差将将形成较大的的温度应力，从从而引起混凝凝土表面裂纹纹。目前，随着高性性能混凝土在在铁路客运专专线桥梁施工中的的全面应用，对对桥梁大体积积混凝土的施施工技术和质质量控制，也也逐步引起大大家的重视。本本文对武广客运专专线承台大体体积混凝土的的施工技术进行分析析、探讨。 2 承台混凝土土配合比设计计2.1 大体积积混凝土的特特点2.1.1 大大体积混凝土土裂缝是指大大体积混凝土土水泥水化热热所产生的温温度、收缩变变形导致的裂裂缝，在现

3、浇浇混凝土结构构中必须予以以控制这种裂裂缝。2.1.2 采采用一次整体体浇注混凝土土的方法和“综合温控”施工技术，有有利于提高结结构的整体性性、抗渗性、同同时提高了结结构的抗震能能力。2.1.3 大大体积混凝土土的施工工艺艺，减少了施施工工序之间间的交叉，取取消了各种施施工缝的处理理工作，从而而简化了施工工程序，加快快了施工进度度。2.2 承台配配合比设计原原则桥梁承台大体积积混凝土配合合比的设计原原则：(1)在保证工程程建设所规定定强度、耐久久性等要求和和满足施工工工艺要求的前前提下，合理理选择使用的的材料，尽量量减少水泥用用量，降低混混凝土绝热温温升；(2)掺入掺和料料时混凝土的的水胶比应

4、低低于无掺和料料的水胶比，胶胶凝材料总量量应稍大于设设计相同强度度等级传统混混凝土的水泥泥用量，以保保证良好的施施工性，提高高混凝土的耐耐久性。2.3 承台砼砼配合比的设设计难点和解解决的技术措措施2.3.1 控控制混凝土水水化热温升大体积混凝土应应尽量降低混混凝土的绝热热温升，降低低绝热温升的的有效办法是是掺加适量粉粉煤灰取代部部分水泥。粉粉煤灰因含有有大量的活性性Si02和A1203，有“固体体减水剂”的的美称，其掺掺入混凝土中中具有增强效效应、增塑效效应、填充效效应和削减温温峰的作用，是是配制大体积积混凝土不可可缺少的材料料。加入适当当的粉煤灰可可以改善混凝凝土的和易性性，增加胶凝凝物质

5、，降低低混凝土的水水胶比，使混混凝土的早期期水化热明显显降低。粉煤煤灰可以和水水泥水化放出出的Ca(OOH)2反应，降低低水化热。因因此，以粉煤煤灰置换部分分水泥后，水水化热放出的的速度减缓了了。水化热降降低的比例，一一般是粉煤灰灰的置换率的的12左右右。因此，通通过添加粉煤灰可以抑制混凝凝土的温升， 掺加缓凝剂可以延缓混凝土浇注时温度峰值，从而降低混凝土开裂的风险。2.3.2 控控制混凝土泌泌水因水泥用量低，大体积混混凝土施工中中容易产生泌水现象。通过降降低混凝土的的水胶比，尽尽量减少混凝凝土拌合物的的自由水，是是降低泌水的的有效办法。在混凝土拌合物中掺加增稠剂以改善混凝土粘度，也可以大大改

6、善混凝土的泌水情况。在承台配合比设计时，拟采用以上技术措施解决混凝土泌水问题。2.3.3 控控制混凝土的的收缩为了降低混凝土土泌水而采用用了低水胶比比的技术措施，这同时时也导致了混混凝土的收缩缩加大，因碎碎石的强度、密密度、吸水率率和外加剂种种类对混凝土土干缩影响也也很大。承台台配合比设计计时降低混凝凝土收缩的途途径有：降低砂率，选用强度高高、密度大、吸吸水率小的碎碎石，选用收缩较较小的聚羧酸酸系外加剂。2.4 原材料料优选2.4.1 水水泥：宜采用品质质稳定、强度度等级符合要要求的低碱硅硅酸盐水泥或或低碱普通硅硅酸盐水泥（掺掺合料仅为粉粉煤灰或磨细细矿碴）。品品质应符合GGB175-1999

7、规规定：水泥的的比表面积不不宜超过3550m2/kg，碱碱含量不应超超过0.600%，游离氧氧化钙含量不不应超过1.5%，水泥泥熟料中C33A的含量不宜宜超过8%(强腐蚀环境境下不应大于于5%)，CC4AF含量小小于7%、CC3S、C2S含量宜在在40%445%之间的的水泥。2.4.2 粉粉煤灰：宜选选用烧失量较低的粉煤灰；2.4.3 砂砂：宜选用无潜潜在碱活性，坚坚固性试验的的失重率小于于5的中粗粗砂。2.4.4 碎碎石：宜选用用质地均匀坚坚固，颗粒形形状和级配良良好，吸水率率低，空隙率率小，无潜在碱活活性的碎石。2.4.5 水水：宜选用自自来水。采用赤壁市自来来水，满足混混凝土拌合用用水标

8、准JGGJ63889的要求求。2.4.6 外外加剂：在混凝土中中掺加高效减减水剂，可以以改变水泥浆浆体的流变性性能，改变水水泥及混凝土土结构，起到到改善混凝土土性能的作用用。宜选用聚羧酸酸系列混凝土土外加剂，聚聚羧酸外加剂剂减水率高、掺掺量低、与低低碱水泥适应应性好，能够够大大改善混混凝土拌合物物的经时损失失，延缓混凝凝土温升峰值值出现的时间间，减小混凝凝土的收缩。2.5 配合比比设计经过大量的试验验，最终确定定以下配合比比。混凝土配合比试试验结果 表1材料用量(kgg/m3)坍落度(mm)凝结时间(h)抗压强度(MPPa)水胶比水泥粉煤灰砂碎石水减水剂初凝终凝1d3d28d56d0.4288

9、10271011551563.11215014.1618.57.423.346.750.13 混凝土现场场施工3.1混凝土生生产混凝土的生产拌拌和站配备ll套HZS990型混凝土土拌和设备，66台混凝土输输送车。3.2 承台混混凝土浇筑工艺承台混凝土浇筑筑采用拖泵送送或布料机布料。混混凝土分层浇浇筑、分层振振捣，每层浇浇注厚度控制制在30cmm左右，沿横桥桥向进行，斜斜向分层厚度度3040cm，采采用ZD755型振捣棒，间间距50cmm，施工时安排22根振捣棒振捣，保保证混凝土的的密实性。通过现场技术值值班人员现场场精心控制，在在承台混凝土土浇注过程中中，混凝土拌拌合物质量稳稳定，所拌制制的混

10、凝土和和易性良好，流流动性好，无无泌水现象发发生，混凝土土凝结时间正正常。4 承台混凝土土温度测量和控制技术混凝土的生产、运运输、浇筑和和温度及表面面养护，是保护护大体积混凝凝土温度裂缝缝的关键环节节。而控制手手段主要是控控制混凝土的的内外温差T：TTpTTrTf式中：Tp 起始浇筑温温度；Tr 水泥水化温温升；Tf天然或人工工冷却后浇筑筑块的稳定温温度。4.1 大体积积混凝土内部部最高温度计计算在大体积砼施工工前先进行混混凝土绝对升升温计算，以以便预先采取取相应措施降降低温度，改改变约束条件件，防止砼裂裂缝，确保大大体积砼的施施工质量。混混凝土内部的的最高温度TTmax按下下式计算：Tmax

11、T00+(WQ)/(Cr)+(F)/(5O)式中：T0混凝土的浇浇筑入模温度度()，T0=20W每m3混混凝土中水泥泥的用量(kkg/m3)，W=288 kg/m3F每m3混混凝土中粉煤煤灰的用量(kg/m33)，F=1022 kg/mm3Q每kg水水泥水化热(J/kg)，Q=4000 J/kkgC混凝土的的比热，C=0.98r混凝土的的密度，r=24114 kg/m3不同厚度度的浇筑块散散热系数(见见表2)4.2 大体积积混凝土的测测温技术4.2.1 测测温点布置根据承台的尺寸寸，在承台竖竖直方向：在在距砼上下表面10厘米米以及砼中间间部位布置三三个测温点。水水平方向：分分别在距边缘缘1米和

12、中间部部位布置三个个点。测温线布置：用用钢筋将测温温线固定好，传传感器距离钢钢筋端部100厘米，不得得与钢筋接触触，将钢筋另另一端与上层层钢筋固定好好以后，将引引出线收成一一束，穿入管管中，固定在在横向钢筋下下引出，以免免浇筑时受到到损伤。测温点传感线缆缆在混凝土浇浇筑前须准确确定位，以防防止在混凝土土浇筑的过程程中移位而造造成测量数据据失真。4.2.2 测测温工具根据实际情况选选择便携式建建筑电子测温温仪。4.2.3 测测温频率在混凝土浇筑完完毕后的升温温和峰值持续续阶段，既开开始的34天，每隔隔2小时测温温1次；待测测温趋于平稳稳后的降温阶阶段，每4小小时测温1次次。在测量混混凝土内部温温

13、度的同时，测测量外界的环环境温度。根根据测点编号号顺序，记录录所测温度数数据，当测位位的混凝土内内外温差不大大于200C并趋于稳稳定时为止。4.3 承台混混凝土温度控控制措施4.3.1 冷冷却水管的埋埋设通过综合比较散散热效率和经经济效益，冷冷却水管采用用27mmXX2mm的薄壁壁铁管，水管管接头采用丝丝扣套筒连接接。在混凝土土施工前，水水管系统均经经过通水试压压，仔细检查查每一个接头头，确保管路路不漏水。在在混凝土浇筑筑和钢筋绑扎扎过程中，不不得损坏管路路，确保供水水的连续性。冷冷却水管管路路采用回旋形形布置，水平平管间距为1150厘米，距距离四周边缘缘为50厘米米；对于承台台高度为2米米时

14、，在承台台布置二层冷却水管管（具体见下下图）。4.3.2 通通水控制温度度根据混凝土浇筑筑过程中的测测温情况，适适时向管内通水，通通过水循环，带走走承台混凝土土内部的部分热量，使使混凝土内部部的温度降低低到要求的限限度。控制冷冷却水进、出出水的温差不不大于50C。根据测温温数据相应调调整水循环的的速度，以充充分利用混凝凝土的自身温温度，即中部温度高高、四周温度度低的特点，在在循环过程中中自动调节温温差。冷却水水管安装时，要要用钢筋骨架和和支撑桁架固固定牢靠。在在承台边设置置循环水蓄水水池，用来把把循环出的热热水浇筑到砼砼表面来减少少砼内外的温温差。4.4 承台混混凝土测温统计同样以下余角海海特

15、大桥2#桥墩承台测测温统计资料料图表为例，各测点的温度图表如下；（表面温度、中心温度、环境温度）通过温度测量监监控，承台混混凝土内部最最高温度为559，与承台混混凝土表面温温差小于200。达到了预预期的目的，该该承台施工方方法是可行的的。4.5 承台外外观质量、裂裂纹检查情况况浇注完成的混凝凝土成品，颜颜色均匀，无无蜂窝、麻面面等质量通病病出现。现场场制取混凝土土抗压试件强强度合格。经经现场仔细检查查确认承台混凝土无无有害裂纹产产生。5 混凝土的保保温养护混凝土浇筑完毕毕后转入养护护阶段。防止止混凝土开裂裂的一个重要要原则是尽可可能使新浇筑筑混凝土少失失水分及内外外温差控制在在允许范围内内（不

16、大于220）。混凝土土边缘部分散散热快、温度度峰值低，而而中心部位散散热慢、温度度峰值高，同同时在混凝土土表面干燥或或水分蒸发过过快时，都会会引起表面混混凝土开裂，且且裂缝会向内内发展。因而而，在采取混混凝土内部降降温措施的同同时，在承台台混凝土裸露露面须采取适适当的保温、保保湿措施。在在承台混凝土土终凝后，须须对承台表面面进行蓄水养养护，采用直直接在基坑内内蓄水的方法法，蓄水深度度为10550cm。白白天环境温度度较高，为加加快混凝土内内部热量的散散发，需减少少蓄水深度；晚上环境气气温较低，为为保证混凝土土内外温差不不至过大，需需加大蓄水深深度。6 施工质量通通病防治措施施6.1 避免砼砼圬

17、工表面出出现蜂窝、麻麻面的措施6.1.1 砼砼搅拌时严格格控制配合比比，经常检查查，保证材料料计量准确。6.1.2 捣捣实砼拌合物物时，插入式式振捣器移动动间距不应大大于其作用半半径的1.55倍，振捣器器至模板的距距离应不大于于振捣器有效效作用半径的的1/2。为为保证上下层层砼结合良好好，振捣棒应应插入下层砼砼5厘米。6.1.3 砼砼浇注时严格格掌握好每点点的振捣时间间，合适的振振捣时间由下下列现象来判判断：砼不再再显著下沉，不不再出现气泡泡，砼表面出出现水平状态态，并将模板板边角填满充充实。6.1.4 砼砼灌注过程中中注意经常检检查模板、支支架、堵缝等等情况。6.2 避免出出现砼圬工缺缺棱掉角的措措施6.2.1 模模板必须涂刷刷脱模剂,以以利于拆模，砼砼浇注后应认认真养护。6.2.2 拆拆除砼圬工结结构侧面非承承重模板时，要要确保砼强度度已达到施工工规范规定的的标准。6.2.3 拆拆模时文明施施工，不能用用力过猛过急急，注意保护护棱角。6.2.4 加加强成品保护护，对于处在在人多、运料料等通道处的的砼阳角，拆拆模后用角钢钢等将阳角保保护好，以免免碰伤。6.3 避免桥桥涵砼圬工出出现塑性裂缝缝的施工措施施在砼圬工表面极极易出现形状状不规则、长长短不一、且且不连贯，类类泥性避缝采施6.3.1 配