平潭海峡大桥主桥承台混凝土温度裂缝施工控制

[摘 要]混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。本文将介绍平潭海峡大桥大体积承台混凝土的施工过程中的温度裂缝控制的情况。

[关键词]混凝土 裂缝 温控 承台

中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0185-01

1、前言

大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。由于混凝土的体积大，产生的水化热大，在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况时，混凝土内部会产生较大的温度应力，导致裂缝产生，为结构埋下了严重的质量隐患。因此，大体积混凝土施工中的温度监控是控制裂缝产生的关键。现浅述平潭海峡大桥大体积承台混凝土的施工过程中的温度裂缝控制的情况。

2、工程概况

2.1 工程简述

渔平高速公路平潭延伸线工程，处于福清市和平潭综合实验区内，起点位于福清市东瀚镇大壤山西侧渔平高速公路K39+576.812，与东翰互通相接，经坑尾澳海湾、小山东，跨越海坛海峡，经北青屿，终至平潭县娘宫，项目终点与省道S305相接，终点桩号K45+577.422，项目路线总长6000.61m，其中平潭海峡大桥全长3504m，赤表特大桥全长1061m，大壤大桥全长154.68m，平潭分离式立交桥长38m，其余接线公路1242.93m。大壤大桥桥面宽21m，其余桥面与路面同宽，均为17m。

2.2 工程施工内容

平潭海峡大桥承台采用钢套箱围堰施工工艺。主桥43#、44#、45#主墩承台外形尺寸为34.7×21.5m，单个承台总砼方量为3412.6 m3；主桥42#、46#边墩承台外形尺寸为32.7×15.9m，单个承台总砼方量为2562.1 m3，承台封底厚度1.0m，承台厚度5.0m，属于大体积混凝土基础。砼标号为海工C40，施工时温度裂缝的控制是保证承台施工质量的关键。

3、混凝土的施工工艺

（1）结合该工程的特点，确保混凝土顺利、及时的浇注，采用生产能力160m3/h混凝土搅拌船现场拌制，通过搅拌船自身配备的混凝土布料管进行浇筑。混凝土拌和物应拌和均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。

（2）承台浇筑混凝土前，用淡水清洗钢套箱和钢筋，并将封底砼表面进行清理，使其表面干净湿润，混凝土合格后方可浇筑。混凝土分两次浇注，第一次浇注2.0m，第二次浇注3.0m。每次采用分层连续浇注，每层最大厚度不超过30cm，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。

（3）凝土振捣采用直径为70cm插入式振捣器，插点均匀，移动间距不超过振动器作用半径1.5倍，与侧壁应保持5～10cm距离。振捣时要快插慢拔，尽量将混凝土中气泡带出，确保混凝土浇筑质量。振捣深度对于大面积分层浇注混凝土，如果下层混凝土已进入初凝或即将初凝，则振捣棒振捣时不宜插入下层，以达下层表面为宜，如下层混凝土未达初凝可插入下层5～10cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，浇筑完成后，严格进行抹面操作。

（4）混凝土在浇筑振捣过程中产生的大量泌水，及时人工排除。

4、温控及防裂措施

由于承台属于大体积混凝土，为避免因混凝土水化热过高而出现温度裂缝，我们在承台施工过程中采取了一些列措施来降低水化热，主要措施为：

4.1 优化承台混凝土配合比

优化混凝土配合比。选用低热水泥，最佳级配的骨料，掺适量粉煤灰和高效能减水剂等降低水泥用量来优化混凝土配合比，以减少混凝土水化热。

（1）配合比设计。

由于承台承重较大且处于水位变化区，防止海水渗入腐蚀钢筋破坏结构，决不允许出现有害裂纹。选用安徽宁国水泥厂海螺42.5P.Ⅱ水泥，该水泥属低水化热品种的水泥，为有效地降低混凝土内绝热温升，掺加适量的II级粉煤灰和高效能减水剂，混凝土的粗骨料采用5～25mm连续级配的碎石，针片状颗粒含量不应大于10%，泥土粉尘含量不大于0.5%，细骨料采用优质中粗砂，泥污含量不应大于2%，细度模数控制在2.6～2.9。混凝土配合比经过多次试配，选择了合适的配合比。

（2）配合比原材料

a 水泥：安徽芜湖海螺42.5P.Ⅱ水泥；b 细集料：福建闽江产中粗河砂；c 粗集料：福清南岭石场5～25mm连续级配碎石；d 水：饮用自来水；e 矿物掺和料K：上海宝田海工I型矿粉；f 矿物掺和料F：江阴电厂II级粉煤灰；g 外加剂1：山西博益；

h 外加剂2（阻锈剂）：山西博益。

（3）控制混凝土的入模温度和环境温度

混凝土夏季施工应控制入模温度在温控标准范围内，如超过控制指标，则采取现场加冰块拌制混凝土和夜间浇筑等措施，降低混凝土的入模温度。低温季节浇筑混凝土浇筑温度不应低于5℃且做好现场的保温措施。

4.2 设置冷却水管冷却

（1）埋设冷却水管

根据混凝土内部温度分布特征，在每层混凝土中埋设冷却水管，冷却水管为φ32mm的薄壁钢管，其水平间距为1.0m，冷却水管距混凝土表面1.0m，每根冷却水管长度不超过200m，冷却水管进出水口应集中布置，以利于集中管理，承台的温控由中交武汉港湾设计研究院开发完成。

（2）温控监测

温控监测仪器选择依据使用可靠和经济的原则，在满足监测要求的前提下，选择操作方便、价格适宜的仪器。优先采用JGY―100型智能化数字多回路温度巡检仪，温度传感器为PN型温度传感器，必要时采用出水口水温直接测定法。

（3）冷却水管通水装置安装

在承台一侧布置一个通水装置，通水装置采用直径40cm的钢管制作而成，钢管长度为3.0米，在钢管上焊接出水口，通过软管与承台的温控水管连接。

（4）测温元件安装

拟在首个承台中布设5层温度测点，根据测量结果决定其它承台是否需要布置测温元件，测点高度距承台底面0.8m和1.6m位置。温度传感器为PN型温度传感器，温度检测仪采用JGY―100型数字多路巡回检测控制仪。监测元件的埋设由具有埋设技术和经验的专业人员操作。为保护导线和测点不受混凝土振捣的影响，用∠30×30×3mm角钢进行保护。

（5）冷却水管使用及其控制

①冷却水管使用前应进行压水试验，防止管道漏水、阻水；每根冷却水管进水口应安装一个阀门，可调节进水流量大小；

②混凝土浇筑到各层冷却水管标高后开始通水，各层混凝土温度峰值过后应停止通水，通水流量应达到30L/min，为防止上层混凝土浇筑后下层混凝土温度的回升，可采取二次通水冷却，通水时间根据测温结果确定；

③应严格控制进出水温度，在保证冷却水管进水温度与混凝土内部最高温度之差不超过25℃条件下，尽量使进水温度最低；如果温差超过这个标准，可设置水箱，进行循环水冷却。

5 混凝土的养护

大体积混凝土的裂缝，特别是表面裂缝，主要是由于内外温差过大产生的。浇筑后，水泥水化使混凝土温度升高，表面易散热温度较低，内部不易散热温度较高，相对地表面收缩内部膨胀，表面收缩受内部约束产生拉应力。但由于混凝土外部受太阳曝晒、雨水、冷空气等的袭击，也会使表面升降温差较大。因此，养护是防止混凝土开裂的关键。

6 结束语

正是由于我们从混凝土的浇注工艺、配合比、温度监控、养护等方面采取了有效措施，因平潭海峡大桥大体积承台施工顺利，混凝土表面光滑，无蜂窝、麻面、漏浆现象，外观及质量良好。

参考文献

[1] 王东松.杭州湾跨海大桥高性能海工混凝土配合比设计[J].公路，2009-7（7），1～5.

[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.