大体积混凝土主墩承台一次性浇筑施工工艺

董丁芳 DONG Ding-fang；陈江芝 CHEN Jiang-zhi

（中铁六局集团北京铁路建设有限公司，北京 100036）

（The Sixth Engineering BURE CREC Beijing Railway Construction Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

0 引言

随着国家铁路建设的发展，大体积混凝土在各类桥梁工程的应用日益广泛，施工过程中，如果混凝土配合比设计、外加剂的选择、冷却管布设、温差控制和混凝土浇筑养护等方面处理不当，会由于温差应力、收缩等原因引起裂缝缺陷，影响桥梁使用功能和安全。

本文通过工程实践，结合京包高速3A工程主墩承台大体积混凝土浇筑，总结形成主墩承台大体积混凝土一次性浇筑施工工艺，取得了良好的社会效益和经济效益。

1 工艺流程

大体积混凝土一次性浇筑施工工艺主要包括以下几个方面：混凝土配合比设计→基坑施工、承台放样→钢筋绑扎、冷却水管布设→测温元件预埋→模板支护→混凝土浇筑→混凝土养护→混凝土温度控制。

1.1 混凝土配合比设计

①水泥的选用。

在满足混凝土设计强度的前提下，要求试验室优化配合比，减少水泥用量，水泥及胶凝材料用量控制在350kg/m3以内；确保水化热绝热温升不超过规定的温控标准，应选用水化热较低、后期强度高、质量稳定的水泥，水泥3d的水化热不宜大于240KJ/kg，7d的水化热不宜大于270KJ/kg。大体积混凝土施工所用水泥入机温度不宜大于60℃。

②骨料的选用。

骨料的选择要符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的有关规定，且应符合下列规定：

细骨料：宜采用级配良好的中粗砂，根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4～2.8之间，含泥量不应大于3%；

粗骨料：选用粒径5～31.5mm，并应连续级配，含泥量不应大于1%，使混凝土具有较好的可泵性。应选用非碱活性粗骨料。

③外加剂的选择。

外加剂的品种、掺量应根据工程所用胶凝材料经试验确定，粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%，矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%；采用缓解水化热效果好的外加剂，降低混凝土的水化热温升。

1.2 基坑施工、承台放样

①基坑施工。

主承台基坑一般较深，安全风险较大，基坑围护结构需做好专项设计和施工方案，开挖时采用挖掘机配合人工清底施工。

②承台放样。

承台开挖完成后，施做混凝土垫层，在垫层上根据标段的坐标控制点放出承台的结构线。

1.3 钢筋绑扎、冷却水管布设

①钢筋绑扎。

钢筋绑扎前认真核对设计图纸，尤其注意预埋件位置，同时综合考虑冷却水管和温度检测元件位置，避免返工。

②冷却水管布设及要求。冷却水管按图纸要求进行安装布置，为保证冷却效果，其进出水都引入承台顶，具体布置如图1。

图1 冷却水管及喷淋水管布置图

混凝土内部温度场布设冷却水管，以控制混凝土内外温差在±25℃内。冷却水管采用导热性能好的无缝钢管（内径Ф48mm，厚为2mm），冷却水管与承台内钢筋相碰时，位置可做适当调整，一般横向间距1.5～3m，竖向间距1.2～3m，距离承台边缘均为0.5m，冷却管的连接采用铁皮套筒连接，套筒连接长度不小于20cm，接头处采用点焊加固，再用塑料胶布缠裹，保证连接处不漏水。水管安装应保证质量，混凝土浇筑前对所有冷却管作密实性试验，保证管道密封良好，防止管道漏水或阻塞。

通水冷却从水管被混凝土覆盖后开始，覆盖一层混凝土通水冷却一层，至14天结束，具体结束时间视混凝土温升、温降情况而定。

应确保通水期间的水源和流量，中途不得发生停水事故。可采用水池进行集中供水，每根冷却水管配备一台水泵对流量进行控制。

1.4 测温元件预埋

为有效对承台混凝土温度进行监控，应预埋测温元件对混凝土内部和表面温度进行监控。测试元件安装前，必须在水深1m处经过浸泡24h不损坏。测试元件在结构平面图位置的边缘布置，不少于4处；在芯部分别布置不少于4处；测试元件的引线要集中布置，并应加以保护。每个断面温度传感器呈环形布置。测试元件浇注过程不得损坏。

1.5 模板支护

承台底部充分利用护壁混凝土进行承台四周支护，进行就地浇筑混凝土；顶部坡脚变坡面采用反压拼装模板，模板采用木模进行组装，面板采用10mm厚竹胶板，后设背板及竖肋，竖肋间设有对拉拉杆孔，对模板进行竖向加固，保证模板有足够的平整度。具体如图2。

图2 反压拼装模板图

1.6 混凝土浇筑

①混凝土浇筑。

混凝土浇筑前，应尽量选择气温较低、无雨天气施工，尽量避开高温、大风天气。采用水平分层浇筑，每层厚度不宜过大，一般应控制在0.3～0.5m左右。在浇筑下半部范围内混凝土时，采用泵车和溜槽同时浇筑，浇筑上部分范围内混凝土时，采用五台泵车进行浇筑。具体布置如图3。

②混凝土振捣。

现场安排足够的振捣人员采用Ф70插入式振捣器，并划定每个人的振捣区域，严格按规范振捣，保证混凝土浇筑质量，对钢筋较密位置采用Ф50或Ф30振捣棒进行振捣，确保每个部位振捣密实。

1.7 混凝土养护

图3 现场平面布置图

在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护。承台外露面浇筑完成后，立即采用保温材料覆盖，保温材料为一层塑料布+两层无纺布+一层棉帆布+一层塑料布。露出基坑的混凝土浇筑完成24h后进行拆模，并进行保温。

1.8 混凝土温度控制

混凝土的里表温差不宜大于25℃，当实测混凝土内外温差≥25℃，应加快冷却水管的流量，加快内部散热，直到将内外温差控制在标准范围内。

设专人负责温度测量，根据温度数据分析混凝土内部温度变化情况，及时控制冷却管进出水温度。

2 工程实例

京包高速3A工程上地斜拉桥工程，主墩承台为变厚度八边形承台，混凝土浇筑方量约为12000m3，属于大体积混凝土。主塔承台顺桥向中部22.52m，厚度为8m，顺桥向两侧11.537m，部分厚度由8m变为4m，平面为45.6m×40.3m的切角矩形，切角边长为11.537m；主承台钢筋采用HRB335、HRB400钢筋进行绑扎。

承台内共布设八层冷却水管，分别位于承台顶下0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m 八个断面。为更好地将混凝土温度进行降温，减少混凝土与外界气温的温差值，在距承台顶面1.0m位置增加一层冷却水管。

测试元件的引线要集中布置，在承台顶下50mm、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、7.0m 八个断面，每个断面温度传感器呈环形布置，共计112点。

浇筑时现场布置5台48m泵车，在浇筑下部4m混凝土时，采用泵车和溜槽同时浇筑，现场设置21个溜槽，共计24h完成下部4m范围内混凝土，方量约8000m3；浇筑上部4m混凝土时，5台泵车浇筑35h完成，共计方量4000m3。

该工程主墩承台混凝土浇筑施工采用一次性整体浇筑施工，历时59h，提高了功效，工序环节交叉少，可连续均衡施工，避免了窝工，缩短了工期，创造了良好的经济效益。且由于能够很好地进行混凝土温度控制，大大减少了混凝土温度裂缝的产生，结构整体性好、安全可靠，工程经验可为类似工程提供参考。

[1]GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范及条文说明.

[2]JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3]QB-CNCEC JO10505-2004，大体积混凝土施工工艺标准[S].

[4]陈辉.大体积混凝土温度应力及温度控制，2006.

[5]大体积混凝土配合比设计、施工与温度控制全套技术[M].2007，6.