投毛石法和内部降温法在赣榆港区一期码头工程大体积砼施工中的应用

冯明锦

（连云港科谊工程建设咨询有限公司，江苏 连云港 222042）

1 工程概述

连云港港赣榆港区一期（起步） 工程新建3 个通用泊位、1 个液体化工泊位，码头均为重力式沉箱结构。其中，通用码头为顺岸式，液化码头为墩式。通用码头端部垂直布置1 个工作船码头，为重力式方块结构。码头胸墙与方块均为大体积砼结构。

2 大体积混凝土的裂缝

大体积混凝土的定义为预计会因混凝土中胶凝材料水化等因素引起的温度变化导致裂缝，或结构断面最小尺寸≥1m的混凝土。

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝，它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。

产生裂缝的主要原因有以下几方面：

2.1 水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以致于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5 天。

2.2 外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60℃～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

2.3 混凝土的收缩

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。

3 大体积混凝土的配制

大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：

1） 粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂；2） 外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等；3） 大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量；4） 降低原材料的温度；5） 水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥。水化热低的矿渣水泥析水性大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。

4 大体积混凝土的浇筑与振捣

浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，连云港港赣榆港区一期（起步） 工程码头水工工程采用全面分层浇筑，即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。

5 大体积混凝土养护时的温度控制

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后应立即回填或再覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。连云港港赣榆港区一期（起步） 工程码头水工工程采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通过冷却水，降低混凝土内部温度。

6 结语

连云港港赣榆港区一期（起步） 工程码头水工工程项目中，大体积砼结构施工通过投毛石法和内部降温法有效地控制了因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。