分析船闸工程大体积混凝土施工裂缝控制关键技术

【摘要】本文根据船闸闸首底板大体积混凝土的具体施工流程，简单分析了大体积混凝土施工分层、分段的浇筑具体规定，最后探讨了通过冷却管降温以及蓄水保温等温度控制技术对策进而降低混凝土内外的温度差。

【关键词】船闸工程;施工裂缝;关键技术;大体积混凝土

1、引言

大体积混凝土，指的就是一次性浇筑体积比较大的混凝土。在当前的土建施工过程当中，比如船闸、楼房基础以及大坝等工程经常会牵涉到大体积混凝土施工项目。世界各国对于大体积混凝土的尺寸规定是不相同的。比如，日本建筑协会规范规定：把结构断面的最小厚度超过80cm，与此同时水化热导致混凝土内部的最高温度跟外界环境温度差预计超出25℃的混凝土，被稱之为大体积混凝土。美国混凝土协会规定：所有浇筑的大体积混凝土，其具体尺寸，一定要改善水化热所导致的体积变形情况，进而在最大程度上降低开裂，但是对于实际尺寸没有做出具体的规定。我国的具体规范为：混凝土结构物实体最小尺寸大于等于1m的大体积混凝土，或者是预计因为混凝土当中的胶凝物质水化热引起的温度变化以及收缩所引起的有害裂缝出现的混凝土。从上述各国针对大体积混凝土的定义可以知道，即使针对大体积混凝土尺寸规定不尽相同，但是对于体积比较大的混凝土在施工的过程当中如果内外温度差太大将会使得混凝土出现温度裂缝，进而干扰正常使用以及结构安全的都是大体积混凝土。

2、工程概况

该船闸是一种500t级的Ⅳ级船闸，其船闸的具体尺寸是200m×23m×4m，设计的单向通过水平为1331×104t。船闸的上闸、下闸首底板的尺寸为55m×29m，厚度为2.7m，总方量是43575.6m?;闸室的底板尺寸为28m×18m，厚度为2.4m;所以船闸的闸首跟闸室底板工程都是大体积混凝土，其实际强度等级为C25。

3、混凝土浇筑

3.1分段施工

通过施工宽缝作为分界线，划分成3段开展浇筑，每一段的长度为18m。每段按照从中到右再到左的顺序开展流水浇筑，每一段底板的混凝土要实现一次性浇筑成型。

3.2分层浇筑

底部纵横向的分层浇筑厚度都不超出300mm，如下图1所示。坡度就是预拌混凝土自然流淌的坡度大致在1：6-1：7，。混凝土从搅拌至浇筑结束的最大持续时间不能够超过100分钟。可以通过振动棒振捣来实现混凝土的密实度，在每一个出料口的坡顶、坡中以及坡底位置各自设置一台，如下图2所示。振捣棒移动的距离不能够超过振动器作用效果半径的1.5倍。每个点的振捣时间范围在10-15s，一直到混凝土泛浆不再溢出来气泡作为准则。振捣的时候应该插入到下层混凝土的深度为50mm-100mm。在浇筑的过程当中需要在下层混凝土初凝以前浇筑一层混凝土，防止出现冷缝并且尽快把表面的泌水排出去。

4、混凝土温控措施

混凝土的具体温度控制措施如下：

（1）测温点的设置。为了了解大体积混凝土内部的温度，尽快了解好内部以及外部的温差，应该在大体积混凝土的内部设立测温点。结合真实体现混凝土构件的内部温度差的准则，该工程每一段划分为2层（表层以及中部）进行布设，每一层布设8个测温点。每一个测温点需要在平面图上面进行标号，并且在现场进行悬挂编号与标志。在浇筑混凝土之前由于检测每一个测温点预埋是否到位，并且把它的顶部进行严密的保护。

（2）混凝土蓄水养护。该种养护措施具体来讲就是一种保温以及保湿的方法，进而降低混凝土内外的温度差。通常在混凝土经过覆盖以及养护之后，且表面具备一定强度之后才可以开展。结合计算可以知道，第一次蓄水养护的深度大致为18cm，等到混凝土的外表温度升到大致20℃的时候并且混凝土的外表温度跟中心温度的差值超过15℃的时候，再开展2次蓄水;反之可以不必开展2次蓄水。蓄水保温养护的时间需要结合测温的结果来进行明确，蓄水保温的最少时间不能够低于3天，最长时间不能够超过14天。在撤除蓄水保温的时候，混凝土的外表温度跟大气温度的温度差以及中心温度跟外表温度的温度差都不能够超出15℃。

（3）混凝土内部冷却管降温。通过冷却管循环水是降低内外温度差、混凝土内部散热最为合理的对策。该工程的闸首底板使用的是直径为30mm的导热塑料冷却管，呈现出S形的布设，如图2所示。冷却水管的布设划分成上层以及下层两层：上层冷却管距离板的上表面0.8m，下层的冷却管距离板的底部0.9m。上层管以及下层管分别设置了进出水口，通过定期更改进出水流的形式进而使得混凝土内部的温降实现均衡。

（4）测温。测度测量的精准、及时能够给施工以及养护过程当中使用温度控制对策带来一定的科学根据，对于控制混凝土的裂缝具备关键的意义。混凝土测温的间隔时间为：混凝土浇筑升温时期（1-3天）大致在2-3小时;混凝土的降温时期大致在6-8小时;与此同时还需要测量混凝土表面的温度。如果测得的温度连续下降或者是上升的时候，应当合理增加温度测量的次数。测温应该做好详尽的记录并且整理温度测绘曲线图。

在各种温差到达15℃的时候应该预警，到达20℃的时候应该报警;混凝土内部的最高温度达到了55℃的时候应该预警，超过了60℃应该报警;如果产生了预警情况或者是报警情况的时候，应该立刻对于外部蓄水养护温度以及冷却管的温度开展合理的调节，保证混凝土内部的温度以及外表温度的差值在合理范围、混凝土内部的温度都在合理范围之内、混凝土外表面跟环境温度差值在合理范围。经过检查可以知道，没有发现任何的温度裂缝。

结语：

综上所述，大体积混凝土施工是一项繁琐、系统的工程，受到环境的影响比较大，温度场的梯度大，非常容易出现对于结构有害的裂缝并且非常难以维修。在施工当中需要结合工程的具体特征严格结合规定开展，根据工程的特征使用相对应的技术对策，进而确保大体积混凝土的施工质量。

参考文献：

[1]张德印.船闸工程大体积混凝土施工温度控制技术分析[J].四川水泥，2019（06）.

[2]周绍宁.浅谈船闸工程大体积混凝土出机口温度的施工管控[J].科技风，2014（01）.

[3]施海波.船闸工程大体积混凝土裂缝成因及控制[J].科技创新与应用，2017（36）.

作者简介：

姜宇芝（1990.10-），民族：汉，学历：本科，研究方向：港口与航道。