浅析桥梁大体积混凝土浇筑过程的温控防裂措施

陈怀彬

摘 要 桥梁大体积混凝土施工中最重要的环节就是控制好混凝土的水化热温度，浇筑过程中建立完善的温度监测系统，用以指导混凝土的浇筑及后期养生拆模采取相应的温控防裂措施，以减少混凝土形成有害裂缝的可能性，本文通过实际施工案例简单分析了具体施工中所遇到的环境及采取相应的措施，为大体积混凝土施工提供一种思路及解决方案。

关键词 大体积混凝土;浇筑过程;温控防裂

1桥梁大体积混凝土的定义及施工技术要求

1.1 大体积混凝土的定义

桥梁工程中的大体积混凝土是指：现场浇筑的最小边尺寸为1～3m且必须采取措施以避免水化热引起的温差超过25℃的混凝土称为大体积混凝土。

1.2 大体积混凝土浇筑的施工技术要求

（1）大体积混凝土的浇筑应在一天中气温较低时进行。混凝土入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温均不应超过40℃，混凝土的浇筑温度不宜高于28℃。冬天浇筑混凝土的入模温度应不低于10℃。

注：混凝土的浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50～100mm深处的温度。

（2）混凝土用料应遮盖，避免日光曝晒，并用冷却水搅拌混凝土，以降低入仓温度。必要时，在混凝土内埋设冷却管通水冷却。

（3）加强内外温度观察，当发现温差超过规定要求时，应及时采取有效措施，进行处置。

（4）还应采取其他降低内外温差的措施[1]。

2案例项目概况

G50S沪渝高速重庆至涪陵段，梨香溪特大桥主墩承台采用左右幅共用一个整体承台的设计方案，承台尺寸为18.7m（纵向）×28.7m（横向）×4m（高度），混凝土设计为C40，每个承台的浇筑方量为2683.5m3。承台位于长江支流梨香溪河两岸的阶地上，施工时間为当年7月份。

3大体积混凝土浇筑的温控防裂分析及措施

3.1 混凝土施工的温控防裂条件分析

（1）该承台内钢筋布置较多，不适宜分块浇筑，宜采用整体一次性浇筑完成。

（2）为保证温控需要，混凝土所需原材料需严格按规范进场，并建立遮阳雨棚，在混凝土开拌前购买冷却冰块放入拌合水中。

（3）钢筋绑扎时除按设计要求进行冷却水管的布置外，对承台核心区域（两主墩墩身正下方）进行冷却水管的加密布置。各冷却水管单独设置进水口和排水口，利用阶地条件在高处设置高位水箱供水，配置两台高扬程大流量的水泵向水箱供水。

（4）承台模板采用大块钢模板，外加棉毡覆盖。

（5）采购HTSY-B大体积混凝土温度测试仪对承台内部温度进行量测和监控。承台外部利用便携式红外测温仪进行温度测量。

（6）养生期直至拆模前的养生方式采取塑料薄膜覆盖，接入冷却水管出口的热水进行灌水养生。

3.2 混凝土浇筑过程的温控防裂措施实施

（1）混凝土浇筑采用分层法浇筑：承台采用2台泵车从左到右，循环逐层覆盖的方式浇筑，根据混凝土泵送时自然流淌形成坡度的特点采用“薄层覆盖，循序推进”。每层浇筑厚度约为40cm。利用层面散热减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。

（2）采用二次振捣工艺：混凝土浇筑采用二次振捣工艺，排除混凝土因泌水在粗骨料及水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，并防止因混凝土沉落而出现的裂缝，提高混凝土抗裂性能。

（3）冷却水管按设计从基底以上70cm开始布设，共设5层、竖向间距90cm，其中第二、四层的布置方向是在第一、三、五层的基础上顺时针旋转180o布置的，在主墩墩身正下方的18.5m（横向）×10m（纵向）范围设置加密冷却水管层。

（4）温度监测点均衡布置：温度监测点的布置范围以承台平面内两条对称轴线的一半对称轴线为测温区，并在该区域内呈平面布置;在承台平面对称轴线的半条对称轴线，按面积控制，承台范围内垂直埋设共9根监测热电耦补偿导线;热电耦补偿导线与微机数据采集仪相连，监测数据由采集仪处理打印。从混凝土开始浇筑起，进行混凝土温度测试，每小时提供一份温度监控报表，当监测数据显示混凝土内表温差接近25℃并有上升趋势时，及时报警。温度监测点布置如下图：

注：两轴相交点位置的温度监测点埋设于第一层冷却水管下，其余的两个方向的四个点沿两轴向外依次埋设于第二至第五层冷却水管下。

（5）混凝土内部的温度监控：当承台浇筑达到覆盖第一层冷却水管后，即可开机进行混凝土内部温度的监测，每小时进行一次数据收集对比。当混凝土内温度超过混凝土表面温度20℃时，立即开通第一层冷却循环水对混凝土内部进行降温，温度控制应达到以下要求：已浇筑混凝土的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度） 不宜大于25℃;已完混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d;混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。如此反复循环直至浇筑完承台的全部混凝土，全部开通9个点的温度监测，并依次完成冷却水的通水降温。

3.3 混凝土浇筑完成后的温控防裂措施实施

（1）根据各测点收集的混凝土内部温度情况，利用水泵调整水箱的水位和冷却水管进口阀门控制水流，以达到混凝土内部温度的控制。

（2）利用红外测温仪测量出水口温度及混凝土表面温度，与测温仪收集的内部温度进行对比，确保温度监控系统工作正常，且控制混凝土里表温差不超过25℃。

（3）待承台混凝土表面泌水快风干时，由人工用塑料薄膜对承台表面进行覆盖，把冷却水管出口的热水灌入塑料薄膜上，任由热水从四周模板的覆盖棉毡渗出，这样确保整个承台混凝土均在热水下养生，同时缩小混凝土里表的温差，保证了混凝土里表温差不超过25℃。

（4）温度监测频率一直按每小时一次进行收集，直到混凝土内部温度连续稳定开始下降后，改为每两小时收集一次，当混凝土内部温度与环境气温的温差小于25℃后改为每天收集一次，直至养生期满足规范要求且混凝土里表温差不超过25℃后方可进行拆模。

4温控防裂的效果及注意事项

梨香溪特大桥的两个主墩承台（P10、P11号承台）均采用了这种温度监控量测体系进行指导施工，拆模后通过技术人员详细检查两个承台混凝土均未发现有明显的裂缝，并一次性通过验收进入下一步的施工工序。经济上只增加购置了一套大体积混凝土温度测试仪，耗材则需要重复购买监测热电耦补偿导线，每次摊销成本不足千元，但切实解决了大体积混凝土温缩裂缝的施工难题，有很好的经济实用性。

虽然两次大体积混凝土浇筑均取得了很好的效果，但施工过程也有一些瑕疵需要引起注意：

（1）混凝土的升温理论计算和实际监测偏差较大。（理论升温参考《路桥施工计算手册》计算公式及相应表格取值）。导致模板檩条及加劲肋设计对温度计算不足，P10号承台底部模板有局部变形现象，P11号承台增设了加劲肋才解决了模板变形问题。

（2）对混凝土至钢管再到冷却水的热交换过程理解简单，以至于当温升过快时对策简单，只能采取加大水压和水流速度来解决，没能事前备降温冰块。

5结束语

就大体积混凝土的温度控制而言，其核心就是解决混凝土里表温差不大于25℃的问题。我们在解决了原材料的问题、解决了拌合降温问题、解决了开盘浇筑时间问题之后，再建立一套完善的温度监控量测体系，根据监测的温度数据分析来指导施工中采取相应对策不失为一种实用方案，为彻底解决大体积混凝土有害裂缝，提高施工质量奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 解雄越.大体积混凝土的温控措施及应用[J].山西水利科技，2003，（4）：29-31.