高标号大体积混凝土施工技术研究

高庆利 陈勇

摘要：现代建筑中常涉及大体积混凝土施工，混凝土质量的好坏会直接影响结构的安全使用，因此在施工时采取合理的技术措施予以保障，进行全面的质量控制至关重要。本文结合保定市乐凯大街南延工程主桥子塔承台大体积混凝土施工，从混凝土的配制、绝热升温计算、测温点设置及温差控制等环节讨论了大体积高标号混凝土技术细节，形成一套行之有效的工法，可为类似工程项目提供参考。

关键词：大体积混凝土;质量控制;高标号混凝土

1.概述

保定市乐凯大街南延工程跨保定南站主桥为三跨连续子母塔单索面预应力混凝土斜拉桥，全长495m斜交正做，双向平面转体、中间合龙施工。子塔承台的第一次、第二次浇筑均为冬季施工，最低气温分别是-10°C，-12°C，为冬季大体积混凝土施工。大体积混凝土施工过程中，如果在配合比设计、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会造成温差应力、收缩等原因形成的裂缝，影响建筑使用功能和安全。

2.技术要点

项目组通过优化混凝土配比、采取有效的混凝土内部降温措施及表面保温措施，降低混凝土里表温差及混凝土与环境温差。主要的技术特点有：

（1）优化混凝土配合比，最大限度地减少因水化热引起的混凝土温差应力产生的裂缝以及混凝土收缩产生的裂缝。

（2）采用内部循环水施工工艺，利用调節温控水管中循环水温度降低内部水化热。具有施工工艺简单、便捷，施工周期短，施工质量保证，效果显著等特点。

（3）采用周转性保温材料，有效降低养护成本。

（4）采用有效测温技术，保证测温准确可靠、及时，并能结合实时温测结果快速调节控制措施。

（5）采用内降外保技术，在保证混凝土不产生裂缝的同时防止其早期受冻。

2.1 混凝土配合比设计

混凝土配制强度等级按《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011执行，配合比设计既要考虑冬期施工要求又要控制其自身水化热，设计的原则：

（1）粗骨料采用连续级配，细骨料采用中砂;

（2）外加剂采用缓凝剂、减水剂;

（3）掺合料采用粉煤灰、矿渣粉等;

（4）在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，提高掺合料，及骨料的含量，以降低混凝土的水

泥用量。

（5）选用水化热低、凝结时间长的水泥。

2.2 绝热升温计算、测温点设置及温差控制

大体积混凝土水泥水化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参数，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试验研究。研究过程中，具体采用了下面的方法进行计算。

混凝土绝热升温按见公式1计算：

式中：T（t）——混凝土龄期为 t 时的绝热温升（℃）;

W——每 m3混凝土的胶凝材料用量（kg/m3 ）;

C——混凝土的比热，一般为 0.92～1.0〔kJ/（kg·℃）〕;

ρ——混凝土的重力密度，2400～2500（kg/ m3）;

m——与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.3～0.5（d-1）;

t——混凝土龄期（d）;

水泥的水化热按公式2、公式3、公式4计算：

式中 ——龄期 时的累积水化热（kJ/kg）;

——水泥水化热总量（kJ/kg）;

——龄期（d）;

——常数，随水泥品种、比表面积等因素不同而异。

3.应用研究

上述方法在乐凯大街南延工程中进行了具体的应用。应用标段线路长度1665m，里程段为：K0+000～K1+665，其中起点至K0+300段300m为路基段，K0+300至K1+665段1365m为高架桥段。线路跨保定南站主桥设计为（145+240+110）m子母塔斜拉桥，起点里程K0+700，终点里程K1+195，全长495m。

以13#墩承台为例，如图1所示为八边形结构，纵向（顺桥向）总长34.5m，横向总长39.9m，高7.8m，基坑尺寸为承台结构边缘外扩2.6m，开挖深度约10m。本工程采用强度等级为C50的混凝土作为承台大体积用混凝土，较以往工程提高了2～4个等级，因冬期施工，采用了大体积防裂防冻施工技术，大大的减少了冬期混凝土养护成本，缩短的工期，节约了施工成本。实测结果表面，混凝土未产生温度应力裂缝，达到了预期目的;同时施工过程一直处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，无安全事故发生。

4.结论

随着基建的高速发展，大体积混凝土被越来越多。在施工过程中，如果在配、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会因温差应力、收缩等原因形成的裂缝，影响建筑使用功能和安全。通过实施对混凝土内外温度监测，及时调控承台内部循环水温调节混凝土梯度温度及外部湿度，保证乐凯大街南延工程主桥承台冬季最低温度施工并达到预期效果，为今后冬期大体积高标号混凝土施工提供了有效的施工经验。