浅谈海域承台大体积混凝土温控要点

浅谈海域承台大体积混凝土温控要点

钱伟谦

广东华路交通科技有限公司 广州 510000

摘要：文章以深中通道海域承台大体积混凝土施工为例，总结分析了海域承台大体积混凝土温控要点，以作为经验的推广。

关键词：承台 大体积混凝土 温控

1.工程概况

深中通道泄洪区非通航孔桥墩均位于水中，基础采用整体式承台、群桩基础形式，布置了6根直径2.5m钻孔灌注桩，桩基础呈行列式布置，纵向2排，横向3排，纵向间距6.25m，横向间距6.25m，桩基础采用水下C35混凝土，按照嵌岩桩设计，桩底持力层为中风化混合片麻岩。结合桩基布置形式，承台设计为矩形，平面尺寸16.5×10.5m（横桥向×纵桥向），厚4.5m。承台采用C40混凝土。

2.基本情况

大体积混凝土在浇筑初期水泥产生大量水化热，内部温度迅速升高，体积膨胀，在凝结后混凝土表面就会出现开裂，而新浇筑的混凝土底部虽然受基岩或先期混凝土的约束随即产生压应力，但在混凝土硬化后期冷却收缩时，将产生拉应力，且拉应力将大于升温膨胀产生的压应力值。当拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时，就会在其内部产生裂缝，并可能发展成为贯穿裂缝，对结构造成较大的危害。

3.管控重难点

（1）承台方量较大，混凝土设计强度等级高（C40），混凝土绝热温升高；混凝土温升控制不当时，极易因内表温差产生较大温度应力而导致开裂。

（2）承台仓面较大，单层摊铺时间较长，项目所在地气温较高、日晒充足，分层浇筑间隔时间较长时极易因层间水分蒸发过快导致收缩开裂。

3. 项目所在地气温较高，混凝土入模温度控制难度较大。

4.控裂要求

根据《公路桥涵施工技术规范》（JTGT F50-2020）的规定，大体积混凝土热期施工时，入模温度不宜高于 28℃；其内部最高温度不高于75℃；内表温差不大于25℃。

5.主要措施

5.1原材料质量控制

（1）为改善混凝土的抗裂性能，选用具有较低水化热的低碱水泥。不得使用新出厂的水泥，水泥需充分放置冷却或采取措施将其温度降至≤60℃再使用。

（2）矿物掺和料应组分均匀、各项性能指标稳定。

（3）砂石骨料质地均匀坚固、粒形和级配良好、空隙率小、表面洁净、吸水率低、线膨胀系数较小。

3. 采用超缓凝型聚羧酸类高性能减水剂，有效降低混凝土单方混凝土用水量和水胶比，改善混凝土施工的和易性和强度、耐久性，通过延长混凝土缓凝时间推迟和削减水化热温峰，减少分层施工冷缝。

5.2混凝土生产质量控制

（1）各种原材料的储存应专仓专用，做到防水、防污染、防窜料。

（2）搅拌混凝土前，应严格检测粗、细骨料的含水率，准确把握粗细骨料含水率变化，及时调整施工配合比。

（3）承台混凝土在搅拌机中的搅拌时间不应短于90s。拌合的混凝土应具有良好的匀质性及粘聚性，确保混凝土入模后不分层、不离析。

5.3混凝土运输、浇筑和振捣质量控制

（1）运输混凝土过程中，混凝土罐车罐体低速速转动，当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20－30s方可卸料。

（2）混凝土宜采用整体式水平分层连续浇筑。混凝土浇筑时，由四周往中心布料，布料过程中始终保持构件周边混凝土高度略高，并加强边角处振捣，保证混凝土较好的匀质性和密实性，以避免胶凝材料浆体发生过长距离流动并堆积在构件四周而产生较大温度应力及收缩应力而增大混凝土侧面和边角开裂风险。

（3）大体积混凝土的分层浇筑厚度可控制在30cm－50cm范围。

（4）振捣时振动棒垂直插入，快插慢拔，振捣深度超过每层的接触面一定深度，振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免过振或漏振。

（5）在保证可泵送的前提下尽量降低混凝土坍落度，尤其是浇筑至最后50－60cm时，混凝土坍落度应调小20mm，避免混凝土表面浮浆过厚引起的后期收缩不一致而导致混凝土开裂。

（6）混凝土暴露面在振捣完毕后应及时并至少进行二次抹压收浆，以消除塑性沉降裂缝和因表面快速失水引起的塑性收缩裂缝。

5.4 混凝土浇筑温度控制

工程经验数据表明，常温期或高温期浇筑混凝土经过0.5h的运输、泵送、振捣后，入模温度约比出机口温度高1－2℃。因此，为使混凝土的浇筑温≤28℃，考虑混凝土运输、泵送、浇筑过程中的温升，结合承台施工季节的气温条件和运输距离，可将混凝土的出机温度控制为≤26℃。

5.4.1 原材料温度常规控制措施

（1）骨料采用增加储存量、搭建遮阳篷、通风、喷雾等普通措施冷却，骨料温度可控制为比气温低 4℃。

（2）胶材采用延长储存时间、转运和倒仓等措施冷却，将水泥、矿渣粉温度控制为≤60℃，粉煤灰温度控制为≤40℃。

（3）采用自来水作为拌合水，如不进行特别控制其温度约比气温低5℃。

5.4.2 制冷控温措施

当气温高于25℃小于30℃时，为满足出机口温度控制要求，采用制冷水机将拌和水温度控制≤5℃，或将拌合水加入20%质量的块冰也可将拌和水冷却至5℃。制冷水（冰水）应提前生产，并贮存于地下保温水池中，且拌和水输送管道应采取保温措施。

当气温超过30℃时，为满足出机口温度控制要求，可采用片冰代替部分拌和水，即制冷水+片冰拌和混凝土方案。根据工程经验，每加入10kg的冰至少可使新拌混凝土温度降低 1℃。加冰量依据环境温度和浇筑温度要求变化，最大加冰量为用水量的50%，本工程取为 60kg/m3 ，气温超过37℃，不浇筑混凝土。

5.4.3 降低搅拌、运输、浇筑过程中环境温度的影响

（1）尽量优选浇筑时间，施工避开高温日晒时段。

（2）提高混凝土浇筑能力，缩短混凝土暴露时间；缩短混凝土运输和滞留时间，混凝土拌和物从加水至入模的最长时间不应超过1.5h。

5.5 冷却水管的布设及控制

承台均布设4层冷却水管，竖向布置75cm+100cm×3+75cm；水管水平管间距为100cm，距离混凝土侧面≥50cm；单层1套水管，每套水管设置一个进出水口，管长小于200m。冷却水管采用Φ42mm×3mm、具有一定强度、导热性能好的铁皮管制作冷却水管，管与管之间的连接方式采用螺纹丝扣+生胶带连接方式。水管悬空部分需焊接竖立筋对其进行固定。

用分水器将各层各套水管集中分出，分水器设置相应数量的独立水阀以控制各套水管冷却水流量，并设置一定数量的减压阀以控制后期通水速率。每个分水器对应1台水泵，需准备2台功率≥7.5kw、流量≥10m3/h的水泵，并至少留有1台备用泵。

冷却水采用循环淡水，并在混凝土升温期尽可能及时补充淡水；后期根据温度监测结果控制冷却水进水温度与混凝土内部最高温度之差小于25℃。

混凝土浇筑前，冷却水管加压通水试验，发现管道破裂或接头漏水、阻水现象要及时修补。对水管的连接位置要采取一定的保护措施，施工过程中应避免混凝土直接落到冷却水管上，严禁施工人员踩踏水管。水管停止循环水冷却并养生完成后应及时进行压浆封堵。

5.4 拆模时间控制

混凝土拆模时间按照龄期及实测温度进行双控：（1）混凝土构件浇筑完成 5d后方可拆模，5d之内不松模、不拆模；（2）拆模时，需确认混凝土内表温差小于15℃、混凝土表面温度与环境温度之差小于15℃。避免在夜间或气温骤降期间拆模，拆模时间应选择一天中较高温度的时段，且应采取边拆模边覆盖进行保温保湿养护。

5.5 养护控制

混凝土养护的控制原则是：通过加强混凝土保温养护，降低混凝土内表温差；通过加强混凝土保湿养护，减少混凝土收缩引起的表面应力。

中高温期施工，混凝土顶面及早蓄水保温保湿养护是防止大体积混凝土开裂的有效措施。混凝土顶面浇筑完成后边收面边覆盖塑料薄膜，初凝后蓄水养护，

养护用水采用冷却水管出水，水温与混凝土表面温度之差应小于15℃，蓄水深度大于30cm。混凝土侧面拆模后采用保湿养护膜进行养护。

承台从混凝土浇筑完毕后持续养护不少于14d。

5.6现场温度监控

为检验施工质量和温控效果，掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，做到信息化施工，需对混凝土进行温度监测。检验不同时期的温度特性和温控标准。当温控措施效果不佳，达不到温控标准时，可及时采取补救措施；当混凝土温度远低于温控标准限值时，则可减少温控措施，避免浪费。

6.总结

为减少承台大体积混凝土开裂，避免对混凝土结构造成危害，通过优化原材料配合比、控制原材料质量，采取冷却水及片冰、布设冷却水管，加强拆模及养护质量控制，设置温控元器件等，有效的降低了大体积混凝土内部最高温度及内表温差，降低了混凝土开裂的风险，

值得推广运用。

参考文献：

1. JTG TF50-2020 , 公路桥涵施工技术规范[S].

2. GB 50496-2018,大体温混凝土施工标准.

3. 石广斌. 大体积混凝土施工技术及其应用 2013 ,第000卷 ,第034期

作者简介：钱伟谦，男，1989年11月生，广东人，本科学历，路桥专业工程师职称，主要从事高速公路监理工作。