刘金荣，张强，张俊

（山西省汾阳市精誉工程检测试验有限公司，山西 吕梁 032200）

1 工程概况

某跨线桥工程，全桥长 1197.88m，其中主桥为 1 联 (65+110+65)m 预应力混凝土连续梁。主桥长240.2m；东侧引桥为 1 联 5～35m 预应力混凝土连续箱梁，桥长 176.02m；西侧引桥为 2 联 4～35m 预应力混凝土连续箱梁、2 联 5～30m 预应力混凝土连续箱梁，桥长 581.02。另外在主桥与引桥连接处设人行梯道 4座。主桥箱梁采用挂篮悬臂灌注法分幅施工，主桥 0#段及边跨现浇段采用支架现浇法施工，承台最小方向尺寸超过 4m，为大体积混凝土。

本工程主桥连续箱梁利用平衡重采用挂篮全封闭施工工艺，主桥承台距高速场路基边坡较近，采用防护桩支护施工工艺。基础一旦出现问题，不但维修困难，而且对以后的挂篮连续箱梁施工具有严重影响，将造成整个桥体严重损害。因此保证承台大体积混凝土质量是本工程的重点。

2 承台大体积混凝土主要病害分析

通过对以往工程案例的调查总结，承台大体积混凝土容易出现的问题和影响因素列于表 1。

表 1 大体积承台质量影响因素

3 保障承台大体积混凝土的措施

针对大体积混凝土施工的调查，出现温度裂缝的绝大多数原因是由于混凝土内外温差较大。承对台大体积混凝土水化热分析与温度应力控制未进行有效计算，单凭经验进行布置。冷却管的布置不合理，无法精确计算出冷却水在大体积混凝土中的热传递效应。

降温管降温本质是通过冷却水带走混凝土自身热量，达到减小内外温差的目的，从而减小裂缝，提高混凝土施工质量，如果水流速和流量不够，则导致混凝土内部降温过慢，大量热量不能被带走，内外温差依然很大，从而造成温度裂缝。根据调查研究，许多类似工程在冷却管布置合理，计算准确的情况下，依然不能得到良好的降温效果，经分析研究，确定为降温管内水流速与水流量不够、不稳定，冷却水不能充分带走混凝土内部热量，导致温度裂缝等质量问题。

针对大体积混凝土施工时容易产生裂缝缺陷，采取以下措施：

（1）制定混凝土养护专项方案，组织专门的养护队伍进行养护。

为确保混凝土均匀密实，提高混凝土的极限抗拉值和抗裂性能，混凝土浇筑完毕，按标高找平，用木杠刮平；初凝前，用铁磙子压光两遍，再用木抹子搓平。表面干硬后，浇水湿润并紧贴一层塑料布，以防止混凝土表面水分散失；并根据温度变化趋势及温控数据确定覆盖材料增减，将混凝土内外温差控制在 25℃ 范围内。当昼夜温差较大或气象报告有暴雨时，现场备足保温材料。

（2）合理布置散热管。

散热管布置形式采用矩形，散热管每层间距1.2m，水平间距为 1.2m。主墩 6#、7# 承台竖向布置 3层，水平布置 9 排。承台内部预留三个测温孔，深度为1.5m，直径为 25mm。散热管、测温孔布置见图 1、2。

图 1 散热管平面布置形式

图 2 散热管立面布置图

采用隔热的办法，把从散热管出水口流出的具有一定热度的水蓄集起来，在混凝土表面形成薄薄的一层覆盖层，并不间断采用散热管出水口温水直接用于混凝土表面养生，以减少混凝土内外的温差。

降温管现场布置（图 3）：

图 3 散热管布置

正确布置冷却管很重要，在冷却管的转角处，通过弯头连接，在连接处利用防水胶带密封，并用架立筋固定，确保冷却管不漏气，位置固定，以保证水能顺利通过的前提下，冷却管牢固不变形。

在每一层降温管之间设一立管连接，三层降温管形成整体，入水口设置在承台顶部，出水口设置在承台底部，此布置既能减少降温管数量又可以保证水流的正常通过。

为使承台内部温度快速有效地下降，在降温管孔径保证的前提下，还需增加水的流速，从而带走更多的热量，减小混凝土内外的温差，减小温度裂缝的产生。

1）设置储水箱

施工现场随时会发生一些突发状况，如一旦停水、停电，就不能保证降温管内有水流出。设置储水箱的目的是为了发生突发状况时，能够采取应急措施。

储水箱放置在高于承台的地面处，利用连通器原理，在没有水泵的情况下也可以自流。储水箱的布置保证了承台内部降温的正常进行。

2）选用大功率水泵

在水量保证的前提下，必须保证水的流速，应使用大功率水泵。根据降温方案、现场承台体积、降温管体积的限制要求，最终选定口径 50mm、流量 12m³/h、扬程 25m 的管道泵。3）测温及测温记录

严格按照施工方案施工，并保证每 4 小时测温一次，记录混凝土内外温度变化，掌握规律。有效控制裂缝出现。

（3）优化配合比。

大体积混凝土的温度、温度应力及收缩应力的影响因素主要有水泥种类、粗细骨料级配以及含泥量、浇筑时混凝土出料温度、现场温度等。项目技术负责人负责和商砼公司一起对混凝土进行试配，以确保优化配合比。

1）水泥。混凝土水化热主要来自水泥。选择C3A、C3S 含量少、水化热低的矿渣水泥及中热水泥。使用温度不超过 50℃。试验采用 P·O42.5 水泥。

2）砂石料。采用中砂，细度模数为 2.3～3.0，属Ⅱ级配范围，含泥量≤2%，入场后应分批检验。石子颗粒级配为 5～20mm 连续级配。石子必须分批检验严格控制其含泥量不超过 1.5 %。

3）粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，入场后应分批检验，质量符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的规定。

4）外加剂：聚羧酸高性能减水剂。外加剂在使用前称量分包，在混凝土搅拌过程中采用后掺。5）水：纯净水。

混凝土初始坍落度控制在 14～16cm。配合比见表2。

表 2 优化后的配合比

4 结语

大体积混凝土防开裂问题是个难点，本文中采取了一些列措施，从原材料要求、配比优化设计、冷却室管布置、测温、施工养护进行了全过程控制，有效保障了工程质量。混凝土是个系统工程，在实际工程中，只有依靠科学的管理方法，认真分析施工中出现的质量问题，并实施有效的对策，才能更好地确保工程质量。