鄧珊

摘要：在現(xiàn)階段的橋梁設(shè)計(jì)中，經(jīng)常用樁基礎(chǔ)作為橋墩臺(tái)身和基礎(chǔ)交界部分的承臺(tái)，其施工技術(shù)與質(zhì)量也得到了愈來(lái)愈廣泛的重視。為全面提高項(xiàng)目的安全性和質(zhì)量，作為橋梁項(xiàng)目建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)之一的承臺(tái)大體積混凝土施工技術(shù)，要標(biāo)準(zhǔn)施工工藝，提升質(zhì)量控制水平，滿足交通需求和路網(wǎng)規(guī)劃要求?；诖?，本文結(jié)合實(shí)際案例，闡述了橋臺(tái)大體積混凝土的施工準(zhǔn)備、循環(huán)冷卻水管安裝，并對(duì)其施工及養(yǎng)護(hù)過(guò)程加以探析，提出了控溫方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；承臺(tái)；混凝土；裂縫

伴隨著橋梁建造能力的持續(xù)提升，橋梁架構(gòu)逐漸體現(xiàn)出大跨高墩的建造趨勢(shì)，為了讓穩(wěn)固性、硬度、承載力等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要構(gòu)件具有一定的體積。為此，橋梁建造過(guò)程中大體積混凝土逐漸增多，橋梁承臺(tái)占比較大。橋梁承臺(tái)大體積混凝土在完成澆灌作業(yè)后，會(huì)出現(xiàn)水化反應(yīng)，進(jìn)而形成大量熱量，但混凝土是十分典型的熱不良導(dǎo)體，熱量很難散出，若不采用科學(xué)的溫度控制舉措，里側(cè)與外部的溫度會(huì)出現(xiàn)巨大差異而出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的性能、使用時(shí)間產(chǎn)生不良影響。為此，深入探究橋梁承臺(tái)大體積混凝土的溫度控制策略有一定實(shí)踐價(jià)值。

一、工程概況

列夕特大橋位于湖南省湘西自治州，是湖南省湘西自治州一座連接猛洞河兩岸的特大橋?？卓绮贾茫?10+235+110）m，為預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆連續(xù)剛構(gòu)，橋梁全長(zhǎng)462.0m，采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度40km/h，橋梁寬度：9.0m=凈-8.0m（行車(chē)道）+2×0.5m（防撞護(hù)欄）。

二、橋臺(tái)大體積混凝土施工準(zhǔn)備

無(wú)論是鋼筋籠的加工，還是鋼筋籠的安裝，都要結(jié)合承臺(tái)的實(shí)際情況逐段進(jìn)行。鋼筋骨架采用加勁筋成型的方式制成，加勁筋圈按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制作完成，焊接時(shí)要保證主筋和加勁筋標(biāo)記的中部在同樣的位置，測(cè)量加勁筋和主筋的垂直程度，然后進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)，按照設(shè)計(jì)確定的大小和地點(diǎn)焊接耳筋。安裝鋼筋骨架時(shí)，應(yīng)以2根工字型的鋼從上節(jié)加筋的下端穿過(guò)，保證同條垂直線安裝2節(jié)鋼筋骨架，上面一節(jié)，下面一節(jié)。以鋼套管冷軋工藝進(jìn)行對(duì)接，且完成螺旋筋的捆扎。稍微向上提起骨架，將工字鋼下端的鋼筋籠撤掉，然后重復(fù)之前的操作，在安裝最后幾節(jié)鋼筋籠時(shí)，下端鋼筋籠質(zhì)量較重，鑒于護(hù)筒承載的重力，為保證平穩(wěn)安裝，鋼筋籠不被毀壞，可依靠支架實(shí)現(xiàn)安全吊裝。鋼筋籠下到指定位置后，在樁口周?chē)蜻M(jìn)3根鋼管，并以長(zhǎng)度較小的鋼筋使鋼筋籠處于穩(wěn)定狀態(tài)，防止骨架變形。

三、循環(huán)冷卻水管的安裝

為保證混凝土取得理想的澆筑效果，讓水泥水化熱的溫度數(shù)值盡可能下降，可以讓混凝土里外溫度差異變小，防止產(chǎn)生溫度裂縫，并讓架構(gòu)物里側(cè)的溫度下降，盡可能縮小溫差，防止表面開(kāi)裂。承臺(tái)大體積混凝土作業(yè)過(guò)程中，水化熱核算數(shù)值是設(shè)計(jì)冷卻管的重要依據(jù)。使用的Φ42×2.5mm型鋼管作為冷卻管，使用絲扣將冷卻水管接頭連在一起，接頭位置需要固定，避免因?yàn)橥饨缫蛩禺a(chǎn)生斷裂。而后，采用恰當(dāng)?shù)姆椒▽⑵渌课患右怨潭?，通水試?yàn)后，應(yīng)第一時(shí)間處置漏水問(wèn)題，之后進(jìn)行上層鋼筋、水管的裝設(shè)。

四、承臺(tái)大體積混凝土作業(yè)

大體積混凝土的澆筑一定要逐段、逐層進(jìn)行，澆筑混凝土?xí)r若無(wú)特殊情況不可中斷，應(yīng)勻速澆筑，增大振搗力度，有效提升混凝土硬度?；炷翝仓琼樦?5.6m的邊，由兩端向中心澆筑，確保澆筑厚度合理，便于熱量散發(fā)，以不出現(xiàn)冷縫為標(biāo)準(zhǔn)，按照每30cm為一層的標(biāo)準(zhǔn)澆筑，8個(gè)70型振搗機(jī)械同步振搗。在振搗作業(yè)過(guò)程中，按照振動(dòng)機(jī)械振搗半徑150%的標(biāo)準(zhǔn)振搗，確保所有位置都得以充分振搗，振搗過(guò)程中一定要快速插入，緩慢拔出，振搗時(shí)長(zhǎng)一定要科學(xué)，一直振搗到混凝土不再沉降、表面不再有漿液與氣泡冒出為止。

混凝土澆筑后，立刻開(kāi)展振搗作業(yè)，使其形成勻稱、緊實(shí)的整體。振搗時(shí)，運(yùn)用插入型振搗設(shè)備，在澆筑部位和新澆混凝土面上進(jìn)行，振搗工具要緩慢拔出，防止空洞的產(chǎn)生；振搗工具應(yīng)豎直插入混凝土內(nèi)部，且保證插入前層混凝土中，新澆筑的混凝土與澆筑完畢的混凝土有效融合，插進(jìn)前層混凝土的深度一般為50～100mm；運(yùn)用插入型振搗設(shè)備時(shí)，盡可能避免與鋼筋、預(yù)埋構(gòu)件碰觸。

承臺(tái)混凝土應(yīng)不間斷澆筑，不可中途停止，澆筑時(shí)長(zhǎng)應(yīng)盡量縮短。承臺(tái)混凝土應(yīng)有充分的流動(dòng)性、良好的和易性。承臺(tái)混凝土作業(yè)時(shí)，若水下作業(yè)與其他部位混凝土澆筑存在差異，則不能采用振搗設(shè)備，而應(yīng)依托外部壓力或自身重力實(shí)密實(shí)目標(biāo)。為此，承臺(tái)混凝土不但要有突出的和易性，還應(yīng)具有較高的流動(dòng)性。

五、承臺(tái)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)

承臺(tái)大體積混凝土澆筑后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，以免開(kāi)裂。混凝土里外溫差不可超過(guò)20℃?；炷聊Y(jié)后，應(yīng)立刻以厚度較大的麻袋遮蓋，以維持溫度，若碰到外部氣溫較高的情況，可使用冷水養(yǎng)護(hù)；若碰到外部氣溫較低的情況，可以遮蓋混凝土表面，減慢熱量散發(fā)的速度，避免氣溫快速變化產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。養(yǎng)護(hù)時(shí)，可多頻次噴水，以確?；炷帘砻鏉穸冗_(dá)標(biāo)，如果條件允許，養(yǎng)護(hù)可持續(xù)7天以上。施工技術(shù)方法眾多，比如，在混凝土內(nèi)部埋上冷水管、改進(jìn)混凝土配制比、提高溫度檢測(cè)力度等。

六、溫控方案

該橋橋墩為雙肢空心矩形墩，截面尺寸680×320cm，橫橋向壁厚125cm，順橋向壁厚75cm，墩身底部3m范圍，橫橋向采用變截面擴(kuò)大，墩底截面尺寸980×320cm，基礎(chǔ)為5.0m高承臺(tái)配4根D3.6m挖孔灌注樁，樁基嵌入完整中風(fēng)化巖層6倍樁徑以上。橋墩承臺(tái)順橋向長(zhǎng)為16.6m，橫橋向?qū)挒?3.8m。

（一）水化熱溫控標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)主墩承臺(tái)大體積混凝土制定溫控標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。

（二）水化熱溫控目標(biāo)

溫控目的是讓大體積混凝土里面的溫度依照預(yù)期變化，避免出現(xiàn)溫度開(kāi)裂的情況，或把裂縫管控在盡可能小的范圍，具體包含以下內(nèi)容：

讓中心位置的混凝土溫度極值下降；將里外溫度差異管控在科學(xué)范疇，讓混凝土內(nèi)部溫度實(shí)現(xiàn)勻稱分布；嚴(yán)控混凝土溫度下降速度。

（三）溫控措施

1.混凝土質(zhì)量控制

混凝土配合比優(yōu)化原則：采用復(fù)合膠材體系，降低水泥用量以降低水化熱。選擇適宜的水膠比，控制最大用水量。采用礦物摻和料與高效減水劑雙摻。延長(zhǎng)混凝土的緩凝時(shí)間，以推遲并削弱溫峰。通過(guò)外加劑進(jìn)一步優(yōu)化混凝土的勻質(zhì)性。

承臺(tái)施工采用C35混凝土，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的配合比見(jiàn)表2。

承臺(tái)混凝土拌和物入模坍落度宜控制在180～200mm，承臺(tái)澆筑至最后50～60cm時(shí)，降低混凝土的坍落度至160mm，防止混凝土表層浮漿太厚，引發(fā)收縮差異，致使混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)配制比在試驗(yàn)后進(jìn)行改進(jìn)、調(diào)節(jié)。

2.混凝土入模溫度

讓混凝土進(jìn)入模板時(shí)的溫度降低，是管控大體積混凝土溫度的有效舉措。在混凝土配制比和傳熱邊界狀況不變的前提下，混凝土進(jìn)入模板時(shí)的溫值越高，溫度極值越高，內(nèi)外溫度差異、溫度應(yīng)力也會(huì)達(dá)到較高的水平。此外，進(jìn)入模板的溫度越高，混凝土的水化反應(yīng)越迅速，大多數(shù)水化熱可以在混凝土澆筑的初始階段散發(fā)，彈性與強(qiáng)度增強(qiáng)，不利于溫度控制。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定現(xiàn)場(chǎng)4～5月混凝土的入模溫度為20～25℃，環(huán)境溫度為25±5℃。因此，為控制混凝土的入模溫度，水泥等膠凝材料可通過(guò)提前備料入場(chǎng)、膠材筒噴淋，降低膠材溫度。現(xiàn)場(chǎng)取深層河水作為拌和水。

3.混凝土澆筑

承臺(tái)混凝土澆筑應(yīng)分層澆筑，采用振搗棒振搗，現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)振搗棒劃分一個(gè)區(qū)域，振搗過(guò)程中，振搗棒需避開(kāi)冷卻管和溫度傳感器。為防止接縫的產(chǎn)生，上層澆筑過(guò)程中，插入型振搗設(shè)備應(yīng)插進(jìn)下層10cm左右，插入型振搗設(shè)備的移動(dòng)距離不可比振搗工具的振搗直徑大。振搗工具與側(cè)面模板應(yīng)保持 5～10cm距離，避免側(cè)面模板在振動(dòng)工具的作用下形狀改變，或與鋼筋、預(yù)埋件相碰觸。振搗時(shí)，采用快速插入、緩慢拔出的方法，插拔時(shí)確保振搗工具處于垂直狀態(tài)，振搗作業(yè)一直持續(xù)到混凝土表層不再有漿液浮出為止。增大現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)力度，加快混凝土作業(yè)速率，防止出現(xiàn)混凝土罐車(chē)空車(chē)等候問(wèn)題。采用泵送的方式開(kāi)展?jié)仓鳂I(yè)時(shí)，混凝土下沉度應(yīng)控制在160～200mm。在混凝土澆筑完成的半小時(shí)內(nèi)，實(shí)施抹面作業(yè)，降低混凝土因?yàn)槭湛s而出現(xiàn)裂縫的概率。

4.冷卻水系統(tǒng)

原冷卻管布置如圖1所示。可以看出，原冷卻管沒(méi)有沿承臺(tái)長(zhǎng)邊布置，導(dǎo)致彎頭較多，流速較慢；28mm管徑冷卻管的直徑較小。上面這兩個(gè)因素導(dǎo)致冷卻效率較低。同時(shí)，冷卻管到承臺(tái)表面最小厚度僅為60cm，會(huì)導(dǎo)致表面溫度過(guò)低，產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差。

對(duì)原冷卻管布置進(jìn)行了優(yōu)化。承臺(tái)分兩層澆筑，每次澆筑250cm，每層沿高度布置兩套冷卻管，每套冷卻管按照2根對(duì)稱布管；水管的水平間距為110cm，距離混凝土表面/側(cè)面85cm。承臺(tái)兩側(cè)的施工平臺(tái)上各設(shè)置一個(gè)3m3的循環(huán)水箱，以供冷卻循環(huán)水使用。同時(shí)，配備4臺(tái)15kw的水泵。其中一臺(tái)水泵抽取供應(yīng)冷卻水，一臺(tái)用于抽取冷卻循環(huán)水至水箱中，另兩臺(tái)備用。每根水管設(shè)置獨(dú)立水閥及流量計(jì)，以控制各套水管冷卻水流量，冷卻管選擇規(guī)格為Φ42×2.5mm型，對(duì)所有水管都進(jìn)行號(hào)碼標(biāo)記，混凝土溫度上升階段選擇冷卻水，混凝土溫度下降階段使用循環(huán)水，且將進(jìn)水溫度和混凝土里側(cè)溫度的差異控制在25℃以下。如果循環(huán)水的進(jìn)水溫度與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符，使用大功率熱水器可讓溫度升高，或采用其他方式進(jìn)行熱水補(bǔ)給。

混凝土澆筑前，實(shí)施30min以上的加壓通水實(shí)驗(yàn)，以了解水流量恰當(dāng)與否、漏水與否等，并及時(shí)修理，確保各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。當(dāng)澆筑的混凝土達(dá)到冷卻管道時(shí)，便讓冷卻管處于開(kāi)通狀態(tài)。澆筑混凝土溫度上升時(shí)期，使用直取水的方式使溫度下降；混凝土溫度達(dá)到較高數(shù)值后，使用冷卻管水源使溫度下降，將進(jìn)水溫度和里側(cè)溫度極值的差異控制在25℃以下。

七、結(jié)束語(yǔ)

橋梁項(xiàng)目中，大體積混凝土承臺(tái)施工是特別重要的施工區(qū)域，其中，力學(xué)角度發(fā)揮著承上啟下的作用，承載著墩柱上所有的壓力，并把該力傳輸至樁基礎(chǔ)。橋梁承臺(tái)大體積混凝土澆筑作業(yè)過(guò)程中的所有預(yù)防開(kāi)裂的方式，均起到了自身的作用，不但保障了承臺(tái)建設(shè)效果，還防止了開(kāi)裂問(wèn)題的產(chǎn)生。

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