１７８ 管理施工 城市道桥与防洪 ２０１２年５月第５期 某承台大体积混凝土的温控方案设计与实施 周天乐 （江西省高速公路投资集团有限责任公司，江西南昌３３００２５） 摘要：大体积混凝土的浇筑必须采取措施以避免因水化热引起的内表温差过大而导致裂缝。该文介绍了浇筑某承台大体积 混凝土所采取的温控方案，包括混凝土原材料选用原则、冷却水管的设计和测温系统的设计等，并介绍了其实施效果。由于该 温控方案较为合理，现场施工组织细致，因而避免了有害的温度裂缝的产生，保证了承台大体积混凝土的工程质量。 关键词：混凝土；承台；裂缝；温度；控制 中图分类号：Ｕ４４３．２５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—７７１６（２０１２）０５—０１７８—０２ Ｏ前言 按照交通部《公路桥涵施工技术规范》（ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０—２０１１）的定义，大体积混凝土（ｍａｓｓ ｃｏｎｅｒｅｔｅ） 是指“现场浇筑的最小边尺寸大于或等于ｌｍ，且 必须采取措施以避免因水化热引起的内表温差过 因此，在保证混凝土强度的前提下，应尽可能降低 水泥用量。 细集料：采用ＩＩ区中砂，平均粒径大于０－５ ｍｍ。平 均粒径较大的中粗砂比细砂减少用水量１０％左右。 粗骨料：选用粒径较大、级配良好的连续级配 碎石（粒径５ ３１．５ ｍｍ）。 集料含泥量：含泥量过高会导致混凝土和易性 大而导致裂缝的混凝土”。桥梁特别是桥梁承台的 施工会频繁接触大体积混凝土的浇筑。如何避免 大体积混凝土在凝结过程中的水化热产生过高温 度而使混凝土出现裂缝，是桥梁施工单位经常要 面临和篇决的课题。 下降、需水量增加，粘聚性下降，并吸附外加剂降 低其作用，导致混凝土强度下降。因此，该工程必 须严格控制石子含泥量不大于１％；砂含泥量不大 于２％。 １工程概况 福建省某特大桥全长１ ９４０ ｍ，单幅宽度１７ ｍ。 主墩承台一共２个（２１＃、２２＃墩），每个承台横桥向 长４１．８ ｍ，纵向长１７．４ ｍ，呈倒圆角的六边形状。 承台高４ １１１，混凝土体积达到２ ５９２ ｒｎ ，属典型的 粉煤灰：在混凝土中掺入粉煤灰，不但能部分 替代水泥，减少用水量，而且能改善混凝土拌和物 的和易性和可泵性，减少水化热，减少混凝土的徐 变，提高混凝土抗渗能力。该工程采用国标一级粉 煤灰。 外加剂：经实践证明，掺人粉煤灰后，必须同时 大体积混凝土。混凝土设计标号为Ｃ３０。计划分两 次进行浇筑，每一次浇筑２ ｍ，每次混凝土浇筑方 量为１ ２９６ ｒｎ＝ｊ。 掺人高效减水剂，才能充分发挥粉煤灰的效能。掺 入１．５％的ＵＮＦ一２Ｃ缓凝减水剂，可延长混凝土初 凝时间，减少拌和用水量，降低水灰比，从而达到 降低水化热的目的。 利用混凝土６０ ｄ的强度作为混凝土配合比设 计的依据，经配合比设计和反复试验后，确定Ｃ３０ ２温控方案的设计 ２。１混凝土原材料选择 要把混凝土水化热控制在尽可能低的程度， 应先从内因开始，即从混凝土原材料的选择开始 做起。 承台混凝土的配合比为：ＰＯ３２．５级矿渣水泥２９３ ｋｇ；中 砂７６６ ｋｇ；碎石１ ０５８ ｋｇ；粉煤灰８０ ｋｇ；外加剂 ４．４ ｋｇ；水１６９ ｋｇ，坍落度１５０ｍｍ，初凝时间＞１５ ｈ。 ２．２冷却水管设计 水泥：选用水化热较低的低热矿渣硅酸盐水 泥。有研究显示，１ ｉｎ 混凝土的水泥用量每减少 １０ ｋｇ，水化热导致的混凝土温度升高将减低１℃， 收稿日期：２０１２—０２—２５ 除了选择合适的混凝土原材料以尽可能降低 产生水化热外，必须采用外部手段对水化热进行 调控，采用埋置冷却水管通循环水冷却的办法。 承台混凝土分２层浇筑，每层混凝土厚２ ｍ， 作者简介：周天乐（１９７１一），男，江西南昌人，工程师，从事公 路工程建设管理工作。 ２０１２年５月第５期 城市道桥与防洪 决定下一步采取的措施。 管理施工 １７９ 每层混凝土内部埋设２层降温冷却水管，层距１ ｍ，离混凝土顶部、底部距离为０．５ ｍ。冷却水管为 ４０ ｍｍ、厚度２．５ ｍｍ的薄壁镀锌钢管，其水平间 距为１．４ ｍ，冷却水管距混凝土侧立面为１．１ ＩＴＩ，冷 却水管进出口集中布置，以利于统一管理，用一台 离心式水泵抽水。在降温过程中，根据混凝土内部 实测温度调整水温。 ２．３测温系统设计 待混凝土温度达到峰值并开始下降，且每日 降温速率超过２￣Ｃ时即停止通水，灌注同标号的水 泥浆封堵冷却水管。 为减小承台混凝土表面与大气间的温度差， 承台混凝土浇筑完成后，用冷却水管中排出的降 温用水在混凝土顶面蓄水保温养护，控制养护温 度与混凝土表面温度差值不大于１５℃。承台混 凝土侧面挂毛毡和草袋，洒水养护。养护期不少 于２１ ｄ。 在承台内设３排温度监测点，每排设置５个， 竖向共设置３层，整个承台共设置４５个监测点。 在每个监测点上埋设温度传感器，温度传感器采 用铜热电阻。通过ＸＭＴ一１０２温度控制仪观察温度 传感器反映的混凝土温度值。监测点的布置位置 ３．２温度控制效果 根据现场监测结果显示：２１＃承台第一层混凝 土中心处的温度在浇筑２４ ｈ后达到５２℃，在４５ｈ 和测温元件的性能指标符合《大体积混凝土施工 规范》（ＧＢ５０４９６－－２００９）的要求。 后达到温度峰值（６１℃），持续２４ ｈ后即开始下 降，在１２０ ｈ后趋于平稳。 ２１＃承台第二层混凝土在ｌ０月９ Ｅｌ开始浇 ３温控方案的实施 ３．１实施过程 筑，混凝土中心部位温度最高值达到６２℃，持续时 间约１５ ｈ，然后开始下降，６ ｄ后趋向平稳。 现场监测结果与设计时的预计基本相同。２１＃ 承台混凝土浇筑完成后，于ｌ０月２０日对承台进 行观察，没有发现有害裂缝的出现。混凝土试件 ６０ ｄ强度评定合格。 按照施工方案布设并固定好冷却水管，并通 水进行密闭性试验。一切就绪后，于２０１１年ｌ０月 ２日开始浇筑２１＃墩承台第一层混凝土，期间当地 平均气温约为２３℃。 在拌和站拌和混凝土时，采用二次投料的砂 浆裹石工艺，以起到提高强度、节约水泥，进一步 减少水化热的作用。 由于承台的平面尺寸较大，采用整体分层连 续浇筑的方式，在上一层浇筑的混凝土还未初凝 ４结语 在该承台大体积混凝土施工中，采取了优化 混凝土配合比、采用粉煤灰和减水剂“双掺”技术 以降低水化热、混凝土冷却水管物理降温法降低 混凝土内部温度、混凝土外部保温等一系列方法 避免产生裂缝，并采用了“二次投料”、“二次振捣” 技术以有效地提高混凝土强度。 由于方案合理，考虑周密、措施有力、现场施 工组织细致，２个大型承台都没有出现有害的温度 裂缝，温控效果良好，保证了承台大体积混凝土的 工程质量。该项承台温控方案的成功应用，为今后 前浇筑下一层，每层５０ ｃｍ厚，直至浇筑完毕。浇 筑时采用二次振捣工艺，以增加混凝土和钢筋之 间的握裹力，并防止混凝土表面开裂。二次振捣时 间在混凝土初凝前１．５ ｈ左右进行。 混凝土浇筑到各层冷却水管标高后即开始通 水，单根管水流速度控制为３ ｍ３／ｈ，各层混凝土温 度峰值过后即停止通水。根据温度控制仪观察到 的混凝土内部温度值控制进水温度，在保证冷却 水管进水温度与混凝土内部温度差不超过２Ｏ℃的 前提下，尽可能降低进水温度。在混凝土浇筑完成 后，每２ ｈ监测一次温度，持续３ ｄ，监测内容为： 进行类似大体积混凝土的温度控制积累了经验。 参考文献： ［１】ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０－－２０１１，公路桥涵施工技术规范［ｓ】． ［２】ＧＢ５０４９６－－２００９，大体积混凝土施工规范【ｓ］． 混凝土表面温度、冷却管出入水口的水温、埋设在 混凝土内的各温度传感器温度、气温。３ ｄ后每隔 ４ ｈ监测一次，持续５ ｄ，然后转入每天监测２次。 每次监测完成后做详细记录，并对数据进行分析， 【３］周水兴，何兆益，邹毅松等．路桥施工计算手册［Ｍ】．北京：人 民交通出版社，２００１． 【４】向中富，等．新编桥梁施工工程师手册［Ｍ】．北京：人民交通出 版社。２０１１．
