中交四航局二公司第八屆青年管理、技術(shù)論文發(fā)布交流會論文集有約束大體積混凝土溫度裂縫預(yù)防實(shí)例鄭玉河曹興偉（中交四航局二公司斯里蘭卡漢班托塔港發(fā)展項(xiàng)目一期工程項(xiàng)目部廣東廣州510300）摘要混凝土裂縫在大體積混凝土、特別是有約束的大體積混凝土中經(jīng)常存在，引起裂縫的原因比較復(fù)雜。本文針對斯里蘭卡項(xiàng)目部胸墻施工，采取相應(yīng)的施工控裂措施，并對混凝土裂縫原因進(jìn)行分析，不斷總結(jié)，取得一定的成效，對有約束的大體積混凝土控裂有一定的參考意義。關(guān)鍵詞大體積混凝土裂縫溫度應(yīng)力水化熱控裂措施1前言大體積混凝土，特別是有剛性約束的大體積混凝土，產(chǎn)生裂縫的原因很多主要原因之一是混凝土在硬化的過程中產(chǎn)生溫差，包括新澆筑的混凝土內(nèi)部與外部之間、新澆筑的混凝土與底部剛性結(jié)構(gòu)之間，溫差導(dǎo)致的伸縮與約束伸縮之間的作用力引起裂縫?；炷亮芽p不僅影響構(gòu)件的美觀，同時(shí)對混凝土的耐久性也有很大影響，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，裂縫的存在還會加速內(nèi)部鋼筋的銹蝕。因此，在施工中采取有效措施控制混凝土裂縫有其深遠(yuǎn)的意義。斯里蘭卡HAMBANTOTA一期工程共分3個(gè)碼頭，胸墻共65段，混凝土總方量為16212M3，單段長175M，混凝土方量約270M3，胸墻嵌入沉箱30CM形成約束，其中典型碼頭斷面及施工分層如下圖1007403625480014803300已澆筑沉箱現(xiàn)澆胸墻第一層現(xiàn)澆胸墻第二層電纜隧道圖1碼頭胸墻典型斷面圖作者簡介鄭玉河（198210），男，助理工程師，從事港航施工管理工作。467中交四航局二公司第八屆青年管理、技術(shù)論文發(fā)布交流會論文集本工程混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35，28天抗氯離子電通量需小于2000庫侖。當(dāng)?shù)卦牧蠀T乏，只能選用水泥作為單一的膠凝材料，只有一家具備供應(yīng)能力；在骨料選擇上，采用520MM和16315MM碎石按照11的比例作為混凝土粗骨料，骨料滿足連續(xù)級配的要求；細(xì)骨料采用粗砂和細(xì)砂按照12的比例通過篩砂機(jī)混合后，使細(xì)度模數(shù)和級配滿足中砂要求的范圍；外加劑采用質(zhì)量穩(wěn)定，對原材料適應(yīng)性強(qiáng)的萘系緩凝減水劑。通過實(shí)驗(yàn)選用施工配合比如下表1胸墻大體積混凝土配合比水泥（KG/M3）砂（KG/M3）520MM碎石（KG/M3）16315MM碎石（KG/M3）緩凝減水劑（KG/M3）水（KG/M3）380743606606571592裂縫防治專項(xiàng)措施控制溫差（根據(jù)有關(guān)理論，控制內(nèi)外溫差小于25度）和提高混凝土的抗拉強(qiáng)度是控制裂縫的有效措施，為了減小裂縫的生產(chǎn)，在胸墻施工中采取如下專項(xiàng)特殊措施21為確保前沿臨水面的外觀，在胸墻臨水面模板鋼板上安裝一層木板，再貼透水模板布，透水模板布的使用有效的減少了混凝土的通病，使混凝土更加致密，增強(qiáng)了其抗裂能力，同時(shí)，透水模板布還有一定的保水作用，可以在混凝土澆筑完成后至拆模期間，為混凝土養(yǎng)護(hù)提供一個(gè)良好的條件，減少干縮裂縫的產(chǎn)生。注意透水模板布在施工過程中的保護(hù)，一旦破損，效果大打折扣。22通過與設(shè)計(jì)溝通，在不改變配筋率的情況下，采用等截面代換的方法，將碼頭前沿25200水平鋼筋代換為1681，減小了水平鋼筋間距，增強(qiáng)了前沿混凝土抗裂能力。23嚴(yán)格控制控制砂、石料的質(zhì)量。含泥量、雜質(zhì)含量，選用篩沙機(jī)對即將使用的砂進(jìn)行篩分，同時(shí)在攪拌樓的料倉增加篩網(wǎng)，盡最大能力減小骨料雜質(zhì)對混凝土的影響；拌制混凝土的粗細(xì)骨料，在拌制前23天轉(zhuǎn)運(yùn)至遮陽棚中存放，使用冷卻機(jī)或加冰塊對混凝土拌合用水進(jìn)行冷卻，采用預(yù)先開機(jī)或投冰塊，基本能滿足攪拌用水接近0度，有效降低混凝土的入倉溫度。24為減少水化熱，適當(dāng)摻入洗干凈的塊石，塊石規(guī)格為2030CM，塊石間距約1020CM，摻量約1015，拋石均勻，嚴(yán)禁塊石集中或重疊。同時(shí)注意混凝土澆注過程的分層，分層厚度控制在30CM，便于混凝土的蒸發(fā)散熱且振搗密實(shí)?；炷潦褂瞄L凝緩凝劑，延長混凝土的凝結(jié)時(shí)間，減緩升溫過程，利于散熱及溫控。25為降低混凝土內(nèi)部溫度，減少溫差，采用埋設(shè)雙排冷卻水管（上下排布，鍍鋅水管直徑25MM，按照1米的縱橫間距，見附圖），管路在胸墻中全部聯(lián)通布置。冷卻水管設(shè)計(jì)進(jìn)、出兩個(gè)管頭。冷卻進(jìn)水采用自來水，溫度與環(huán)境溫度基本一致（略低），出水口處接水箱或直接用于頂面的養(yǎng)護(hù)（通過冷卻水管的水溫約40度，與表面溫度比較一致）。預(yù)設(shè)的溫度測點(diǎn)的砼溫度達(dá)到最高值，并回落23時(shí)，冷卻水立即停止，避免加速溫度的下降，但仍應(yīng)觀測是否出現(xiàn)溫度繼續(xù)上升，若上升可能超出內(nèi)外溫差25度或可能超出原來的最高溫，則應(yīng)繼續(xù)通水予以限制。降溫的過程需根據(jù)監(jiān)測控制好保溫，溫降控制在12度/天。468中交四航局二公司第八屆青年管理、技術(shù)論文發(fā)布交流會論文集1007403625示意比例圖號曰期漢班托塔港通用碼頭胸墻冷卻水管埋設(shè)斷面圖設(shè)計(jì)審核審批繪圖4800148033001000100010001000852,5100013501000已澆筑沉箱待澆胸墻18圖2混凝土內(nèi)冷卻水管布設(shè)斷面圖26混凝土澆筑過程中要逐漸減小坍落度，坍落度太大容易引起振搗后離析或面層砂漿聚集，導(dǎo)致面層龜裂，因此面層坍落度盡量?。ㄈ?CM），在澆筑的胸墻混凝土面四周用砂漿進(jìn)行加高，然后中間蓄水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。蓄水保養(yǎng)可確保面層的溫度在一定的控制范圍，避免淋水濕、干過程出現(xiàn)忽冷忽熱現(xiàn)象，同時(shí)保證養(yǎng)護(hù)均勻、到位。27混凝土表面（四周及頂面）均需要采用薄膜覆蓋保溫，減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，減小溫度梯度，延長散熱時(shí)間，土工布覆蓋防止暴曬。側(cè)面養(yǎng)護(hù)則在薄膜下布設(shè)針刺小孔的塑料軟管進(jìn)行通水養(yǎng)護(hù)（見下圖），保證混凝土表面的潤濕。圖3混凝土表面流水養(yǎng)護(hù)27為防止面層出現(xiàn)裂縫，在面層混凝土以下3CM增加5CM5CM的鋼筋網(wǎng)片，面層的配合比中加入聚丙烯纖維。3防裂措施效果469中交四航局二公司第八屆青年管理、技術(shù)論文發(fā)布交流會論文集31溫度控制效果在混凝土內(nèi)部布設(shè)如下溫度監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)典型施工段測溫點(diǎn)數(shù)據(jù)，繪制溫度變化曲線如下，監(jiān)測頻率為混凝土澆筑至測點(diǎn)處監(jiān)測一次；混凝土溫升階段及梯度較大的溫降（一般為澆筑完成后三天內(nèi)）階段每1小時(shí)監(jiān)測次；37天內(nèi)每2個(gè)小時(shí)監(jiān)測次；澆筑后第二周每4小時(shí)監(jiān)測一次，兩周后每日早、晚各一次；三周后停止觀測。監(jiān)測同時(shí)對當(dāng)時(shí)周圍大氣溫度進(jìn)行監(jiān)測。1007403625480014803300已澆筑沉箱現(xiàn)澆胸墻第一層現(xiàn)澆胸墻第二層電纜隧道17255355測點(diǎn)2測點(diǎn)1測點(diǎn)5255355測點(diǎn)4測點(diǎn)3245測點(diǎn)6圖4胸墻混凝土內(nèi)溫度檢測點(diǎn)布設(shè)示意圖0102030405060701112131415161718198118138172212252292360440時(shí)間/H溫度（）測點(diǎn)1測點(diǎn)2測點(diǎn)3測點(diǎn)4測點(diǎn)5測點(diǎn)6環(huán)境溫度圖5胸墻混凝土內(nèi)部溫度變化曲線根據(jù)溫度變化曲線可知混凝土的入模溫度基本控制在30以下，混凝土的溫升值較好的控制在了規(guī)范規(guī)定的50以內(nèi)，其中最高溫升值為41度，低于規(guī)范要求；混凝土的里470中交四航局二公司第八屆青年管理、技術(shù)論文發(fā)布交流會論文集表溫差基本控制在要求之內(nèi)，不大于25；混凝土的降溫速率除部分測點(diǎn)較大外，其他基本滿足溫控規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，不大于20/D；大部分時(shí)間段內(nèi)，混凝土表面和大氣溫度不大于20滿足規(guī)范要求。溫控措施的效果良好。32混凝土澆筑質(zhì)量及裂縫情況檢查結(jié)果為了驗(yàn)證專項(xiàng)施工措施的實(shí)施對混凝土澆筑質(zhì)量是否有所提高，在每段胸墻養(yǎng)護(hù)期滿后組織了對胸墻表觀質(zhì)量的檢查和裂縫情況的統(tǒng)計(jì)。在已澆筑完成的58段胸墻底層中，未發(fā)現(xiàn)貫穿裂縫，有部分段表面在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)出現(xiàn)了微、短裂縫（有小裂縫的段數(shù)約占一半）?？傮w來說，本次胸墻施工中溫控專項(xiàng)措施的實(shí)施取得了顯著的效果，基本避免貫穿裂縫的出現(xiàn)，減小了微、短裂縫產(chǎn)生的幾率，其產(chǎn)生的原因及措施仍有待研究。4結(jié)語41預(yù)防裂縫，在材料選用和配合比設(shè)計(jì)中要考慮其對混凝土裂縫產(chǎn)生的影響。42混凝土施工過程中應(yīng)做好冷卻和保溫措施。澆筑前注意材料的冷卻，澆筑后注意保溫及設(shè)法降低混凝土的內(nèi)外溫差，同時(shí)控制混凝土的溫升及溫將速率，減小溫度應(yīng)力的影響。43施工時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采取對應(yīng)的溫控措施，實(shí)時(shí)調(diào)整通水冷卻措