中交四航局二公司第八屆青年管理、技術論文發(fā)布交流會論文集有約束大體積混凝土溫度裂縫預防實例鄭玉河曹興偉（中交四航局二公司斯里蘭卡漢班托塔港發(fā)展項目一期工程項目部廣東廣州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雜。本文針對斯里蘭卡項目部胸墻施工，采取相應的施工控裂措施，并對混凝土裂縫原因進行分析，不斷總結，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。關鍵詞大體積混凝土裂縫溫度應力水化熱控裂措施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部與外部之間、新澆筑的混凝土與底部剛性結構之間，溫差導致的伸縮與約束伸縮之間的作用力引起裂縫。混凝土裂縫不僅影響構件的美觀，同時對混凝土的耐久性也有很大影響，對鋼筋混凝土結構來說，裂縫的存在還會加速內部鋼筋的銹蝕。因此，在施工中采取有效措施控制混凝土裂縫有其深遠的意義。斯里蘭卡HAMBANTOTA一期工程共分3個碼頭，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、技術論文發(fā)布交流會論文集本工程混凝土設計強度為C35，28天抗氯離子電通量需小于2000庫侖。當?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；細骨料采用粗砂和細砂按照12的比例通過篩砂機混合后，使細度模數(shù)和級配滿足中砂要求的范圍；外加劑采用質量穩(wěn)定，對原材料適應性強的萘系緩凝減水劑。通過實驗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裂縫防治專項措施控制溫差（根據(jù)有關理論，控制內外溫差小于25度）和提高混凝土的抗拉強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，增強了其抗裂能力，同時，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)護提供一個良好的條件，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，一旦破損，效果大打折扣。22通過與設計溝通，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，增強了前沿混凝土抗裂能力。23嚴格控制控制砂、石料的質量。含泥量、雜質含量，選用篩沙機對即將使用的砂進行篩分，同時在攪拌樓的料倉增加篩網(wǎng)，盡最大能力減小骨料雜質對混凝土的影響；拌制混凝土的粗細骨料，在拌制前23天轉運至遮陽棚中存放，使用冷卻機或加冰塊對混凝土拌合用水進行冷卻，采用預先開機或投冰塊，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，嚴禁塊石集中或重疊。同時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?；炷潦褂瞄L凝緩凝劑，延長混凝土的凝結時間，減緩升溫過程，利于散熱及溫控。25為降低混凝土內部溫度，減少溫差，采用埋設雙排冷卻水管（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。冷卻水管設計進、出兩個管頭。冷卻進水采用自來水，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（通過冷卻水管的水溫約40度，與表面溫度比較一致）。預設的溫度測點的砼溫度達到最高值，并回落23時，冷卻水立即停止，避免加速溫度的下降，但仍應觀測是否出現(xiàn)溫度繼續(xù)上升，若上升可能超出內外溫差25度或可能超出原來的最高溫，則應繼續(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斷面圖設計審核審批繪圖4800148033001000100010001000852,5100013501000已澆筑沉箱待澆胸墻18圖2混凝土內冷卻水管布設斷面圖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，導致面層龜裂，因此面層坍落度盡量小（如5CM），在澆筑的胸墻混凝土面四周用砂漿進行加高，然后中間蓄水進行養(yǎng)護。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，同時保證養(yǎng)護均勻、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散，減小溫度梯度，延長散熱時間，土工布覆蓋防止暴曬。側面養(yǎng)護則在薄膜下布設針刺小孔的塑料軟管進行通水養(yǎng)護（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、技術論文發(fā)布交流會論文集31溫度控制效果在混凝土內部布設如下溫度監(jiān)測點，根據(jù)典型施工段測溫點數(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）階段每1小時監(jiān)測次；37天內每2個小時監(jiān)測次；澆筑后第二周每4小時監(jiān)測一次，兩周后每日早、晚各一次；三周后停止觀測。監(jiān)測同時對當時周圍大氣溫度進行監(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2測點1測點5255355測點4測點3245測點6圖4胸墻混凝土內溫度檢測點布設示意圖0102030405060701112131415161718198118138172212252292360440時間/H溫度（）測點1測點2測點3測點4測點5測點6環(huán)境溫度圖5胸墻混凝土內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，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、技術論文發(fā)布交流會論文集表溫差基本控制在要求之內，不大于25；混凝土的降溫速率除部分測點較大外，其他基本滿足溫控規(guī)范標準要求，不大于20/D；大部分時間段內，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混凝土澆筑質量及裂縫情況檢查結果為了驗證專項施工措施的實施對混凝土澆筑質量是否有所提高，在每段胸墻養(yǎng)護期滿后組織了對胸墻表觀質量的檢查和裂縫情況的統(tǒng)計。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)護期內出現(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措施的實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結語41預防裂縫，在材料選用和配合比設計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法降低混凝土的內外溫差，同時控制混凝土的溫升及溫將速率，減小溫度應力的影響。43施工時應根據(jù)現(xiàn)場實測的溫度數(shù)據(jù)進行分析，并采取對應的溫控措施，實時調整通水冷卻措