水库溢洪道工程大体积混凝土施工温度裂缝控制
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摘要:近年来，大体积混凝土的应用范围不断扩大，但大体积混凝土施工温度裂缝始终是难以解决的质量通病，因此，温度裂缝的控制成为了施工人员的技术难题。本文结合水库溢洪道大体积混凝土工程，介绍了大体积混凝土施工温度裂缝控制措施，防裂效果较为明显，其经验值得参考借鉴。
关键词:大体积混凝土；温度裂缝；配合比；水化热；温度控制
中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A文章编号：
随着我国社会经济建设步伐的不断加快，越来越多的建筑应用了大体积混凝土，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。大体积混凝土主要的特点就是体积大,一般实体最小尺寸大于或等于1m。它的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。因此，在大体积混凝土施工中合理控制混凝土温度，采取科学温度裂缝措施是减少温度裂缝和提高混凝土浇筑质量的关键因素。
1 工程概述
某水库控制流域面积3000km2，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖、供水等综合效益的大(1)型水利枢纽。本工程为1#溢洪道除险加固，采取保留老闸闸墩和底板，以老闸为施工围堰，紧邻老闸在下游另建新闸，新闸堰顶高程与老闸堰顶高程一致，均为170.5m。
2 施工重点及控制标准
本工程中闸墩及底板为大体积混凝土，而一般大体积混凝土结构尺寸比较大，水化热引起的内部温度比较高，所以施工过程中采取何种措施以控制由于温度过高造成内外温差过大产生的裂缝成为施工中的重点。针对本工程中大体积混凝土特点制定以下温控标准：一是混凝土入仓温度不宜>28℃，也不宜低于12℃；二是混凝土中心温度与表面温度之差应
3 施工温度裂缝控制
3.1 混凝土配合比设计
本工程中，闸墩及其底板均为大体积混凝土施工，必须尽可能减少水泥用量，降低水化热，以此标准确定混凝土施工配合比：①水泥选用普通硅酸盐P.O42.5水泥。②严格控制粗细骨料级配及含泥量：粗骨料为南召碎石，级配选用二级配，即粒径5～20mm(40%)、20～40mm(60%)，含泥量≯1%。细骨料采用当地中砂，细度模数为2.6，含泥量
表1 C25W6F150配合比表
由以上原料并根据实验确定水灰比为0.45，坍落度为40mm，砂率为34%。最终确定混凝土配合比参数见表1。
3.2 基础面开挖及处理
本工程中新建闸室段桩号：0+057.7～0+079.7，基础面出露岩性主要为下元古界花岗片麻岩，故采取机械破碎和爆破等方式进行开挖。基础开挖后，对基岩面的泥土、破碎岩块和松动块体进行清除，并排除积水，浇筑混凝土垫层后进行固结灌浆处理。
3.3 模板安装与拆除
闸墩墩身模板采用1.2m×1.5m的定型钢模板，钢面板厚4mm，模板之间夹2mm厚双面胶带以防止模板缝漏浆。模板组装时四周边肋采用螺栓连接，螺栓间距30cm。闸墩两侧模板采用对拉丝紧固，对拉丝用φ16钢筋加工，间距60cm×75cm，并通过“蝴蝶卡”与模板外侧钢管围檩、站筋连接。闸墩墩头模板依照设计圆弧半径由专业制造厂家制造，用80mm×10mm钢板作为纵横围檩，并采用锚固螺栓固定，以保证混凝土表面光滑平整，接缝严密，不漏浆。根据闸墩墩身模板每节高度，墩头模板制作成每节1.2m高圆弧燕尾形状。
模板具有足够的强度、刚度和稳定性。模板安装时按测量放样所提供的边线、中心线及高程点进行立模，在每次安装前用磨光机清除模板表面粘附的混凝土、锈蚀及其它杂物，使模板表面露出光泽。模板之间的接缝平整严密，以保证混凝土表面的平整度和密实性。
模板拆除时，混凝土必须达到一定强度，且混凝土的内外温差不能过大，采取先立的后拆、后立的先拆，先拆非承重模板、后拆承重模板，严格遵守从上而下的原则进行拆除。模板拆除后及时对混凝土表面进行养护处理，避免由于养护不当而造成混凝土表面产生裂缝。
3.4 闸墩及底板混凝土浇筑
1#溢洪道在老闸下游，紧邻老闸另建新闸，桩号为0+057.7～0+079.7，新闸闸孔与老闸闸孔相对应，共4孔，每孔净宽12m，闸室顺水流方向长22m，总宽63.2m，底板顶高程170.5m，底高程156.5m，中墩厚2.4m，边墩厚1.5m。
在浇筑过程中主要温度控制任务：一是降低混凝土的入仓温度；二是合理安排浇筑时间；三是加速混凝土散热。
本项目闸墩大体积混凝土施工主要是在冬末春初，温度正适宜浇筑，混凝土的入仓温度和浇筑时间较容易掌握在规定范围内，针对加速混凝土散热来说，采用低块薄层浇筑，增加散热面，采取循环铺料，使铺筑料有一定的散热时间。
图1 闸墩、闸底板混凝土浇筑分层布置图
混凝土闸室底板采取分层浇筑，每层浇筑厚度为2.4m，单层浇筑采用台阶法铺料，每层分8阶，每阶厚度0.3m，宽度2.75m，分6层浇筑完成，有效增加了散热面和散热时间。另外闸室部位浇筑采取了合理的分块，使大体积混凝土内部温度应力及约束有合理的分布，有效避免了贯穿裂缝和深层裂缝的产生。因此安排闸墩相应闸室底板分3层浇筑完成，即闸底板的第3层与闸墩的第一层，闸底板的第6层与闸墩第二层同时浇筑，具体分层见图1。层与层浇筑时间间隔一般为5～7d，且在浇筑下一层时对上层底面进行相应凿毛处理。整体采取分块跳仓浇筑。与此同时，闸墩在设计时采取了“金包银”的设计法案，在闸底板的中心部位采用了C15混凝土，有效降低了大体积混凝土中心的水泥用量，降低中心水化热，施工中严格按照设计图纸施工，以有效控制其内部水化热，见图2。
图2 闸墩“金包银”结构形式
混凝土拌制采用强制式拌和站集中拌制，拌合量1.5m3/盘，拌制时间90s。混凝土水平运输采用12m3混凝土搅拌车，水平运距600m，运输能力20m3/h，配置4台混凝土搅拌车，可保证混凝土浇筑强度。
闸墩混凝土入仓采用50t、25t汽车吊吊1m3吊罐和溜槽入仓。闸底板上游、中游混凝土采用串筒配合负压溜槽入仓，下游混凝土用1台25t和1台50t吊车吊1m3吊罐入仓。单层浇筑混凝土允许间歇时间按规范规定1.5h控制，混凝土浇筑强度不低于55.44m3/h。
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，快插慢拔，以免在混凝土中留下空隙。振捣深度到新浇混凝土底部以下5cm，时间为每次20～30s左右，并以混凝土表面不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准。振捣次序采用梅花型排列，避免振捣过度及漏振，振捣时应注意不要碰到模板、钢筋和预埋件。
混凝土浇筑完成后及时进行覆盖，用棉被或者泡沫板进行覆盖及洒水，保证混凝土内部温度与表面温度差在20℃以内。避免由于内外温差引起的裂缝。实测数据显示效果良好。
3.5 配筋与合理分缝
混凝土配筋对限制裂缝的产生也起一定作用，本工程闸墩及底板均配置一定数量的钢筋。在施工中设置合理的伸缩缝，施工缝不仅可以改善约束条件，缩小约束范围，而且可以利用浇筑块层面进行散热，降低混凝土内部温度。本工程中为了防止温升裂缝，每孔底板中部设置一道伸缩缝，缝宽20mm，用L-600底发泡塑料板填缝，并采用紫铜片止水。