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承台大体积混凝土施工专项技术方案
一、概述
设计中对大体积混凝土施工提出具体热控设计和相应的夏季施工措施。根据环境温度进行水化热计算，并在施工前进行相应的试验取得水化热资料，制定具体的施工方案。
对于大体积承台混凝土，为了控制混凝土的水化热，计划采用控制混凝土浇筑速度，并在混凝土中采取埋设冷却管、掺入粉煤灰或磨细矿粉降低和延迟混凝土水化时温峰值等措施。
二、施工难点及控制要点
大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，破坏了结构的整体性、耐久性，危害严重，必须加以控制。
大体积混凝土施工一次浇筑量大，施工时间短，这从原材料的供应、搅拌站混凝土的生产和供应、施工人员和管理人员的配备、施工现场的布置、各类机械设备的组织、施工工艺及现场的控制到后勤保障与一般混凝土的浇筑有很大的不同。为保证大体积混凝土质量，连续有序的浇筑完成，需要精心组织，认真实施，结合现场，及时调整。
1、承台结构尺寸大，灌筑方量大
2、墩身实心段及桥梁0号段长宽比大，约束度大，防裂难度高。
3、昼夜温差在10°C以上，不易控制大体积混凝土内表温差。
4、墩身实心段及桥梁0号段采用泵送混凝土施工，胶材用量高，水化热温升大，易产生温度裂缝。
5、大体积混凝土由于水化热作用，混凝土灌筑后将经历升温期、降温期和稳定期三个阶段，在这三个阶段中混凝土的体积亦随之伸缩，若各块混凝土体积变化受到约束就会产生温度应力，如果该应力超过混凝土的抗裂能力，混凝土就会开裂。所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，在一定范围内，就可避免出现裂缝。
三、施工方案
1、温控指标
1）混凝土温度控制的原则
① 控制混凝土灌筑温度；
② 尽量降低混凝土的升温、延缓最高温度出现时间；
③ 控制降温速率；
④ 降低混凝土中心、和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温之间的差值。温度控制的方法和制度需根据气温（季节）、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件确定。
2）根据本桥实际情况，制定如下温控标准
① 混凝土灌筑温度＜3cr；
② 混凝土最大内外温差＜20^；

③ 养护过程中，混凝土表面养护水温度与混凝土表面温度之差＜15°C；
④ 温峰过后混凝土缓慢降温，通过保温控制混凝土最大降温速率＜2C/d。
2、混凝土配合比设计和原材料选择
大体积混凝土配制应遵循如下原则：
选用低水化热和含碱量低的水泥，避免使用早强水泥和高C A含量的水泥;
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在满足混凝土强度要求的基础上降低单方混凝土中的胶凝材料及硅酸盐水泥用量；
使用性能优良的高效减水剂，尽量降低拌和水用量。
1）水泥品种选择和水泥用量控制
每1m3混凝土的水泥用量增减10kg,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1C,每1m3混凝土的水泥用量减少40〜70kg左右，则混凝土温度相应降低4〜7C。为减少水泥水化热和降低内外温差的办法是减少水泥用量，将水泥用量控制在3kg/m3以下。
2）掺加掺合料
混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求，从而改善了可泵性。同时，依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性Aiq、SiO2与水泥水化析出的CaO作用，
形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实度，从而改善了混凝土的后期强度。
特别重要的效果是掺加粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热，在1〜28d龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%,掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。
3）掺加外加剂
掺入适量的减水剂，不仅改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，可以由于其减水作用和分散作用，而且可以减少拌合水和水泥用量，从而降低水化热，延迟了水化热释放速度，推迟放热峰。因此，不但减少了温度应力，而且使初凝和终凝时间延缓3〜8h,降低了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
4 ）粗集料
选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。例如5〜40mm粒径可比5〜25mm粒径的碎石混凝土可减少用水量6〜8kg/m3，降低水泥用量15kg/m3,因而减少泌水、收缩和水化热。
要优先选用天然连续级配的粗集料、使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减少水化热。
5 ）细集料
选择级配良好的中砂。实践证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20〜25kg/m3,可降低水泥用量28〜35kg/m3,因而降低了水泥水化热、混凝土温升和收缩。
选用合理砂率，其砂率值较低流动性混凝土适当提高是必要的。但是砂率过大，不仅会影响混凝土的工作度和强度，而且能增大收缩和裂缝。
3、混凝土灌筑温度的控制
1）控制混凝土出机温度和灌筑温度
为了降低混凝土的总温升，减少大体积工程结构的内外温差，控制混凝土的出机温度和浇筑温度（不超过30D 也是一个重要措施。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度。最有效的方法是降低原料温度，混凝土中石子比热较小，但每1m3混凝土中石子所占重量最大，所以最有效的办法是降低石子温度。在气温较高时，为了防止太阳直接照射，在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料。必要时在搅拌混凝土中加冰块冷却。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。高温季节尽量选在温度较低时浇筑混凝土。
2）具体措施
① 水泥使用前要充分冷却，确保施工时水泥温度＜50^;
② 避免模板和新灌混凝土受阳光直射，入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温＜40。。为此，应合理安排工期；
③ 采用冷却系统对拌和水进行冷却或在拌和水中加冰；
④ 当气温高于入仓温度时，应加快运输和入仓速度，减少冷量损失；
⑤ 加大砂石料堆存高度（6〜8m以上），并采取遮阳措施，从靠近地表或地表以下取料；
⑥ 混凝土泵管外用草袋遮阳，并经常洒水降温；
⑦ 运输车采用遮阳隔热措施。
4、改进搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%,并进一步减少水化热和裂缝。
5、冷却水管的埋设及控制
1 ）布设冷却水管
用由42 x 2.5mm钢管在混凝土内布设冷却水管，管内冷却水保持一定的流速，使混凝土内部水化热均匀及时散出，以控制承台混凝土内外温差。承台冷却水管布设见图3-1。

图3-1承台大体积混凝土养护冷却水管布置图
2）冷却水管的使用及其控制
① 冷却水管使用前进行压水试验，防止管道漏水、阻水；冷却水管装好后不应在管上踩踏，防止接头部位损坏漏水；
② 混凝土灌筑到各层冷却水管标高后开始通水，通水量应达到40L/min，使流速达到0.65m/s以上，使管内产生紊流，温峰过后即停止通水;
③ 为防止上层混凝土灌筑后下层混凝土温度回升，下层混凝土采用二次通水冷却，通水时间根据测温结果确定；
④ 冷却水管进水温度越低，与混凝土温差越大，冷却效果越好，但过大的温差会在冷却管周围的混凝土中引起相当大的拉应力，所以通常将冷却水与混凝土之间的温差控制在20C以内；
⑤ 如果始终保持同一流向，冷却结束后，出端的混凝土温度将高于进端的混凝土温度。为了使冷却结束时，混凝土温度尽量均匀，在冷却过程中，应不断改变水流方向。宜每半天改变一次水流方向，尽可能压低各个断面上的水化热温升；
⑥ 冷却通水结束后，采用同标号水泥浆或砂浆封堵冷却水管。为避免钢筋锈蚀，应保证冷却水管进出割断处距混凝土表面大于7cm;
⑦ 为保证冷却水管的初期降温效果，项目部可根据现场实际情况，优化冷却水管的管路布置，合理选择水泵，并配备检修人员，以保证冷却系统正常工作。
6、内表温差控制
施工前需绘制测温点平面布置图，标上编号，并在现场挂编号标志，作详细记录并整理绘制温度曲线图，当各种温差达到18C时，须预警，达到22C时须报警。
当混凝土表面温度与养护水的温差超过20C时，即采取措施使温差降到10C左右。常温施工时混凝土终凝后立即覆盖塑料膜并洒水养护，当混凝土实测内部温差或内外温差接近20C时，须采取增加覆盖层等加强保温的措施。
混凝土养护期间的温度须符合下列规定：
1）混凝土内部温差（中心与表面下1mm或50mm处）不大于20°C。
2）混凝土的表面温度（表面以下1mm或50mm）与混凝土表面外50mm处的温度差不大于25C,对补偿收缩混凝土，允许介于30〜35C之间。
3）大体积混凝土降温速度不大于1.5C/d。
4）撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20C。
当实测温度不符合上述规定时则及时调整保温层或采取其他措施使其满足温度及温差的规定。
使用普通玻璃温度计测温，测温管端用软木塞封堵，只允许在放置或取出温度计时打开，温度计系线绳垂吊到管底。停留不小于3min后取出迅速查看温度。
7、混凝土养护
混凝土养护包括湿度和温度两个方面。
1）灌筑完毕后，靠近表面的水分由于蒸发急剧散失，不但影响混凝土表面强度的发展，还会引起干缩裂缝。因此，混凝土灌筑完毕12〜18h后开始养护。在炎热、干燥气候条件下还应提前养护，普通混凝土养护时间不少于14d,掺粉煤灰混凝土养护时间不少于21d。
2）表面混凝土养护采用覆盖湿麻袋或湿土工布养护并经常洒水使混凝土表面维持湿润状态，避免表面干湿交替。
3）承台采用蓄水养护混凝土时，混凝土表面在初凝后覆盖塑料薄膜，终凝后注水，蓄水深度不小于80mm,盛夏施工时采取降温拌制混凝土，并在混凝土终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。
4）在日平均温度高于+5C的自然条件下，混凝土灌筑完毕后，当混凝土表面收水并初凝后，尽快用浸水湿透的土工布覆盖。
5）环境气温较低时，大体积混凝土的保湿养护须结合保温措施同时进行。以保证混凝土表面湿润和芯部混凝土与表层混凝土温差小于20°C，避免由于混凝土表面失水干燥或温差过大而引起裂纹。养护用水的水温与混凝土表面的温差不得超过10C。
6）最初3d内，每隔2〜3h洒水一次，以后每日至少3次，保持混凝土处于足够的湿润状态，每日洒水次数，还须气温而定，气温低于+5C不得洒水，夏季干燥时，须特别注意混凝土的养护，防止混凝土表面水分急剧蒸发引起混凝土开裂。
8、混凝土灌筑
1）主墩承台混凝土分别分层浇筑。
2）混凝土的运输
混凝土在拌合站拌合好后，放入混凝土罐车运到墩位浇筑点，罐车在运输过程中边行走边缓慢地反向转动，保证混凝土在罐车内不沉积，在运到浇筑点后，加速反向转动罐车，以使混凝土在罐内充分搅拌均匀，然后通溜槽或混凝土输送泵放到浇筑位置。
3）混凝土灌筑方式
灌筑混凝土分层灌筑和振捣，保证混凝土密实度。一次灌筑厚度不超过30cm。分层灌筑时，为保证上下层之间连为一体，在下一灌筑层混凝土初凝前完成上一层混凝土灌筑。上下层同时灌筑时，上下层前后距离大于1.5m。采用斜向分层灌筑时，可按下图所示的灌筑顺序进行。在斜面上灌筑混凝土时，以

4混凝土的振捣
混凝土的振捣振动器安放在牢固的脚手架上，采用垂直振捣，插入深度为棒长的3/4，作用轴线相互平行避免漏振，振动棒难以插入钢筋密集部位时可倾斜振捣，但棒与水平面夹角不小于45°，不得将软轴插入到混凝土内部和使软轴折成硬弯。施工时需避免振动棒碰撞模板、钢筋、预埋件，振动棒与模板的距离需小于其作用半径的0.5倍。使用振动棒时，振动棒自然沉入混凝土内，切忌用力硬插，做到“快插慢拔”，振动棒插入混凝土后，需上下抽动，幅度为5〜10cm。以排除混凝土中的空气，振捣密实，每插点掌握好振捣时间，过短过长都不利，每点振捣时间一般为20〜30s，使用高频振动器时，不得小于10s，待混凝土表面呈现水平，不再沉落、不再出现气泡，表面泛出灰浆时，方可拔出振动棒，拔出宜慢，待振动棒端头即将露出混凝土表面时，再快速拔出振动棒，以免造成孔腔。振动器插点排列要均匀，可采用“行列式”或“交错式”按顺序移动，不得混用，以免造成混乱发生漏振。每次移动位置的距离需小于振动器作用半径（R）的1.5倍。当混凝土分层灌筑时，振捣上层混凝土时，要插入下一层混凝土中50mm左右，以消除两层混凝土的接缝。同时振捣上层混凝土需在下层混凝土初凝之前进行。见图3-3。
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交错式排列
行列式排列

图3-3插点排列图
9、作业组织
1）原料的运输和贮存
1号墩大体积承台基础施工混凝土浇筑量大，需要大量的水泥、砂、碎石、粉煤灰，混凝土主要由搅拌站供应。在浇筑大体积承台混凝土前组织运输车辆向搅拌站料场存满足够的砂、碎石、水泥、粉煤灰，根据浇筑进度同时向料场进料。
2）混凝土搅拌站
根据大体积承台混凝土一次连续浇筑时间长，安排搅拌站足够的人员每天24h连续作业，搅拌设备在浇筑混凝土前进行全面检修，保证在混凝土生产中设备的完好。
3）混凝土运输
运输道路在大体积承台混凝土浇筑前安排人员和机械设备进行养护，在混凝土浇筑时组织人员和机械对道路随时进行清理，临时指挥过往车辆，防止道路堵塞。施工安排六台混凝土罐车运输混凝土，同时另外安排两台混凝土罐车备用，在其它车辆出现故障时，立即投入使用。混凝土罐车在使用前需进行全面检修，保证混凝土罐车正常工作。
4）承台施工现场组织
1号墩大体积承台基础施工，安排两班制作业，绑扎钢筋每班安排10个钢筋工、模型施工每班安排10个木工支模。在承台四个边安排四个固定浇筑点，另外安排两个活动浇筑点，共安排六个浇筑点向承台灌筑混凝土，每个浇筑点各安排5个施工人员（2人捣固，2人放料，1人协调），配备3台插入式振捣器振捣。并在浇筑过程中配合木工值班，最后找平收光，每天派2人24 h对承台进行洒水养护。