1.工程概況

　　A11公路拓寬改建工程西吳淞江大橋，位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)西南部，西起同三立交東至A11公路2號機孔橋，全長1.188km，分南北集散車道設計，跨越西吳淞江，根據(jù)規(guī)劃Ⅲ級航道標準，跨徑布置80M＋140M＋80M，結(jié)構(gòu)形式三向預應力混凝土連續(xù)箱梁，截面為單箱單室直腹板結(jié)構(gòu)，主墩承臺為矩形，截面尺寸為15.0M×11.8M×3.5M，單根承臺混凝土620方，要求一次性完成混凝土澆注，不留施工縫，屬大體積混凝土。由于主墩承臺混凝土施工期間為6月份天氣較熱，施工期間環(huán)境溫度影響較大，特別是基坑鋼板樁圍堰，基礎底處于地面下9M左右，坑內(nèi)空氣流通較慢，加劇了混凝土表面溫度。

　　2.大體積混凝土溫度裂縫

　　混凝土結(jié)構(gòu)開裂原因：變形作用引起的裂縫和荷載作用引起的裂縫。根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料反映，由于變形引起的開裂占80%以上。這種變形作用包括溫度（水化熱，氣溫）濕度，地基變形，由于荷載引起的不足20%。在大體積混凝土澆筑初期，水泥的水化作用放出大量水化熱，但由于混凝土表面散熱條件好，因而溫度上升較少，而混凝土內(nèi)部由于散熱條件差，熱量散發(fā)少，內(nèi)部溫度上升較快，體積膨脹，導致形成溫度梯度，形成內(nèi)約束力，結(jié)果混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，在表面引起拉應力，當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會在混凝土表面出現(xiàn)裂縫。后期水泥水化熱基本釋放，混凝土內(nèi)部溫度逐漸降溫，引起混凝土冷卻收縮，再加上混凝土中多余水分蒸發(fā)等引起體積收縮變形，二者由于受到基礎或老混凝上的約束，導致溫度拉應力。當溫度應力超過混凝土抗拉強度時，會從約束面向上形成裂縫，如果溫度應力足夠大，可以形成貫穿結(jié)構(gòu)的整體裂縫，影響結(jié)構(gòu)整體使用。溫度控制、防止裂縫發(fā)展，是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中解決的難題，對此必須采取相關技術措施。

　　3.技術措施

　　針對該工程的實際情況，從材料優(yōu)選用，配合比優(yōu)化設計，混凝土澆筑方案，養(yǎng)護措施及測溫控制等多方面綜合措施進行溫度控制，以提高結(jié)構(gòu)抗裂性，避免引起內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)裂縫。

　　3.1原材料選擇及質(zhì)量要求

　　根據(jù)本工程特點選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，優(yōu)化混凝土配合比設計，增大骨料用量，減小砂、石中含泥量，以減小水泥和水用量，以降低混凝土水化熱。擬采用如下原材料：

　?。?）水泥

　　由于主墩承臺3.5M厚度，水泥在水化過程中產(chǎn)生大量熱量，聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不容易散發(fā)，使混凝土內(nèi)部溫度升高，因此在施工中選擇水化熱較低的水泥以及盡量減小單位水泥用量，有資料表明每減少單位用量10KG可降低溫度1℃，本工程結(jié)合實際及地方材料采用PO42.5等級水泥。

　　（2）粗、細集料

　　粗集料為5-31.5連續(xù)級配碎石。它比5-25mm碎石可減少用水量10KG，在相同水灰比情況下水泥減少20KG左右。采用中粗砂，細度模數(shù)為2.62、含泥量為1.1%，它比采用細砂每立方用水量減少20KG，相應減少水泥用量，降低混凝土水化熱，并防止混凝土干縮。

瀝青麻筋是有選有上等的麻筋，浸泡在技術人員研發(fā)的一款具有防腐性，瀝青為主要材料的添加劑里面的一款產(chǎn)品。麻筋具有質(zhì)地輕、強力大、防蟲防霉、靜電少、織物不易污染等特點。瀝青是由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物，是高黏度有機液體的一種，呈液態(tài)，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。瀝青是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。本產(chǎn)品主要用在伸縮縫、沉降縫等填縫材料。本產(chǎn)品施工非常方便，替代了原有的麻煩施工方法。我們一般是桶裝的，只需要采購后，取出來就可以使用。瀝青麻筋主要起防水、防雜物進入沉降縫內(nèi)的作用，在填塞過程中，應填塞密實、牢固，在材料選用上，要選用優(yōu)質(zhì)合格的材料，麻筋為新的未變質(zhì)的麻筋。

　　摻入的粉煤灰經(jīng)檢測細度、燒失量、需水量及三氧化硫含量均符合II級粉煤灰指標要求。粉煤灰不僅改善混凝土和易性，減小混凝土用水量，減小泌水和離析，提高混凝土強度，改變混凝土分子結(jié)構(gòu)組織，增加混凝土密實度，同時代部分水泥，降低了水泥用量，從而降低混凝土水化熱引起的溫度梯度，防止和減少溫度裂縫的產(chǎn)生。

　　摻量為膠凝材料重量的1.5%LH-3高效緩凝減水劑，一方面可延緩混凝土的凝結(jié)時間，它一方面可明顯延緩水泥水化熱釋放速度，凝結(jié)時間可延長8小時以上，推遲水化熱峰值出現(xiàn)，同時減水12%用水量，減小水泥用量，從而降低水化熱。

　　3.2混凝土配合比的確定

　　混凝土配合比設計采用絕對體積法。以基準混凝土配合比為基礎，按等稠度、等強度為原則。采用超量取代法，粉煤灰取代水泥百分率取13%，粉煤灰超代系數(shù)取1.2，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等體積的砂，根據(jù)所選材料通過試驗室試配確定配合比如下表：

　　摻入高效緩凝減水劑混凝土初凝為8小時，終凝為12小時，由于摻入粉煤灰改善混凝土和易性，減少泌水和坍落度損失，降低水化熱，有利于大體積混凝土施工。

　　3.3混凝土澆筑施工方案及工藝

　　由于主墩承臺為3.5M厚度和施工面積較大，混凝土澆筑采用斜坡分層的澆注方案，分層厚度按44cm厚左右，分8步澆注到頂，一個坡度，簿層澆筑，先深后淺，連續(xù)澆筑，這種方法能較好適應泵送施工工藝要求，同時控制好上下層混凝土覆蓋時間，在下層混凝土未初凝時進行上層混凝土澆筑，以避免混凝土冷縫出現(xiàn)?；炷琳駬v必須密實，在不同部位用5臺振動棒振搗，振搗棒快插慢拔，掌握正確振搗時間，做到不漏振不過振，提倡二次振搗。及時按標高刮平表面，用木抹子反復搓壓，使其表面密實，初凝前用木抹壓光，可以控制混凝土表面的龜裂，減少混凝土表面水分散失，促進混凝土養(yǎng)護。為防止混凝土在硬化過程中表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，要及時進行二次抹面，在初凝以后，終凝之前，再用泥刀壓光平整，使少量終凝前出現(xiàn)的失水沉降等塑性收縮裂紋得到消除。

　　3.4混凝土的養(yǎng)護

　　在表面施工完畢后，應加強對混凝土的保養(yǎng)，及時用塑料薄膜覆蓋混凝土表面，來封閉混凝土中多余拌和水，防止水分蒸發(fā)，以實現(xiàn)混凝土自身養(yǎng)護。終凝后覆蓋蓬布和草袋，蓬布和草袋的覆蓋層數(shù)應根據(jù)實測溫差情況及時進行增減，使混凝土內(nèi)外溫差小于25℃。做好混凝土的保溫和保濕，目的是減少混凝土表面熱擴散，延長散熱時間，減少混凝土表面溫度梯度，防止表面裂縫，保證溫度緩慢升降，充分發(fā)揮混凝土徐變特性，降低溫度收縮應力，混凝土灑水養(yǎng)護不小于14天。

　　3.5混凝土溫度的計算及測溫

　　3.5.1在大體積混凝土施工中，應充分考慮水泥水化熱問題，計算混凝土的溫度場溫度。（計算過程省略了，需要的話可以重發(fā)）根據(jù)計算混凝土內(nèi)部溫度得知，在混凝土澆筑后第三天混凝土內(nèi)部溫升為68.9℃，比室外溫度26.4℃高42.6℃。我們采取內(nèi)降、外部保溫法，外部保溫法通?？紤]增加保溫層的厚度，若保溫層厚度太厚以致不現(xiàn)實時，可考慮在混凝土內(nèi)部采取降溫法，埋置冷卻水管，其散熱效果明顯，目的是減少混凝土表面的熱擴散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。在該主墩承臺大體積混凝土內(nèi)部水平設置兩層循環(huán)“∈”型6分鐵水管6根，橫橋向水平間距2m.為使承臺中心水化熱能更有效地排出，兩層分開進水口，使進出水路徑縮短。根據(jù)承臺內(nèi)部溫度和出水口的水溫情況，通過控制閥對水循環(huán)進行調(diào)節(jié)，控制承臺混凝土溫度與外界溫差在25℃以內(nèi)。

　　3.5.2對大體積混凝土應及時掌握混凝土溫度變化規(guī)律，首先安裝測溫監(jiān)控點，在澆筑混凝土前進行埋設，在有代表性地方共設3處，每處設上中下3點，下點在底板向上20cm，上點在頂板向下20cm，中間點，對每處每點進行編號，對溫度測溫線綁扎在鋼筋骨架上，溫度傳感探頭避免接觸鋼筋。為了便于操作和防潮濕，將露在外面的導線和插頭用塑料袋包裹好，測溫時將測溫線插頭插入主機插座中，按下電源開關，主機顯示屏可顯示測點溫度，注意插頭有正負極，該儀器可讀出該處最大、最小、平均值。由專人按一定時間間隔使用數(shù)字式電子測溫儀進行測溫監(jiān)控，混凝土澆筑后1～5d每2h測一次，第6～10d每4h測一次，同時測出基坑大氣溫度及覆蓋物下溫度，進出水口的水溫。對各處各點溫度進行記錄并進行分析，決定采取對混凝土內(nèi)降、還是外部保溫法措施?，F(xiàn)列澆筑后4d各處各點每天觀測的平均值見下表：

　　從測溫記錄來看，混凝土中心與表面溫度升降基本同步，中心最高溫度出現(xiàn)在澆筑混凝土后第3d，最高溫度為58.8℃，，基坑環(huán)境溫度最大為27.9℃，承臺混凝土中心與覆蓋物下之間溫差最大為17.4℃，覆蓋物下與基坑環(huán)境溫差最大為13.5℃，均控制在25之內(nèi)，有效控制了溫差梯度，符合《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTJ041-2000，混凝土表面和內(nèi)部溫差“不超過25℃為宜”的要求。

　　4結(jié)論

　　大體積承臺混凝土施工，采用多種措施進行溫度控制，避免出現(xiàn)溫度裂縫，通過檢查，混凝土內(nèi)實外光，質(zhì)量良好，未發(fā)現(xiàn)無任何有害裂紋出現(xiàn)，以上溫控措施是成功有效的。