船闸大体积混凝土施工

　　航电枢纽主要由船闸、泄洪闸、电站、土坝、坝顶公路桥、连接线公路及生产生活辅助设施等建筑物组成。船闸作为枢纽的一部分，左侧紧邻泄洪闸、右侧与岸相接，为Ⅲ级通航建筑物。船闸由上闸首(Ⅰ级水工建筑物)，下闸首、闸室(Ⅱ级水工建筑物),上下游导航墙、上下游靠船墩、上下游隔流堤(Ⅲ级水工建筑物)及临时工程(Ⅳ级水工建筑物)等组成。

　　1大体积混凝土的设计构造要求

　　(1)根据大体积混凝土工程施工的特点，大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外，宜符合下列要求[1]：

　　a.基础混凝土的强度等级宜在C20～C40的范围内选用;

　　b.基础的配筋除应满足基础承载力及构造要求外，还应结合大体积混凝土的施工方法(整体浇筑或分层浇筑，泵送混凝土浇筑或非泵送混凝土浇筑等)增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制温度裂缝开展的钢筋，以构造钢筋控制裂缝;

　　c.当基础设置于岩石类地基上时、宜在混凝土垫层上设置滑动层，滑动层构造可采用一毡二油，或采用一毡一油;

　　d.大块式基础及其他筏式、箱体基础不宜设置永久变形缝(沉降缝、温度伸缩缝)及竖向施工缝。

　　(2)大体积混凝土工程的模板宜采用木模板或钢木混合模板。钢模板对保温不利，应根据温控要求采取保温措施。木模板可作为保温材料使用。

　　(3)大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标，制订温控施工的技术措施。其目的是为了确定温控指标及制定温控施工的技术措施，以防止或控制有害温度裂缝的发生，确保工程质量。

　　2大体积混凝土施工控制措施

　　2.1合理选择原材料

　　根据工程要求选择合适的水泥、碎石和砂子，同时要减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土升温，并可减少混泥土的收缩，控制了混凝土结构裂缝的产生。为了满足和易性，减缓水泥早期水化热，推迟并降低温度峰值，同时为满足抗冻抗渗要求，采用高效引气型减水剂。

　　2.2优化混凝土配合比设计

　　在设计混凝土配合比时，要尽量利用混凝土60d或70d的后期强度，以减少水泥用量和水化热的产生[2]。但要注意，混泥土配合比，一般要求水泥用量不宜过小，严禁现场随意加水增大坍落度。为减少水泥用量，降低水化热，减少混凝土收缩，延缓混凝土初凝时间，改善和易性，混凝土配制采用三掺技术。

　　2.3采用合理的浇筑工艺

　　大体积混凝土一般采用斜面分层浇筑，选定合理的浇筑坡度和每层的浇筑厚度。混凝土摊铺长度以上层混凝土浇筑时下层混凝土未初凝为准。为了防止混凝土表面因砂浆过多出现干缩裂缝，浇筑完的混凝土表面应加一层洁净石子，并增加压面的数量。值得注意的是，混凝土表面的泌水要及时排除。另外，采用二次振捣，可以增加混凝土表面密实度，减少可能出现的裂缝。控制好混凝土的坍落度和入模温度!并加强混凝土的振捣，确保混凝土的连续浇注。

　　2.4大体积混凝土保温养护措施

　　混凝土浇注完毕，开始3d采用两层草袋和1层塑料薄膜进行覆盖养护，并适当地洒些水在草袋上，水量以始终保持混凝土表面湿润为宜。塑料薄膜在顶层可以防止水分蒸发和热量散失，在混凝土浇注后第3d，通过测温发现混凝土开始降温时，采用蒸气保温养护。混凝土表面温度一般保持在20℃左右，则混凝土内表温差为25℃左右，满足温差控制要求。并且通过蒸气保温养护可以提高混凝土早期强度，增强结构对混凝土收缩的抵抗!有效防止收缩裂缝的出现。

　　2.5混凝土模板的拆除

　　当混凝土冷却到其内部温度与室外最低温差小于25℃后，方可拆除模板和保温层。拆模后，当混凝土与外界温差大于25℃时，混凝土表面应临时覆盖保温材料，使其缓慢冷却。

　　3施工阶段裂缝的控制

　　3.1产生裂缝的原因分析

　　大体积混凝土施工易产生裂缝，产生裂缝有多方面原因，如约束情况，周围环境湿度，混凝土的均匀性，分段是否妥当，结构形式等，都可能引起大体积混凝土的裂缝。对于大体积混凝土而言，由于其截面尺寸较大，外荷载或次应力引起的裂缝可能性很小。但正由于结构截面大，水泥水化时所释放的热量就会产生较大的温度变化和收缩作用，由此造成的温度梯度收缩应力是导致大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

　　3.2大体积混凝土裂缝分类

　　这种裂缝分为两类[3]：1)表面裂缝：大体积混凝土由于其内部与表面散热速率不一样，在其表面形成温度梯度，从而表面产生拉应力，内部产生压应力。而此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低当温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。2)贯穿裂缝：混凝土浇筑数天后，水化热基本已释放，开始进入降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。

　　这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，当此拉应力超过混凝土此时的抗拉强度，混凝土整个截面就可能产生贯穿裂缝，这种收缩裂缝才是危害最大的裂缝。

　　3.2补救措施

　　混凝土中的水泥在硬化过程中要放出大量的水化热，明显地提高了混凝土的内部温度，可引起混凝土的温度裂缝。当混凝土初凝时，在混凝土表面浇水养护，水量随混凝土强度增长逐渐加大;混凝土终凝时，表面宜蓄水养护，养护时间约需3d，浇水养护仍需14d，大体积混凝土适当延长可到28d。这些裂缝的危害非常大，应及时采取补救措施，防止裂缝逐渐扩大贯通。对混凝土的自然断开面小心轻凿，凿去松动的混凝土，露出粗骨料的50%，用气囊吹净表面，然后用清水冲洗，在上面重新浇筑混凝土。

　　4注意事项

　　4.1原材料质量控制及外加剂的使用

　　1)降低混凝土用水量，严格控制水灰比，或加减水剂保持水灰比不变，满足其流动性、保水性，从而避免分层收缩裂缝的产生。

　　2)骨料的质量控制，细骨料尽量用干净的中粗砂[4]。粗骨料采用5~80mm颗粒级配的石子，含泥量控制在1.5%以下，可降低水化热,收缩变形也小。

　　3)掺粉煤灰可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可节约水泥，降低水化热。加适量的减水剂，也可减少拌和用水及节约水泥，从而降低水化热。

　　4.2控制混凝土的出机温度和浇筑时温度

　　混凝土出机温度影响大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。在气温较高时，砂石堆应设遮阳棚，并喷冷水降温。拌和用水可加冰，使水温度控制在5℃，混凝土出机温度应控制在18~20℃为宜。此外，应调整施工时间，尽量选择低温及夜间施工;考虑到冷量损失在浇筑过程中影响较大，因此要加快运输，缩短浇筑时间。

　　5结语

　　随着水运工程建设的快速发展，人们对其施工工艺提出了越来越高的要求，而大体积混凝土施工对水运工程将越来越普遍。有关资料现已通过工程实践，介绍了船闸工程大体积混凝土施工的控制方法，为类似工程的施工提供借鉴，但还有待不断完善。

　　参考文献

　　[1]曾建国，大体积混凝土施工控制措施初探[J].施工技术，2006，06;

　　[2]夏正武，大体积混凝土施工技术的浅探[J].科技创新导报，2009，08;

　　[3]孟翔鹏，付凤俊等，船闸大体积混凝土施工技术[J].水运工程，2008，05;

　　[4]韩守信，李佳等，万年闸枢纽船闸工程大体积混凝土的施工[J].2000，06;