马润辉
（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300300）
摘 要：文章从混凝土结构裂缝现象以及裂缝产生的原因入手，对超大体积薄壁渡槽混凝土结构温度裂缝的施工控制措施进行论述，指出混凝土结构裂缝对混凝土结构的质量与性能有着重要影响，严格按照混凝土施工要求和施工技术标准加以施工，切实保证超大体积薄壁渡槽混凝土结构的施工质量。
关键词：超大体积薄壁渡槽；混凝土结构；温度裂缝；控制措施
南水北调中线一期总干渠漳河北～古运河南中线建管局直管工程牤牛河南支渡槽地处河北省邯郸市磁县白村东北牤牛河上，属暖温带大陆性季风气候区，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。为总干渠跨牤牛河南支河道重要大型跨河输水建筑物。渡槽槽身为三槽一联带拉杆三向预应力钢筋混凝土梁式矩形槽，共分8跨，单跨长30m （30m跨单槽断面尺寸为7.0m×6.5m，边墙厚0.6m，中墙厚0.7m），全长240m，槽身宽度24.3m。各跨槽身两端设置后浇带，宽0.58m。渡槽槽身混凝土标号等级C50W8F200，为超大体积薄壁高标号预应力混凝土结构。牤牛河南支渡槽槽身断面如图1所示。
图1 牤牛河南支渡槽槽身断面图
温度裂缝主要产生在大体积和高标号混凝土结构表面。牤牛河南支渡槽为超大体积薄壁预应力高标号混凝土结构，结构截面大，水泥用量多，外露可散热的表面面积小，浇注后由于水泥水化热作用，混凝土内部聚集大量水化热不易散发，外部则散热较快，由于混凝内部与外表面温差的存在（内高外低），使得混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，当外部拉应力大于相应龄期混凝土抗拉强度，混凝土就容易产生裂缝。
遇外界环境温度骤降，如果混凝土表面温度随之下降，将使混凝土表面产生收缩，受内部混凝土的约束，混凝土表面产生拉应力，外部拉应力大于相应龄期混凝土抗拉强度而产生裂缝，这种裂缝浅表性裂缝居多。
另外，渡槽槽身混凝土分两期浇筑，第一期浇筑分仓处为槽身八字角以上60cm，第二期浇筑为槽身八字角60cm以上部分。存在下层老混凝土对上层新浇混凝土的约束，当二期侧墙混凝土由浇筑后最高温度下降时，受一期混凝土约束，对新老混凝土结合面二期墙体产生拉应力，当约束产生的拉应力大于相应龄期混凝土抗拉强度时，混凝土会产生由内向外的贯穿性裂缝。
贯穿裂缝和深层裂缝会引起钢筋锈蚀，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力，还会缩短建筑物的使用寿命，甚至使局部或整体结构发生破坏的可能，严重影响工程的质量和通水运行安全。
渡槽槽身施工时间为2011年7月～2012年11月，混凝土施工工期跨越冬季、夏季，季节跨度大，温度跨度大。根据以上温度裂缝产生的原因分析，在渡槽施工时主要采取了以下应对措施：
3.1 混凝土配合比控制措施
使用水化热较低的水泥，尽量选用低热或中热水泥，本工程位于北方寒冷地区，混凝土强度高且处在水位升降范围，根据常用水泥特性，优选普通硅酸盐水泥。尽量减少单位水泥用量，降低水化热，减少水泥用量采取下列措施：
改善骨料级配。砂、石骨料用量约占混凝土质量的70%，在混凝土中形成骨架结构，选用质量优良、级配合理的砂石骨料对保证混凝土质量、降低水泥用量非常重要。根据对附近料场取样检验确定，本工程细骨料为白马河砂场优质天然砂，粗骨料为官滩沟料场人工碎石。
掺合粉煤灰。在混凝土中掺入优质粉煤灰后，不仅可代替水泥用量，而且能显著改善混凝土的和易性，提高混凝土密实性，增强混凝土的耐久性。经取样试验确定采用码头电厂粉煤灰。
同时混凝土配合比中掺入大于1.0kg/m3纤维素纤维，提高槽身抗裂性能；加入GK-3000高效减水剂、GK-9引气剂提高混凝土和易性；降低水胶比，本工程混凝土水胶比为0.3。
3.2 混凝土搅拌与运输过程控制措施
高温季节，为防止阳光直接照射，砂、石料堆设遮阳棚并喷冷水降温，搅拌前采用冷却塔对搅拌用水进行预先冷却。低温季节，骨料堆采用覆盖彩条布加一层棉被的方式进行保温，搅拌前采用小型锅炉对搅拌用水进行预先加热。低温季节搅拌投料顺序为先投入骨料和粉状外加剂，干拌均匀再加水，待搅拌一定时间后再投入水泥拌合均匀，搅拌时间适当延长。通过以上措施，确保夏季混凝土出机温度不大于27℃，低温季节出机温度不小于10℃。运输过程中对混凝土搅拌车加强保温覆盖措施，防止夏季混凝土吸热升温过快和冬季混凝土受冻。确保混凝土夏季入模温度最高不超过28℃，低温季节入模温度不低于5℃。
3.3 混凝土浇筑过程温度控制措施
通过对槽身混凝土温度及应力分析研究确定，内部设预埋冷水管通冷水，减小混凝土内部最高温度和内外温差。每个纵梁和隔墙（一期混凝土）布置两根冷却水管在隔墙的中部避开预应力筋位置，采用内径 34mm钢管，壁厚3.0mm，水管从一期墙面顶向下50cm布置第一层，再向下每隔50cm布置一道，共两道。为控制上、下层温差，消减上层新浇混凝土的温度应力，第二期混凝土浇筑的间歇时间在一期混凝土终凝后、10天以内。每个二期隔墙中部埋设冷却水管，采用内径 48mm、壁厚3.0mm钢管，水管从新老混凝土结合面向上30cm布置第一层，再向上每隔50cm布置一道，共五道。隔墙冷却水管布置如图2所示，纵梁内冷水管布置如图3所示。次通水方向。
为了减少混凝土内部与混凝土外表面温差和混凝土与环境温差，混凝土浇筑前钢模板外贴聚乙烯苯板（冬季5.0cm、夏季2.0cm）。高温时，浇筑作业安排在夜间进行，浇筑时段为下午5：00至第二天9：30。低温时，选择在白天等气温较高的时段进行，冬季搭设暖棚，控制浇筑环境温度不低于5℃。浇筑过程分段（以后浇带为界限）、分层（每次30～50cm）进行，使混凝土在浇
图2 渡槽隔墙上层混凝土冷却水管布置示意图
图3 渡槽纵梁混凝土冷却水管布置示意图
施工现场设置30m3的冷水池，施工前从深机井向冷水池注水，机井抽取的水温约15℃左右。因混凝土水泥水化热在前期发热速度快，发热量高，在浇筑混凝土前进行通水，利用水管通水达到削峰的效果。混凝土浇筑同时在中心部位安装温度传感器，如图4所示，通过读数仪，如图5所示，随时监测混凝土内部温度，再通过调节冷却通水流速控制内外温差不超过15℃，同时降温速度不得大于规范规定。冷却通水时间为3天，每12h调换一筑过程中均匀上升，以利于散热和减小约束。
图4 JMT-36b型温度传感器
图5 JMZX-300X综合读数仪
3.4 混凝土养护与拆模过程控制措施
混凝土浇筑完成初凝后对外漏混凝土面及时覆盖，加强早期养护，提高混凝土早期抗拉强度和弹性模量。同时根据季节的变化合理安排养护措施，在夏季加强混凝土表面洒水养护的保湿工作，确保混凝土表面处于充分的湿润状态在两周以上时间，养护水的温度控制在不低于混凝土表面温度15℃。在冬季，混凝土的养护以保温为主，采用搭设暖棚及表面覆盖棉被的方式。混凝土养护时间不少于28天。
混凝土拆模，拆模时间除满足强度要求外，同时确保混凝土拆模时表面与外界空气温差不大于15℃，避免混凝土与空气接触时降温过快而产生表面裂缝。本工程拆模时间在高温季节3天以后，其它季节6天以后且选择在空气温度较高的白天拆模，拆模完成后及时涂刷养护剂并覆盖保温。
温度裂缝对建筑物质量的影响巨大，如果在混凝土施工中采取的温度控制措施不当，就很可能产生温度裂缝。因此在超大体积薄壁预应力混凝土施工前，科学分析裂缝产生原因，结合现场实际情况，在计算混凝土配合比、搅拌及运输、浇筑作业、养护及拆模等各个环节制定相应防治措施，严格控制混凝土施工工艺，切实保障混凝土结构构件的施工质量。
中图分类号：TU378
文献标志码：A
文章编号：2096-2789（2017）01-0135-02
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