高铁大体积混凝土施工工艺及控制要点

高铁大体积混凝土施工工艺及控制要点

作者：吕世杰

来源：《建筑工程技术与设计》2015年第07期

【摘要】以我沪昆高铁六标段二工区桥梁承台墩身等大体积混凝土施工为例，总结对大体积混凝土配合比设计和施工方法进行探讨。 【关键词】大体积混凝土；裂缝；预防；控制 1、前言

如何控制高铁桥梁基础大体积混凝土的干缩裂缝、温度裂缝、内部毛细孔裂缝，如何保证连续浇筑无裂纹、无冷缝、无渗漏，确保基础的整体性，达到设计强度整体美观的效果，是目前基础大体积砼施工的关键与难点。 2、工程概况

新建杭州至长沙铁路客运专线（江西段）站前工程HKJX-6标段二工区，位于江西省境内，线路起讫里程DK659+235～DK679+177.18，途径高安市、上高县、新余市渝水区。线路包括特大桥6座，全长15943.08m；大桥2座，全长468.98m；隧道3座，全长1312.27m；路基9段，全长1892.88m；涵洞7座，全长133.06m；标段全长19617.214m，线路设计标准为双线350Km/h动车组。承台为矩形，混凝土方量均在100m3上下，承台最大方量为廖家一号特大桥82#墩，设计方量242m3；桥台为双线矩形空心桥台；墩身主要为圆端型实体桥墩，墩高3m～20.5m，最大砼方量270m3。 3、大体积混凝土施工 3.1.总体施工

综合考虑现场施工条件、拌合站施工能力、混凝土运输速度、劳力配备、材料供应、水泥、砂石料等材料存放场地、天气、温度裂缝控制等多方面因素，浇筑大体积混凝土应沿高度均匀分段、分层浇筑，分段数目宜减少，每段混凝土厚度应为1.5～2.0m。当采用分段浇筑时，竖向施工缝应设置模板。上、下两邻层中的竖向施工缝应互相错开。 3.2.大体积砼温控防裂措施

控制混凝土内外温差及收缩至关重要，因此应做好如下温控防裂措施：选用低水化热水泥；优化配合比，减小坍落度，最大限度降低水泥用量（采用“双掺”技术）；降低拌合物温

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度；控制混凝土出机、入模温度；延缓混凝土终凝时间；埋设循环冷却水管减缓内部温升速度；覆盖蓄热养护减缓混凝土表面降温速率等。 4、大体积混凝土施工准备 4.1.混凝土理论配合比选用

配合比选用原则：保证强度的前提下，尽量减少水泥用量，降低水化热；减小水灰比，提高混凝土极限抗拉强度，减小混凝土收缩；采用“双掺”技术，增大粉煤灰用量，改善混凝土和易性、可泵性；尽量选用粒径较大、级配良好的石子，其针、片状颗粒应不大于15%（重量比），含泥量小于1%，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性；选用中粗砂，含泥量小于2%；适当延长初凝时间。 4.2.温控标准

混凝土中心温度与表面温度的差值不得超过20℃；

冷却管之间混凝土最高温度与冷却水温度的差值不得超过20℃； 混凝土最大水化热温升不超过30℃； 混凝土降温速度不宜大于1.5℃/天； 温度陡降不应超过10℃。 5、技术措施 5.1.承台施工

混凝土浇筑前预埋冷却管、JMT-36型智能温度传感器。 5.1.1.冷却管及其布置

冷却管布置原则：保证各层冷却管能独立通水，且拆模不影响通水；每层要分2根独立管道，以缩短冷却管路径，使混凝土降温均匀。 5.1.2.冷却管使用及控制

每层冷却管安装完毕后，要进行试通水，防止管道漏水、堵塞。混凝土自灌筑时起，冷却管内部立即灌入冷却水，通水流速、流量根据测温数据随时调整，混凝土浇筑达28天后对管

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道进行压浆处理，水泥净浆水灰比为1：0.5，注浆压力不小于0.5Mpa，持荷时间不小于2分钟，浆液中掺加适量膨胀剂（试验确定）。

冷却管在使用前通气或通水进行密闭性试验，防止管道在焊接接头位置处漏水或阻塞，在混凝土浇筑过程中也要进行通水检查。 5.1.3.混凝土拌制

混凝土由各个分部拌合站集中供应。 5.1.4.混凝土运输

各分部拌合站基本位于各管段的中间位置，混凝土运输车考虑5台，其中1台为备用，能保证混凝土连续浇筑的需要。 5.1.5.混凝土浇筑

及时掌握天气情况，承台混凝土浇筑宜选择阴天或温差较小的时段进行浇筑，不宜选择大风或雨天进行浇筑，风吹易造成砼表面干裂；雨淋则无法确保砼的初凝。承台一次连续浇筑完成，采用分层浇筑方法。插入式振捣器振捣时，与侧模应保持5～10cm距离，避开预埋件或智能温度传感器10～15cm，插入下层混凝土5～10cm；对每部位必须振捣至砼不再沉落、不出现气泡，表面呈现浮浆为度。 5.1.6.表面处理

浇筑完砼待初凝后，并用凿具进行凿毛处理，至露出新鲜石子，以确保与墩身砼连接密实。

5.1.7.混凝土养护

采用“内降、外保”措施进行控温养护。“内降”采用循环冷却水管，即尽快排出混凝土内部热量，降低混凝土内部温度；“外保”采取蓄热保温措施，即在混凝土表面采取保温措施，控制混凝土内外温差及表面与空气温差，避免出现贯穿裂缝和表面裂缝。 5.1.8.温度监控办法 5.1.8.1.温控目标

根据监测结果及时调整施工方法、养护措施，保证混凝土内外温差及降温速率均满足验标要求，防止表面裂缝及贯穿性裂缝的产生，最终确保混凝土实体质量。

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5.1.8.2.温控项目

温度是直接关系整个混凝土承台质量的关键。为了客观反映混凝土温度状况，进行原材料温度、出机温度、入模（浇筑）温度、外界温度、砼表面及内部温度等6个项目的测试，便于及时调整温控措施。 5.1.8.3.测温频率

测温：混凝土浇筑完成后，通过预埋测温片，测得混凝土内部的温度，外部温度由酒精温度计测量。在混凝土浇筑完成后要定期测量温度为避免温度计在取出时温度急剧下降造成读数不准，测温时由工区派专人负责，工区设立专门的大体积混凝土施工质量检查小组，对现场的施工检测情况进行不定期检查。 5.2.墩（台）身施工

5.2.1.混凝土内降外保养护措施

（1）在混凝土灌筑前布设管径为48mm的薄壁钢管作为冷却水管，布设的原则为：具体做法是用φ48钢管制作成U型半封闭结构、上下连通，层间距1～1.5m为宜，距基础顶、墩顶距离不大于1m。

（2）冷却管出水口的温度是随着混凝土内部的温度提高而提高，要保证管内水的温度低于混凝土的温度保持在≤20℃，则应在出水口处设开关调整出水水流速度来控制管内水的温度。

（3）在模板外裹一层土工布和一层厚塑料布包裹保温，冬季还需生炉子加热保温。 （4）安放4个混凝土温度计监测，混凝土内部、冷却水管内、混凝土表面保温层内、周围环境。各环节的温度差都能控制在 5.2.2.混凝土浇筑

砼施工采用汽车砼输送泵施工。砼施工应环向由外向内分层推进，分层厚度控制在0.6m以内。砼振捣采用插入式捣固棒。振捣时严禁碰撞钢筋和模型，要快插慢拔，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀，减少混凝土表面气泡。振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不超过40cm，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，振动到该部位混凝土密实为止，即混凝土不再冒出气泡，表面出现平坦泛浆 参考文献：

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[1]《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）2009-05-13发布，2009-10-01实施 中国计划出版社

[2]《新建时速300～350公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设【2007】47号） [3]《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）

[4]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005） [5]《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（

TB10002.4-2005）