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摘要：以台州湾跨海特大桥主墩承台大体积混凝土为背景，就大体积承台混凝土配合比设计及温度控制技术进行论述，通过控制混凝土的温度变形裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗腐蚀能力，从而提高工程结构的耐久性，提出大体积混凝土施工工艺及温度控制措施，以期对相关工程作参考。
关键词：台州湾跨海特大桥；大体积承台；配合比设计；温度控制
0引言
现代建筑中经常用到大体积混凝土施工，如大型桥梁工程、高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。其主要特点是体积大，表面系数小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。当混凝土内外温差较大时，混凝土会产生温度裂缝，影响结构的安全和正常使用。所以必须从根本上分析大体积混凝土，提出配比设计方法及温度控制措施，保证施工质量。
1工程概况
台州湾跨海特大桥采用主跨488m双塔双索面叠合梁斜拉桥方案，H型塔，桥跨布置为85+145+488+145+85，主墩承台采用哑铃型，外轮廓尺寸为78.6×24.3m，哑铃型横梁宽11.8m、长20.3m，厚度6m，顶面标高+5.0m。采用C40高性能海工混凝土进行浇注，单个主墩承台混凝土方量8712m3，主墩第一层混凝土考虑浇注2.0m（约2904m3），第二层浇注4.0m（约5808m3）。
图1台州湾跨海特大桥主墩承台及桩基础平面图
2施工工艺设计
大体积混凝土施工工艺设计主要是对大体积混凝土的施工过程做出规范，其依据是根据设计及相关规范要求，选择能够保证混凝土质量及控制混凝土裂缝的措施，包括合理选择原材料、分层分块浇筑、凿毛及养生等。
2.1混凝土配合比设计技术
大体积混凝土由于水化热作用，混凝土浇筑后将经历升温期、降温期及稳定期3个阶段，在这个过程中混凝土的体积亦随之变化，若各块混凝土的体积变化受到约束，则会产生温度应力，当该温度应力超过混凝土的抗裂能力时，混凝土就会开裂。
为防止这种大体积承台混凝土施工产生温度裂缝，经大量试验研究表明，配合比设计是大体积混凝土温控的重要环节，结合混凝土养生过程中通冷却水等措施，能够大大降低甚至消除裂缝产生的可能性。其中，大体积混凝土配合比设计应满足以下要求：以降低混凝土绝热温升（≤38℃）、提高抗裂性和体积稳定性为原则，同时满足混凝土工作性良好、力学性能达到要求。
2.1.1粉煤灰及矿渣粉双掺技术
在大体积混凝土施工中，单一的使用水泥作为胶凝材料，会造成混凝土的水化放热快，内部温度急剧升高，易造成混凝土开裂。掺加适量的粉煤灰后可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少了水化放热量，因此施工时混凝土的温升降低，可明显减少温度裂缝；同时掺加适量的优质粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性，使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型，并可减少坍落度的经时损失。
混凝土中掺入粉煤灰的不足之处是降低混凝土早期强度，为弥补这一缺陷，有效的复合掺加活性较高的矿渣粉，可提高其早期强度；矿渣粉的活性与粉煤灰不同，它具有自身水硬性，粉煤灰和矿渣粉复掺后，不只是简单的混合，而是有意识地使两种混合材取长补短，在强度上产生一定的互补作用，体现出单掺所不具备的优势。双掺后有效的提高混凝土各项性能，如和易性、粘聚性、可泵性；降低混凝土坍落度损失；降低混凝土内部绝热温升及早期干燥收缩。使硬化后的混凝土结构更密实，混凝土早期和后期强度都得到提高，抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力会更有显著的改善，产生的叠加作用会更明显。
2.1.2原材料选择
配制大体积混凝土时，应避免使用早强、水化热较高和高铝酸三钙（C3A）含量的水泥，水泥中C3A含量宜控制在6%～10%，水泥细度不低于300m2/kg且不宜超过350m2/kg，不得超过400m2/kg，碱含量宜低于0.60%，氯离子应小于0.03%，所选水泥性能指标见表1。
表1所选水泥主要性能指标
从混凝土温度曲线可以看出，浇筑后约80h温度达到最高峰，220h后温度平缓下降，内外温差控制在要求范围。
4结语
造成大体积混凝土结构裂缝的原因是相当复杂的，对于大型桥梁工程的大体积混凝土结构物来说，其结构的截面尺寸大，混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。因此，控制大体积混凝土的绝热温升和结构物内外温差是关键。在台州湾跨海特大桥主墩承台施工中，我们通过使用大掺量矿物掺合料取代部分水泥，优化配合比，在承台结构物中合理埋设冷却水管，分层浇筑混凝土，加强表面覆盖及养生等方法，严格控制了承台裂缝的生成。
参考文献：
中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范北京人民交通出版社2011
[1]中华人民共和国行业标准.JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规范北京中国建筑工业出版社2011
[2]广东长大台州湾跨海特大桥项目经理部.台州湾大桥主墩及辅助墩承台施工技术专项方案
[3]广东长大台州湾跨海特大桥项目经理部.台州湾大桥主墩承台设计计算书
[4]浙江省交通规化设计研究院.台州湾跨海特大桥TS09标段设计图纸