**：建築技術雜誌。
1 專案概況
專案位於東北沿海城市，包括工業廠房和輔助辦公樓兩個單元專案。 工業廠房為單層鋼結構工程，辦公樓為框架混凝土工程。 工業廠房內部設計設有鋼筋混凝土船台2條，每條船台比例尺為300公尺60公尺，船台頂面設有4組移動軌道，鋼軌型別為qu80，船台底部設計為600公尺600公尺預應力混凝土組樁。 兩條船台按模數20等分為110塊，厚度為15 m。板之間有2厘公尺的伸縮縫，以瀝青木棉板為間距，縱向設有20@200剪力傳遞杆，滑道板混凝土強度為C 35，兩條船台總混凝土量超過50000 m3。
2、施工部署及工作環境
根據專案施工合同目標、總體施工部署和施工組織設計總體進度及資源配置方案，單層工業廠房室內滑道施工時間為9月6日，每條滑道由2個作業隊按照水流的節奏，從中間到兩端組織。
專案地處沿海城市，屬暖溫帶半濕潤季節性氣候，常年風向多變，冬夏溫差較大，夏季最高氣溫分布在7-8月，最高可達35級，冬季最低氣溫為20級，6、9月降水量較大。 本專案部分滑道板澆築位於7-8月，多風、高溫、多雨的氣候會對大體積混凝土的澆築產生一定影響。
3 質量控制標準
該橋面板質量標準高，屬於水運工程大容積水混凝土地面，每塊橋面板必須一次澆築成型。 表面的寬度不得大於 005 mm 裂縫寬度小於 0 的裂縫05mm的面積比例應嚴格控制在總滑道面積的5%以內，表面平整度應控制在5mm以內。
4、難點分析
滑道面積大，混凝土澆築周期長，在施工過程中要保證每塊滑道板不出現因溫度引起的結構裂縫，塑性收縮裂縫的比例也需要嚴格控制在一定範圍內，表面平整度也應符合設計要求，整體質量標準要求很高， 這是這個專案的第乙個難點。施工時，受海邊高溫、強風、多雨環境的影響，採取單一的控制措施很難保證每塊滑道板的質量符合設計要求，高溫、強風、多雨的環境極易使混凝土內外溫差超標， 導致混凝土出現裂縫，施工受環境影響較大，這是本工程的第二個難點。為了有效地將施工成本控制在預期範圍內，將成本降到最低，如果普遍敷設迴圈水管道降溫措施或增加後澆帶，勢必會大幅增加造價，這就對這種體量的具體施工提出了較大的挑戰，嚴格控制滑道裂縫的發生。 在降低成本的情況下保證施工質量，這是本專案的第三個難點。
5 塊狀混凝土裂縫的型別及其成因
專案緊鄰海邊，當滑道大體積混凝土施工處於強風、高溫、雨季時，混凝土施工會受到外部環境、設計結構、原材料選擇、混凝土配合比、施工措施、溫度監測和測量維護等因素的影響。 為了更好地控制本工程滑道大體積混凝土的施工質量，減少裂縫的出現，實現工程的質量目標和成本目標，通過對相鄰工程類似工程滑道大體積混凝土產生的裂縫的長度、寬度、深度等方面的統計分析研究， 研究發現，船台裂縫主要有兩種型別。第一種是混凝土本身的塑性收縮裂縫。 混凝土凝結成型過程中收縮張力引起的裂縫細而密，多表現為砌塊線的不規則裂縫，通常在板麵乾燥時不可見，雨潤後板麵出現“蜘蛛網”裂縫。 第二種是溫差應力裂紋。 混凝土在澆築、凝結和硬化過程中水泥水化時會釋放出大量的熱量，如果熱量不能均勻地傳遞和引導，就會積聚在混凝土中，導致混凝土內外溫差過大而產生溫度應力，當溫度應力大於混凝土此時的抗裂應力， 混凝土在凝固過程中被撕裂，這類裂縫又寬又深又有一定規律，往往發展到薄弱環節，並隨環境溫度的脹冷縮而變化，直接影響混凝土結構受力，是較大的病症。
5.1 塑料收縮裂紋的原因。
混凝土膠凝材料的體積在養護過程中會產生不同程度的收縮，這種收縮對於大體積混凝土更為明顯。 如果混凝土的收縮受到外界的約束，混凝土內部就會產生相應的收縮應力，當產生的收縮應力超過當時混凝土的極限抗拉強度時，混凝土中就會產生收縮裂紋，而這種裂紋往往首先從混凝土表面呈現。 造成混凝土收縮的主要因素是單位體積混凝土的耗水量、水泥用量和水泥的種類。 混凝土中使用的水和水泥量越高，混凝土的收縮率就越大。 如果水泥活性大，混凝土溫度高或水灰比低，混凝土的水分分泌明顯減少，如果表面蒸發的水分不能及時補充，混凝土仍處於塑性狀態，如果受到一點拉力，混凝土表面就會出現不規則分布的裂縫。 裂縫出現後，混凝土體中水分的蒸發進一步加速，因此裂縫迅速擴大並蔓延到整個樓板表面。
5.2 溫差裂紋的原因。
在大體積混凝土的澆築過程中（主要是在澆築初期），會釋放出大量的水化熱，由於混凝土的導熱性差，聚集在塊狀混凝土中的水泥水化熱不易消散，凝結在混凝土內部結構中，使混凝土內部結構的溫度明顯公升高， 而混凝土表面由於暴露在室外環境中，散熱較快，內外形成較大的溫度梯度。外內極端溫差使內部產生壓應力，混凝土外表面初凝產生的拉應力沿溫差方向綜合形成不規則的拉力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時， 混凝土從內部拉扯開裂，這種裂縫往往貫穿整個結構斷面，形成結構裂縫，給結構安全帶來嚴重危害。此外，在脫模前期，混凝土表面的溫度會大大降低，溫度的突然下降會再次出現類似於前期澆築混凝土時的應力變化，導致已經出現的結構裂縫擴大。
6 大體積混凝土的抗裂措施
該專案位於沿海地區，屬於高鹽高氯環境，如果船台開裂，不僅影響外觀，還會造成鋼筋生鏽，影響結構的安全性、適用性和耐久性。 為了更好地控制本工程船台大體積混凝土的質量，全面總結同類工程中大體積混凝土裂縫產生的原因和機理，在此基礎上，結合專案實際工況，採取綜合治理措施，從設計措施等多方面防止裂縫的發生， 原材料和混合措施、施工措施、溫度監測和測量維護措施等，無需採取迴圈水冷卻措施或增加後澆帶，也可以保證施工質量，嚴格控制裂縫，大大降低施工成本。
6.1 設計措施。
6.1.1.增加結構加固。
施工前，通過與設計單位溝通，在船台表面加裝6@150結構鋼筋，提高抗裂能力，為避免船台板在下沉軌道槽處突然發生結構變化而造成應力集中，在軌道槽內應力集中薄弱部位加置側向鋼筋，提高混凝土的極限抗拉能力。
6.1.2 板縫設計。
設計將兩塊滑道板分成110塊，板的最大長度和寬度不超過25公尺，在大體積混凝土一次澆築的最大允許尺寸範圍內。 板之間有2厘公尺的伸縮縫，為混凝土的變形創造了足夠的膨脹空間，無需加裝後澆帶。
6.2.原料和混合措施。
6.2.1 混凝土配合比設計。
根據水性混凝土拌合料的設計要求，施工前，專案部組織相關資質單位對混凝土拌合料進行精心設計。 在保證混凝土具有設計強度和良好和易性的條件下，應盡可能降低混凝土的單位耗水量，採用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）、兩種混合料（摻用高效高效減水劑和高效能引氣劑）、一高（高粉煤灰含量）”的設計準則。 對選定的水泥品種、砂礫級配、粒度、含泥量、外加劑等進行混凝土預配置，最終得到優化的配合比，經監理工程師考核合格後產生試驗結果。 在施工過程中，專案部安排專人對站旁的混凝土攪拌站進行監督，通過現場抽樣檢測，確保所用原材料與檢測原材料各項技術指標的一致性和穩定性。
6.2.2 水泥的選擇。
塊狀混凝土出現裂縫的主要原因是水泥水化過程中釋放了大量的熱量，因此在本工程滑道大體積混凝土的施工中，按設計配合比要求採用425、低熱矽酸鹽水泥，配製混凝土拌合料時減少水泥用量，水泥嚴格控制在340公斤m以內，以降低混凝土溫公升，提高混凝土硬化後的體積穩定性。 同時，要求水泥中熱值和公升溫速度最快的鋁酸三鈣（C3A）含量應小於8%。
預拌混凝土生產單元進入水泥現場時，總承包專案部安排專業質檢員對水泥品種、強度等級、包裝或散貨倉號、出廠日期等進行檢驗，對其強度、穩定性、凝結時間、水化熱等效能指標等必要效能指標進行複檢，並提供檢測報告。
6.2.3 骨料的選擇。
選擇堅硬、連續分級、無雜質的非鹼性活性碎石。 石料粒徑為5 25 mm，含泥量（重量比）不大於1%，含泥量（重量比）不大於05%，針狀片狀顆粒含量不大於8.
選用天然或機械粗砂，級配性好，其細度模數在23~3.0.中粗砂，含泥量（重量比）不大於3%，含泥量（重量比）不大於1%。
6.2.4 外加劑的選擇。
為了減少混凝土中水泥的用量，在混凝土拌合中加入適量的粉煤灰，含量不大於30%。 粉煤灰採用等級粉煤灰，減少水泥用量，減少水化熱，減緩早強速度，減少混凝土早期裂縫。
6.2.5 外加劑的選擇。
加入適量的高效高效減水劑和引氣劑，可有效增加混凝土的流動性，降低混凝土的水化熱，延緩水化熱的釋放速度，提高混凝土的強度。 這對降低大體積混凝土的單位耗水量和膠凝材料消耗，提高新拌混凝土的工作效能，提高硬化混凝土的力學、熱、變形和耐久性能起著極其重要的作用。
6.2.6 水的選擇。
符合現行國家標準的自來水或地下水量不應超過170千克立方公尺，並嚴格控制水中氯離子的含量。
6.3 施工措施。
6.3.1、模板、機械裝置的選型。
根據本工程的施工部署和平台的執行週期，平台道板在執行過程中的環境溫度較高，模板溫度在5以上，以保證平台邊緣周圍的平整度和直線度，並有效地利用三輥機滑動找到平面層， 現場採用小型鋼模板固定排版組合成4個大模板，施工時機械吊裝到位，外支撐式固定模板。
6.3.2、採用“跳倉法”進行混凝土澆築。
整個滑道板按設計伸縮縫分塊，每塊混凝土用量約500 600 m3，板間採用跳倉法施工，既能保證混凝土澆築完成後的熱損失，又能將部分區域取完工砌塊的一側作為未完工的一面或兩面區域模板，減少模板支撐，節省成本。施工前確定作業路線，本工程充分利用設計板塊的劃分，每塊板片的長度不超過25公尺，在規範允許的作業長度範圍內，通過嚴格的組織、精心調配，採用二“跳”法作業， 相鄰側板間隔在7 d以上，較好地釋放了水泥水化熱和混凝土收縮應力產生的溫度應力，最大限度地疏散了混凝土砌塊中的水化熱，避免了混凝土溫度公升高而無法釋放的應力裂縫。本專案中兩個跳轉的布局如圖 1 和圖 2 所示。
圖 1 第乙個位置跳轉的布局。
圖 2 第二次跳轉的布局。
第一次跳躍的順序：2 19 12 4 21
第二跳的順序：18 11 3 20 13
6.3.3.分層塊振動。
施工前，模擬首場實際工況，對船台“倉庫”內混凝土進行嚴格的熱計算，無需採取措施鋪設迴圈水管降溫，通過分層、砌塊澆築，有效解決水泥水化熱的不利影響。
在滑道各“倉庫”澆築混凝土時，為了更大程度降低混凝土內部溫度，充分利用混凝土緩凝劑的功效，採用分層、塊狀連續迴圈澆築的施工方法。 在平面方向上，從滑道的乙個拐角到對角（或從短邊沿長邊）推動連續施工，通過幫浦送自然流動的混凝土形成斜面，坡度控制在1 4左右。 在垂直方向上，採用分層澆築，層間間隔時間小於混凝土初凝時間，一次澆築的混凝土不宜過高、過厚，每層厚度不超過30厘公尺，在混凝土初凝前，從起點向前推第二層再迴圈， 嚴格控制混凝土的澆築速度，加快散熱速度，使溫度分布均勻。混凝土平面推進方向如圖3所示。
圖3 混凝土平面前進方向。
此外，在澆注過程中，加強振動，確保振動緊湊。 混凝土在振動過程中應使振動棒上下輕微抽搐，使混凝土上下振動均勻，每次振動時間以20-30秒為宜（混凝土表面不再出現氣泡，溢流砂漿為準），振動棒插入點與“倉庫”內混凝土的澆築方向相同， 行列式的順序移動，每次移動的距離不超過混凝土振動杆有效半徑的125次。 振動作業應做到“快堵慢拉”，防止混凝土內部振動不真實，盡量避免與鋼筋、預埋件等發生碰撞，“先低處振動，後高處振動”，防止混凝土在高低坡處振動。 當上部混凝土振動時，需要將振動棒插入下部混凝土至少5厘公尺，這樣才能使上下混凝土有效結合，減少混凝土收縮裂縫。
6.3.4、二次振動和二次擦拭。
在對滑道大體積混凝土進行振動的過程中，混凝土會產生漏水作用和下沉現象，使粗骨料和水平鋼筋下部產生水和空氣，極易引起混凝土的收縮開裂， 為了減少這種裂縫的產生，在每層混凝土下層開始之前，對當前層進行兩次振動，並可以增加振動間距，並排除混凝土在粗骨料中因漏水而產生的水分或空隙，水平鋼筋下部產生的水分或空隙將提高混凝土與鋼筋之間的夾持力和內聚力從而在一定程度上消除漏水效應，防止因混凝土沉降而出現的裂縫，減少內部裂縫，增加混凝土的密實度，提高混凝土的抗壓強度，釋放混凝土的內部熱量，增加混凝土的密實度。
本工程船檯面的平整度要求較高，混凝土的沉降係數必須根據攪拌站的經驗和板頂層找平前的配合比計算，擦拭時應考慮該係數對標高的影響。 整板找平採用三輥機找平，磨床用抹子成型“鏡面”混凝土面。 在7、8月的高溫下，極易失水，造成塑性收縮開裂，因此在混凝土最終凝結之前，先用研磨機對混凝土進行二次擦拭，以減少表面收縮裂縫。
6.4、溫度監測、測量及維護措施。
為了更好地控制混凝土的溫差，防止溫度應力裂縫的發生，經過對混凝土拌合原料、運輸、環境、施工等環節的嚴格熱計算，表面溫差（表面40 100mm位置與混凝土澆築體表面的溫差）大於25， 而表面與大氣空氣的溫差（40 100內去除棉氈後混凝土表面mm位置的溫差與環境溫度的溫差小於20，根據計算結果，混凝土本身內外溫差通過採取外保溫保濕措施，可以滿足開裂控制要求的溫差， 並增加了溫度監測和測量措施，以更好地控制溫差。採取覆蓋棉氈、加厚棉氈、去除棉氈等措施，及時有效地調節混凝土表面的溫度變化，將混凝土溫度控制在標準溫差範圍內，有利於混凝土整體溫度的降低， 減小與大氣溫度的差異，達到控制裂紋的目的。
6.4.1 溫度控制點的布置。
根據結構相似性、對稱性和溫度分布特點，在滑道板上設定5個具有代表性和可比性的測溫點，根據對稱特性呈X形排列，在底部、中部和表面垂直布置。 混凝土澆築體的表面溫度是混凝土表面內100公釐處的溫度混凝土澆築體底面的溫度是混凝土澆築體底面100mm處的溫度。 採用預埋測溫絲的方法測量溫度，施工前預先預埋測溫絲固定，測溫點布置如圖4所示。 滑道板各測溫點的截面布置如圖5所示。
圖4 滑道面板上測溫點的布局。
圖5 各測溫點的橫截面布置。
6.4.2 測溫頻率。
一旦澆築混凝土，水化熱就會急劇增加，然後逐漸減少。 脫模後，外界溫度會急劇下降，為了更有效地控制溫差，測溫頻率如下，從第1天到第4天每4h不少於1次;從第 5 天到第 8 天，每 8 小時不少於 1 次;從第7天到溫度測量結束，每12小時應不少於1次。 養護14天後，混凝土中心溫度與大氣溫度之差小於25，可逐步去除外保溫層，每天可測溫4次，28天後可終止測溫。
6.4.3 維護。
為防止內外溫差超過規範要求，造成同期溫度應力大於混凝土抗拉強度而引起的溫度裂紋，或因表面水分流失過多而造成表面塑性收縮裂紋，現場應按測溫控制表採取相應的保溫保濕措施。 混凝土澆築和二次抹灰壓實後立即覆蓋棉氈，混凝土最終凝固前的覆蓋時間為宜，覆蓋材料根據熱計算，根據測得的溫度靈活調整厚度。 同時防止晝夜溫差的過度衝擊，從而控制內表面溫差，防止混凝土中前中期裂縫的發生。
保濕養護時間不宜少於14天，應經常檢查保溫氈的完整性，保持混凝土表面濕潤。 軌道槽、樁槽和滑道板的側面是保溫的難點，應特別注意蓋緊，防止溫差過大。 保溫覆蓋層的拆除應逐步進行，當混凝土表面溫度與環境最大溫差小於20時，可完全拆除。 在保溫養護過程中，應現場監測混凝土澆築體的溫差和冷卻速度，當實測結果不符合溫控指標要求時，應及時調整保溫和養護措施。
7 結束語
在本工程水運用大體積混凝土施工過程中，通過加大設計和結構加固力度、嚴格控制原材料質量、優化配合比、加強施工過程管理、實施溫度監測測量和及時維護等綜合措施，在滑道大體積混凝土施工完成後， 檢查未發現溫度裂紋，部分滑道板表面僅出現少數區域性裂紋，裂紋寬度小於005公釐，且比例遠小於5%，完全達到工程質量目標。 在施工中，沒有採取鋪設迴圈水管道和增加後澆帶的降溫措施，大大降低了成本，將成本控制在預期範圍內，也達到了成本目標。 本工程滑道的抗裂措施適用於同類大體積混凝土的施工，為今後其他類似工程提供樣板。
摘自《建築技術》，李啟雄、梁恆悅、宋豔月、韓少龍。