贵州贵金高速公路有限公司 贵州贵阳 550000
摘要: 大体积混凝土温控措施一直是混凝土质量保证的重要环节，根据清水河大桥锚碇温控过程中所需注意的要点，文中系统的介绍了自密实混凝土锚碇施工温控技术的关键措施，并根据现场施工的实际情况进行反馈总结，为今后类似工程提供借鉴。
关键词：自密实混凝土；锚碇；大体积混凝土；温度控制
1 工程概况
本工程处于贵州东部，属于重要的交通道路，是四车道，时速80公里。桥梁起终点桩号K69+261～K71+432.4，设计采用9×40（开阳岸引桥）+1130（单跨钢桁架梁悬索桥）+16×42（瓮安岸引桥）构造。清水河大桥的主桥是单跨支钢架索桥，采用分幅的引桥，使用重力锚进行两岸锚定。
开阳岸锚碇位于清水河大桥K69+317.500～K69+389.000段，为重力式嵌岩锚碇。锚碇平面尺寸为71.5m（顺桥向）×48m（横桥向），高度为47.5m，底面设置两级平台，第一级基底高程为954.5m，第二级基底高程为950.5m，中间10m设置斜坡。
前锚室及散索鞍支墩采用C40混凝土，锚块、散索鞍支墩基础采用C30混凝土，锚碇后浇段采用C30微膨胀混凝土，锚体混凝土总方量为73125m3。锚碇混凝土工程中，锚块、散索鞍支墩基础、散索鞍支墩为大体积混凝土结构，采用60天龄期抗压强度作为设计强度。散索和锚块分成四次加以浇筑，各个锚块设置有两米的后浇段。
2 温度控制措施综述
清水河大桥锚碇混凝土温控措施主要从原材料的选用，混凝土的配合比，混凝土的施工方式，冷却水管的布设，混凝土养护等几个方面进行系统的介绍温控施工的关键措施：
⑴ 控制标准
根据对混凝土的性能要求，并结合其结构型式、边界条件、浇筑工艺、浇筑季节等各种因素，制定温控标准。
⑵ 控制措施
①优化混凝土配合比：确保混凝的前提是最根本的，在此基础下降水泥的使用量加以降低。
②混凝土入仓时的温度应加以控制，具体的温控措施主要有：夜间施工、洒水降温以及盖遮阳棚之类的。
③预埋冷却水管：可以将冷水管提前埋在混凝土内，发挥水循环作用，把混凝土的温度加以降低，冷却水管的型号是Φ42×2mm，当混凝土浇筑到标注的高度后再进行冷却管的通水，通水流量、通水温度、通水时间均按温控研究结果进行，确保水流降温效果。
④ 加强混凝土的养护，外露砼洒水并覆盖养护，使砼外露面始终保持潮湿状态。
⑵ 温度监测
① 对冷却水管进水和出水时的温度定期加以记录；
② 对冷水水管的通水的时长、通水量进行控制，明确浇筑混凝土的时间。降低混凝土温度，对温度速率加以控制。
③对混凝土的内部温度变化趋势进行绘制，分析混凝土内部温度的变化整个趋势，实施信息化的施工建设。
2.1锚碇混凝土的技术指标
2.1.1 原材料的优选
⑴ 原材料选用标准
大桥的混凝土配比遵循当前国家的相关标准，除此之外，还需要遵循下面的几项要求：
①将混凝土的指标定为60d或者90d 时，可以把这一指标当做是配比的根据。
②进行混凝土拌合物配置时，坍落度不能低于浇筑面的160mm。
③拌和水用量不宜大于175kg/m3。
④分析粉煤灰的掺量，应当小于胶凝量的40%，矿渣粉和粉煤灰的掺合总量应当小于胶凝量的一半。
⑤ 水胶比不宜大于0.55。
⑥ 砂率宜为38～42%。
⑵ 原材料的选用情况
① 水泥：贵州贵阳紫江水泥有限公司 P.O42.5；各项指标为：密度3105kg/m3,初凝时间130min，终凝时间235min，标准稠度用水量26.8%，比表面积350 m2/kg，3天抗折强度5.6MPa，28天抗折强度10.4MPa，3天抗压强度26.8MPa，28天抗压强度47.9MPa；
②粗集料：自产，5-20mm连续级配，压碎值14%，表观密度2.706g/cm3,堆积密度1.570 g/cm3；
③ 粉煤灰：生产厂家：黔西利源。细度16.0%，含水率0.6%，需水量比96%烧失量3.6%；
④ 外加剂：北京东方雨虹聚羧酸减水剂和山西奥瑞特聚羧酸减水剂：0.7%。
2.1.2 混凝土的配合比
清水河大桥锚碇混凝土采用的是机制砂自密实混凝土，通过实验得到最优的混凝土配合比，在满足设计强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求使混凝土的配合比中单位水泥用量最少，来降低水化热的温升。
⑴ 锚体C40 混凝土拟采用以下配合比：
水：水泥：中砂：碎石：粉煤灰:外加剂=162：338：787：1001：112：4.5；
⑵ 锚体C30 混凝土拟采用以下配合比：
水：水泥：中砂：碎石：粉煤灰:外加剂=160：300：883：957：100：4；
2.2混凝土浇筑施工
2.2.1 分块、分层
⑴ 锚块及散索鞍支墩基础属于大体积混凝土结构，锚体平面分成A、B、C、D四大块，见图2.2-1。
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图2.2-1锚体混凝土浇筑平面分块图（尺寸单位：cm）
⑵ 按照设计要求及以往大体积混凝土施工的经验，并结合本锚体工程的特点对该锚块、散索鞍墩及基础、前锚室侧墙进行分层浇筑，混凝土分层高度为2.0m。锚体分层示意图见图2.2-2。
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图2.2-2 锚体竖向分层示意图（尺寸单位：cm）
2.2.2 混凝土输送
锚体混凝土采用8台8m¬¬3混凝土运输车运送，卧泵泵送入仓。在夏季高温季节，严格控制混凝土的入模温度，必要时采用加冰水的方式降温。当混凝土在进行泵送时，在这一过程中会有坍落问题存在，所以为了有效的避免这些损失的产生，可以使用该湿土的方式给泵管进行降温操作。
2.2.3浇筑施工。
混凝土浇筑施工前，对基底杂物进行清除，对钢筋、预埋件及模板系统进行全面检查，发现问题应及时解决。混凝土的浇筑采用斜面分层法，每层的厚度为30cm，混凝土的振捣采用插入式振动棒振捣。结合泵送的时候振动棒振捣的情况将其分为三部分加以布置，前中后各布置一台。浇筑砼时采用2台卧泵同时浇筑，1台卧泵作为备用，2台卧泵一共使用8台振捣器。
使用振动棒时，进行操作时要把振动棒沉到其中，切忌不能太过用力，通常采取的方式是垂直的插入的方式，然后在还没有凝的混凝土的10厘米以内，确保上下层能够相互加以结合。运用梅花型的插点方式。当进行振动时，必须迅速而缓慢地进行，在混凝土振动时间20-30s，每一点插入振动，使混凝土不再下沉，确保没有气泡，以及表面不会出现泛浆的情况，确保其外观均匀。振动时，移动式振捣器5-10cm必须进行向上向下的振动，以保证混凝土的均匀捣固，振动密实，不可用搅拌机压实钢筋。并且注意振动棒与预应力管道、冷却水管、温控测点要保持一定距离，现场施工时需做好标志标明温控测点的位置。
在靠近相邻的混凝土铺设间隔应为5-7天，不能有超过10天的情况发生。
2.3冷却水管的布置
冷却水循环降低混凝土内的温度和外部温度。在这种情况下，混凝土表面和外部表面之间的温度差可使温度限制在25%以下，为了控制冷却水流量和调节温度随时间的变化，通过在温度测量点测量温度，控制每个温度的变化以及把控内部测量点的温度变化趋势。
⑴ 冷却水管埋设
在冷却水的循环中，冷却管采用φ40×2mm电焊变压器。冷却水从加热介质流向两侧的原则；入口管位于混凝土中心附近，出口管位于混凝土的侧面。进口和出口的水被混凝土表面覆盖，在混凝土的入口和出口处。每一层水都是错开的，其出口由水阀和流量表组成，控制水流量。
（2）在安装冷却水管时，支撑冷却管的钢筋骨架和梁应能可靠地防止混凝土过程中水管变形，进行通水的试验。
（3）循环水管道，每一层混凝土被振动覆盖，一旦一层水可以给水供给，冷却水的流量可以控制在1.2-1.5m/h，输入和输出水之间的温度差不超过6℃。
（4）混凝土浇注前，冷却管中的水应直接从模板中排除，不能送入混凝土表面。
（5）使用冷却管后，必须把水泥浆加以密封。
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图2.3-1 锚碇冷却水管布置图
2.4混凝土的保温、养护
养护作业是在大混凝土施工过程中的关键工作。养护目的是保持适当的温度和湿度；调整混凝土内外温度变化和冷却速度，有助于混凝土阻力的正常发展，并根据气候条件进行施工裂缝检测；在必要时，应测量混凝土的表面温度和内部温度，并在混凝土的放置范围内加以测量。
清水河大桥地处山区，平均相对湿度为80%，锚碇混凝土表面主要采取的措施是洒水进行湿养护。
2.5锚碇混凝土温度的监测
2.5.1 温度控制标准
混凝土内最高温度不超过75℃；内外表面温度差不超过25℃；新混凝土与下层混凝土的温度差不超过20℃；混凝土入模温度不高于25℃，冷却水进出水温差小于10℃，水温与砼内部温差不大于20℃，降温速率不大于2℃/d。
2.5.2 温度监测措施
为了加强对混凝土内外温度的控制，保证实际混凝土的质量，必须确定温度，在连续24小时的温度测量点内测量混凝土温度，为了及时采取必要的技术措施以适应温度的变化。
布点方式及顺序：测量点的位置应基于对地面平均温度和温度的控制。
⑴ 测温制度
①混凝土搅拌时，应使用砂、石、水泥、气瓶等温度。水罐的测量温度和压力表每移动一次都是由产品质量检测仪测量的，混凝土搅拌站现场的检测以及温度等都必须要由质检员加以检测。
②在浇注和养护过程中，应连续测量温度，从浇注后6小时开始，在头三个温度日内一至两小时；冷却后每4小时，每14小时后每8小时-天。同时测量大气温度，填写温度记录表。
（2）混凝土内外部表面的温差需要进行测温控制
① 控制砼的入模温度：
在浇注混凝土时，混凝土的温度随温度的急剧变化而变化，用混凝土骨料温度测量，以确定振动的原因。采取有针对性的措施，将混凝土温度输入控制区，最重要的措施是调整拌合水的温度来搅拌。
② 监测砼内部（中心与表面下50mm处）温差：不能超过25℃
③ 注意砼表面（表面以下50㎜处）与大气（混凝土表面外50㎜处）的温差：不能超过25℃
④ 混凝土降温速度不大于2℃/d
⑤ 撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于25℃
保证混凝土表面的温度与大气中的温度没有太大的差别时，水温与混凝土表面温度之间的差别不应太大，以方便后期的养护作业。
⑶ 做好砼底板浇筑和养护期间的砼内外温度的测量和保温
为了避免在大件混凝土温度超过25°C时出现裂缝，需要监测内部的温度，这是混凝土建筑的一个重要组成部分。必须做好准备，仔细观察和记录。在测量温度时，在发现内部温度差大于25℃时，应及时加强绝缘，以免在混凝土中造成电压和裂缝。
2.5.3温度监测结果分析
混凝土散热的关键取决于温控曲线的的缓急程度，降温梯度过大会严重影响混凝土的结构安全性，根据《大体积混凝土施工规范的要求》，混凝土内部（中心与表面下50mm处）温差：不能超过25℃，注意混凝土表面（表面以下50㎜处）与大气（混凝土表面外50㎜处）的温差：不能超过25℃；混凝土降温速度不大于2℃/d；撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于25℃。
锚碇Ι层混凝土内部温度变化记录表2.5.3-1 所示
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表2.5.3-1 锚碇一层混凝土温度变化
锚块Ι层混凝土内外温差最大为23.8℃，混凝土表面（表面以下50mm）与空气的温差最大为18.3℃。满足设计和规范要求。
3结语
清水河大桥的锚碇混凝土主要是通过优化配比使得混凝土内部热源可以显著地降低到一个合理的范围之内；通过冷却水管中的冷水来降低内部高温区域；在混凝土浇筑过程中采用分层浇筑，层间短间歇期（5-7d）连续施工有效的提高了混凝土内部的热量散失；混凝土表面进行洒水防护，为混凝土降温的过程提供了一个稳定的温度环境，保证混凝土在达到温度峰值后，在降温的节段不会产生较大温度梯度；施工过程中的温度实时监控有效的防止了温差造成的裂缝。
通过本工程的在锚碇混凝土温控施工中取得的丰富成果，锚碇混凝土在施工过程中各项温控指标均满足设计要求及规范，可以为以后类似的工程提供借鉴。
参考文献：
[1] JTG/T 283-2012 自密实混凝土应用技术规程(S)
[2] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范(S)
[3] GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范(S)