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摘要：近年来，越来越多的建设工程应用大体积混凝土，但大体积混凝土施工温度裂缝始终是难以解决的质量通病，会影响到混凝土结构的安全和正常使用。因此，温度裂缝的控制成为了施工人员的技术难题。本文结合水闸工程实例，就如何防控大体积混凝土温度裂缝进行了相关研究，提出了若干防止温度裂缝的措施，具有参考价值。
关键词：大体积混凝土；收缩裂缝；温度裂缝；施工工艺；测温监测
1前言
近年来，水利事业发展迅速，大体积混凝土越来越多的被应用到水利工程建设当中。但与很多大体积混凝土工程一样，温度裂缝也是一个普遍存在而又难以解决的问题。因为大体积混凝土体积庞大，一次性混凝土浇筑量大，工程条件复杂，如果施工措施不力，温度裂缝就极易产生。一旦出现裂缝，混凝土内的水泥成分随裂缝中的渗水析出，致使混凝土强度降低，同时钢筋也很快锈蚀、断面减小直至断裂，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，形成结构隐患。因此，在水闸大体积混凝土施工中，合理控制混凝土温度，采取科学温度裂缝措施是减少温度裂缝和提高混凝土浇筑质量的关键因素。
2水闸大体积混凝土工程概述
某水利工程的任务是以防洪、治涝为主结合改善水环境等综合利用。其水闸为节制闸，设计最大排涝流量650m3/s，闸孔净宽60m，闸底坎高程－1.5m。闸室底板和闸墩结构设计强度等级为C40高性能混凝土，底板厚2.5m，分三块，单块最大体积近2000m3；闸墩中墩厚3m、高8.5m、长28.5m，体积约730m3。水闸底板和闸墩混凝土浇筑均应按照大体积混凝土施工进行质量控制，并应满足大体积混凝土温控质量标准。
3混凝土结构温度裂缝控制措施
大体积混凝土施工质量控制的目的是防止混凝土产生裂缝，一方面控制混凝土硬化初期自身收缩与干燥收缩导致的收缩裂缝，另一方面控制硬化过程中水泥水化热和外界温差导致的温度裂缝。该工程闸室底板和闸墩大体积混凝土裂缝控制应该从这两类裂缝控制上入手。
3.1合理选用原材料，优化混凝土配合比
该工程闸室底板和闸墩结构设计混凝土强度等级为C40高性能混凝土。参考类似工程的经验和数据，对强度等级为C30、C40的混凝土分别设计两组配合比进行相关性能指标的试验成果分析，在强度和耐腐蚀性等指标满足设计及规范要求后，将拟定的混凝土配合比提交温控设计研究单位进行温控设计。最后综合各方试验结果对拟定混凝土配合比进行校正，最终确定该工程混凝土配合比。
设计过程鉴于对“水闸环境、水位变动区以及温度、湿度”等综合因素的考虑，特拟定了四个配合比，编号分别为C30-1、C30-2、C40-1、C40-2。经市建筑科学研究院验证[见表1（为减少篇幅仅列其中一项）]，四组配合比抗氯离子渗透性均符合该工程混凝土电通量不大于1000C的规定，且满足混凝土耐腐蚀性要求（见表2）；考虑到C30-1、C40-1配合比中水泥含量较低，外掺料用量较大，在混凝土硬化过程中较另外两组配合比能有效的降低水化热的产生，故选择C30-1、C40-1两组配合比作为该工程混凝土配合比。
从强度结果分析，C40-a、C40-b、C40-c均能满足设计强度要求，考虑到大体积混凝土温控措施，为有效降低水化热，最终选用水泥用量较小的C40-b配合比作为该工程的混凝土配合比。
3.2合理制订有效的施工工艺
3.2.1底板浇筑工艺
该工程底板共包括11块：闸室底板3块，边跨底板2块，厚2.5m，平面尺寸为28.2m×28.5m，基础为方桩基础；中跨底板1块，厚1.5m，平面尺寸为28.2m×28.5m，基础压密注浆处理。两侧岸墙底板各1块，厚1m。外河侧底板3块，厚1m；内河侧底板3块，厚1.2m。
为尽可能避免混凝土强度上升期间底板相互之间约束力造成的底板变形开裂，同时考虑到中跨底板无桩基础，将中跨底板与边跨底板接缝处设计为齿坎形式。为便于施工，中跨底板最后浇筑。底板混凝土浇筑顺序如图1所示。
图2水闸底板混凝土浇筑示意图
混凝土振捣：根据分层的厚度、层数和泵送混凝土自然流淌形成的斜坡度，在浇筑前、中、后共布置三道振动器：第一道布置在混凝土卸料口，负责卸料口混凝土的振捣；第二道布置在混凝土的斜坡部分，负责斜面混凝土的振捣密实；第三道布置在坡脚及底层钢筋处，混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣。振捣时严格控制振动器移动的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
混凝土泌水处理：混凝土浇筑过程中，上部泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌，使用软管污水泵及时排除，表面混凝土找平后采用真空吸水机工艺脱去混凝土成型后多余的泌水，降低混凝土的原始水灰比，提高混凝土强度、抗裂性、耐磨性。
混凝土表面处理：混凝土表面的水泥砂浆较厚，故在混凝土表面进行真空吸水后、初凝前，用圆盘式磨浆机磨平、压实，并用铝合金长尺刮平，初凝后至终凝前采用二次压光法，即用叶片式磨光机磨光，人工辅助压光。既能很好地避免干缩裂缝，又能使混凝土表面平整光滑、表面强度提高。
3.2.2闸墩浇筑工艺
在底板混凝土强度达到80%后方可浇筑闸墩混凝土，分层浇筑高程如下：－4m～－1m（第一次随底板一起浇筑0.5m）、－1m～+4m（具备浇筑胸墙条件）、+4m～+10m。
胸墙以下闸墩两边对称同时采用泵送混凝土浇筑，采用串筒入仓下料，串筒距混凝土浇筑面不超过2m，每层每次浇筑厚0.35m，闸墩每层浇筑量约为30m3。每个闸墩4个下料点，每个下料点一次下料7.5m3，可满足浇筑强度。浇筑时两个闸墩交替循环上升，每循环一次约1h，不会形成冷缝。
混凝土浇捣采用人工下仓，用插入式振捣器振捣，振捣时必须按作用半径均匀插振，不漏振，不过振，但不得触碰模板，以保证振捣密实，模板不变形。仓面若出现泌水，在下批混凝土浇筑前，人工入仓清除干净。
3.2.3养护工艺
工程主体工程大体积混凝土施工主要特点是体积大、表面系数比较小、水泥水化热释放比较集中、内部温升较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。
底板和闸墩混凝土浇筑正值夏季高温，为防止出现裂缝，闸室大体积混凝土浇筑温控措施采取了冷却水管进行温控，现场浇筑后第3d达到最高温度60℃之后一路下降，防止了裂缝的出现。
闸墩浇筑采用钢模板，浇筑后立即在底板表面覆盖一层塑料薄膜，再在塑料薄膜上覆盖一层土工布，土工布之上用方木进行固定，经过研究计算，底板部分只需表面保温，无需内部冷却水管保温。
加强仓内作业，降低混凝土浇筑温度。加强现场施工组织管理，缩短各环节施工时间，采用台阶式浇筑，做到每层混凝土覆盖时间间隔不超过180min；混凝土浇筑完成后，及时采用塑料薄膜和草袋进行保温保湿养护。
3.3加强测温监测工作，控制内外温差
为有效控制混凝土内外温差，并对后续闸墩施工提供现场混凝土温升实测数据，边孔底板浇筑时需进行温度监控。测温孔布设三组，一组布设在边孔底板中心处，一组布设在边孔底板边角处，一组布设在中墩中部。具体位置如图3所示。
图4测温点埋设方式
温度测量采用便携式数字温度计，浇筑底板前将温度计探头及数据线预埋至预定位置，底板初凝后开始测量温度，每天安排专人负责记录（由于篇幅所限，简要摘取几组数据予以说明）。测温频率按表8时间控制。
根据实测数据显示，混凝土中心温度最高，当混凝土浇筑完成2～3d时为一个高峰期，以后逐渐缓慢下降，3个点的最大温差分别为24.5℃、24.6℃、24.4℃，符合“小于25℃的最大温差”的规范要求，说明采取的控制温差措施合理、有效。经市相关检测部门检测，主体工程未出现裂缝，质量达到设计和规范要求。
4结束语
总之，由于混凝土本身的特性，大体积混凝土温度裂缝是不可避免的。但是，有害的裂缝是可以控制的。水闸大体积混凝土温度裂缝的成因错综复杂，受内部水化热和外界环境温度的变化影响较大，具体工程要具体分析。在工程实施时，施工人员应对存在的各项因素分析透彻，从原材料、混凝土配合比、施工工艺、测温监测、养护等几个方面进行控制，认真组织施工，方能达到预期效果。面对应用日益广泛的大体积混凝土结构工程，我们还必须不断总结经验，完善技术措施，从而使混凝土施工技术更加完善、可靠，确保工程质量。
参考文献：
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