宫承龙
山东省路桥集团有限公司 山东省 济南市 250000
摘要：跨海大桥指在海洋环境中建造在海面上的桥梁，通常规模大，技术要求高。另外，随着经济的日益繁荣，跨海大桥工程越来越多，对高性能混凝土的需求也越来越大。而在海工混凝土施工中，耐久性要求十分重要。因此，研究跨海大桥工程大体积海工耐久性混凝土具有重要意义。
关键词：跨海大桥；海工耐久性混凝土；裂缝控制
由于海洋环境复杂恶劣，跨海大桥极易受到破坏，因此对其耐久性要求很高。作为桥梁的基础，承台质量影响着桥梁使用寿命。承台由耐久性大体积海工混凝土制成，除面临侵蚀风险外，裂缝也是质量控制中的一大难题。基于此，本文详细探讨了跨海大桥工程大体积海工耐久性混凝土的裂缝控制。
一、跨海大桥概述
跨海大桥是横跨海湾、海峡、深水、入海口等海域桥梁，一般来说，其跨度及路线都很长，从几千米到几十千米不等；因桥梁深入海洋环境和其复杂恶劣的自然条件，因而跨海大桥可代表桥梁工程的前沿技术。
二、海工混凝土
海工混凝土是用于海洋工程的混凝土，也称为海洋混凝土。目前，我国还没有对海工混凝土的定义。一般来说，用于海上作业的混凝土具有很高的工作性和耐久性，其实在新的桥规中有专门的一章来介绍海洋环境桥梁，但海工混凝土应被归类为高性能混凝土。结构中经常被波浪冲刷的混凝土均属海工混凝土。
三、工程概况
作为桥梁的基础，承台质量直接影响桥梁使用寿命，其混凝土是一种大体积海工耐久性混凝土，裂缝控制是一项重要的技术质量工作。为消除和控制承台裂缝，采取下列综合技术措施取得了良好的效果。
四、混凝土混合比设计与优化
本工程运用海工耐久混凝土，承台位于水面波动区。混凝土强度等级为C40，氯离子扩散系数小于等于2.5×10-12m2/s，混凝土中要加入防锈剂。桥墩位于冲刷区，混凝土强度等级为C40，氯离子扩散系数小于等于1.5×10-12m2/s。
1、原料的选择。依据“海上桥梁专用技术规范”要求，通过查阅有关资料、咨询专家、考察该地区各种原料产量和技术指标，初步确定了配合比试配及运用的原料。本工程采用P.Ⅱ42.5水泥，粗骨料为5～25mm连续分级砾石，细骨料为中砂，通过试拌混凝土性能对比，羧酸系减水剂，防锈剂为亚硝酸钙，矿粉为S95矿粉，粉煤灰为一级粉煤灰。
2、混凝土配合比设计。为消除控制混凝土温度裂缝，以及降低混凝土的水化热，进行了一系列试验。
通过比较不同原料与配比，选择水化热与最低温度峰值的比值来控制套管裂纹的发展。在满足混凝土强度及氯离子扩散系数要求前提下，应通过在原胶凝材中加入粉煤灰来减少胶凝材料中的水泥量，从而有效降低混凝土的水化热。
另外，在实际施工中，混合比应根据不同季节特性调整，混凝土混合比优化、粉煤灰掺量、降低胶凝材料对控制大体混凝土裂缝有着重要作用。
五、混凝土套箱本身抗裂性能的提高
为了防止承台混凝土浇筑后套箱的开裂，提高混凝土套箱质量和抗裂能力至关重要。
1、套箱混凝土浇筑质量的控制，特别是套箱顶部高性能混凝土浮浆处理，加强二次振捣。
2、加强套箱养护。拆模前，应蓄水养护混凝土套箱，拆模后进行连续浇水养护，避免干湿循环，并且养护期至少14d。
3、加强箱壁凿毛处理，特别是预留槽口凿毛，从而确保新老混凝土间的良好连接。
4、加强套管内壁预埋铁片焊接钢结构控制。焊接时间应在套管达到养护期后进行，焊接时不允许在同一位置连续焊接，以免焊接引起预埋件温度过高，从而对套管局部混凝土产生不利影响。
5、在混凝土套箱顶留槽口，以增强新老混凝土结构施工缝的抗渗性。
6、调整套箱配筋，增加环筋数量，把原环筋Φ25@150调为Φ20@75，配筋率提高28%，提高套箱抗裂性。
7、严格控制套筋保护层厚度。根据有关资料，钢筋混凝土裂缝影响范围为钢筋直径的6倍，调整后套箱钢筋为Φ20，保护层75mm，钢筋间距75mm，严格控制施工，确保钢筋绑扎质量。
六、现场承台混凝土施工措施
1、加强养护。考虑到海工耐久混凝土胶凝材料掺入大量矿粉与粉煤灰后水化时间长，使用高效减水率，混凝土中的水灰比含量相对较低，为满足混凝土二次水化要求，需加大混凝土养护力度，控制其养护时间。通过绝热加热试验可知，混凝土浇筑后24h左右温度达到峰值，在此期间，混凝土温度迅速上升，混凝土初凝后，砼底部应进行蓄水养护，其顶层应用土工布覆盖，同时蓄水养护不得低于14天。
2、循环水冷却。为了减少混凝土内部因水化热而引起的温升，减少混凝土内外部的温差，采用循环水冷却措施。承台混凝土分两层浇筑，第一层混凝土厚度1.3 m，埋入一层循环水管，第二层厚1.7m，埋有两层循环水管，其间距为90cm，层距75cm，循环水管采用Φ33.5mm薄壁钢管。混凝土最终凝固前需通水冷却，循环水冷却时间不小于7d，循环水方向每12h调整一次，从而使水化热均匀分布在混凝土内。
为提高循环冷却水降温效果，将循环水管直径由33.5mm改为48mm，并调整循环水管布置方式，使上水管与混凝土表面距离调为50cm，水管与中心距离由90cm逐步调为60cm，以增加混凝土中心区循环水管布置密度，提高混凝土内部温度散发。
3、用冷水搅拌混凝土。混凝土搅拌船上装设水冷器，它可使搅拌水温降至20℃，舱内拌和水经水冷器冷却后储存在罐内，混凝土用冷水拌和，以降低混凝土出机、入模温度。施工中应测量混凝土进入模板的温度，并将模板温度控制在28℃以下。
4、承台结构混凝土分两次浇筑。承台结构直径12m，高度3m，采用套箱技术施工。结构混凝土分1.3m和1.7m两个阶段浇筑，以减少混凝土一次浇筑量，有利于降低其水化热温度梯度及峰值。
5、保证混凝土浇筑质量。为保证混凝土浇筑质量，应减少分层厚度，适当延长浇筑时间，合理控制其布料位置，从四面向中间逐步下灰，并应分层振捣密实。
七、取得的效果
通过在承台大体积混凝土施工过程中采取的一系列防裂措施，随着施工工艺的改进及完善，保证了承台混凝土质量，有效控制了混凝土套箱裂缝，并取得了良好的效果。混凝土套箱承台，结构混凝土一次浇筑完毕后，未出现裂缝，二次结构混凝土浇筑后，仅部分承台在外表面顶部以下有一些竖向裂缝，长度10～30cm，宽度不超过0.1mm，属于无害裂纹范畴。采用钢套箱施工的37个承台结构，混凝土一次浇筑成型，一次浇筑量达380m3，无裂缝产生。
参考文献：
[1]任庆国.海工大体积混凝土耐久性控制[J].混凝土，2015(11).
[2]肖云丰.跨海大桥工程大体积海工耐久性混凝土裂缝控制措施[J].现代商贸工业，2015(01).