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摘要：提高泵站工程的施工质量，使泵站能够安全高效地运行工作。文章综合分析了大型泵站大体积混凝土底板施工裂缝产生原因和类型，给出了防治的要求，阐述了裂缝产生的机理，并分析工程的难点，给出了施工过程中裂缝的控制措施，特别是原材料选择和温控措施，很好地控制了裂缝的产生。
关键词：大型泵站；大体积混凝土；裂缝；控制
0 引言：
随着经济建设的进一步发展，人们对能源的要求日益增长，各类泵站建设工程在不断地建设当中。但是，在泵站建设工程，出现了大体积混凝土施工裂缝，这不仅降低了泵站建设工程的施工质量，也使泵站以后的安全运行有了隐患。如何完善这项工程成为了值得研究的课题。下面以某泵站大体积混凝土施工为例进行研究。
1 泵站大体积混凝土裂缝类型
（1）地基不均匀沉降造成混凝土结构裂缝。
（2）混凝土本身物理力学性质决定的微观裂缝。
（3）可能出现的肉眼可见的宏观裂缝。
2 裂缝产生机理
认真分析裂缝产生机理，找出和施工有关的影响因素是现场施工中控制裂缝产生的关键所在。以下两个个主要方面：
（1）结构设计不合理。非均质复杂多相混相材料混凝土微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力，当内部产生拉应力超过其抗拉强度时产生裂缝，结构设计不合理更加剧混凝土裂缝发展。各种外部荷载与自重形成的内部应力容易引起裂缝，实际工况与模型工况不同的结构次应力也会引起裂缝。
（2）大体积混凝土施工中水化热控制不好。结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。
3 本工程施工难点
（1）采用商品混凝土施工不确定因素多。为便于运输和泵送混凝土，商品混凝土骨料要求较为特殊，粒径小，坍落度较大，配合比中掺加大量外加剂，施工中泌水现象严重，给混凝土浇筑增加了不少困难。
（2）施工期环境温度较高不利于温控。本工程地处广东南端，气温较高，昼夜温差较大，不利于混凝土浇筑施工。
（3）施工场面受到限制。本工程按照深基坑设计施工，基坑深度达到11m，基坑内为淤泥土质，运输道路虽经特殊处理，但状况频出，给混凝土输送造成困难。
（4）本工程底板单块结构大，又不能无限期施工，对混凝土入仓速度、层间铺筑间隔时间要求较高。
4 混凝土底板施工中的主要裂缝控制措施
4.1 施工方案的拟定
4.1.1 设计方面
同时考虑变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度三个条件。由于泵站整体结构要求受到限制，不能缩小结构尺寸，经过对混凝土强度等级、钢筋的品种和规格、建筑物的结构形式等统筹设计，在大体积结构内部设置一层温度钢筋，加密层间钢筋拉筋和支撑筋。
4.1.2 商品混凝土方面
对混凝土用碎石、砂采用喷洒冷却水降温，尽量缩短运输时间，尽量减小混凝土坍落度，混凝土坍落度控制在120mm左右，混凝土入仓温度控制在25°C。
4.1.3 混凝土浇筑方面
利用大仓面施工的有利条件采用分层浇筑，在设计混凝土配合比的初凝期内，尽量延长混凝土浇筑时间，在初凝结束前覆盖上层混凝土。
采用两次振捣技术，除了混凝土入仓振捣外，在覆盖上层混凝土前进行第二次振捣，二次振捣是对第一次振捣的补充。实践证明二次振捣能增加混凝土强度，提高抗裂性。
4.1.4 浇筑时间
浇筑时间选择在气温变化较小的时段内进行，避开夏天正午时间，选择下午或者晚上浇筑，冬季不在晚上浇筑混凝土，浇筑时气温高于10℃。4.1.5拆模混凝土底模和木模尽可能晚些拆模，采取带模养护；钢制侧模在一个星期之内拆模，既保护混凝土又不至于钢模锈蚀在混凝土表面留下痕迹。
4.1.5 混凝土的测温和及时养护
按温控技术进行保温养护，降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土自身的抗拉强度以提高混凝土块体的抗裂能力，保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在有利环境下得到良好的养护。
4.2 现场试验
为了从根本上控制裂缝产生，我们从源头上抓起，主要做了两类实验。两類实验同时进行：
（1）第一类：混凝土配合比设计实验。
本类试验包括三个实验，一是普通混凝土配合比设计，确定普通混凝土配合比为水：水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：外加剂（减水剂）=0.54：1.0：2.6：3.42：0.2376：0.0264，水灰比0.43。二是防腐混凝土配合比设计，防腐混凝土配合比为水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：掺合料（防腐剂）：外加剂（减水剂）=0.57：1.0：2.54：3.52：0.184：0.131：0.028，水灰比为0.44。三是大体积防腐混凝土配合比设计，经过现场浇注试验和专家会议讨论，确定本工程大体积防腐混凝土配合比为水：水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：掺合料（矿粉）：掺合料（防腐剂）：外加剂（减水剂）=0.64：1.0：3.07：4.21：0.24：0.14：0.152：0.0291，水灰比为0.43。
（2）第二类：温控及模板体系与浇注工艺试验。
为了得到大面积施工工艺，我们特意选择场地进行现场实体模拟实验，按照实体结构尺寸做长3.5m，宽3.5m，厚3.5m混凝土块，模板采用平衡混凝土内外温差，满足实体施工温控要求，内部沿高程方向等厚三分布两层冷却水管进行通水冷却降温，冷却水管采用Ф25镀锌钢管，布设测温元件跟踪测量不同部位温度，根据不同的表现观察、分析原因，调整、完善施工方案。 4.3 原材料选择与控制
（1）选择细度模数较大的粗砂、减小砂率
（2）适当增加粗骨料含量，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料
（3）采用中低水化热的非早强型普通硅酸盐水泥，并尽量减少水泥用量
（4）采用混凝土掺加技术
（5）拆模
4.4 温控措施
为确保本工程大体积混凝土满足强度和外观等质量要求，对混凝土浇筑施工主要采取以下几点温控措施：①原材料冷却；②控制混凝土入模温度；③注意混凝土浇筑方法；④温度监控和循环通水冷却；⑤保温保湿养护。
4.4.1 原材料冷却
由于本工程的混凝土为商品混凝土，为保证混凝土的质量，要求商品混凝土搅拌站采取用冷却水拌和、加冰拌合等措施保证运至施工现场入模的商品混凝土不超过30℃，并安排专职试验工到混凝土公司不定期的抽查混凝土原材料，包括水泥、骨料、粉煤灰和外加剂的品牌和用量是否满足已审批的配合比要求。在混凝土拌合前及拌合中，控制水泥的入机温度小于60℃。
混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，运输车具有防风、防晒和防雨设施。混凝土运输车在装料前，将罐内的积水排尽。
4.4.2 控制混凝土入模温度
浇筑前需测量混凝土温度，每台班不得少于2次。本试验段混凝土入模温度为30℃，混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃。混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不大于25℃。混凝土浇筑体的降温速率不大于2℃/d，混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃。
4.4.3 注意混凝土浇筑方法
（1）分层浇筑。试验段混凝土浇筑层厚度为（300～500）mm。浇筑时缩短间歇时间，并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长间歇时间不应大于混凝土6h的初凝时间（从混凝土出厂开始计算）。当层间间歇时间超过混凝土的初凝时间时，层面应做施工缝处理。
（2）分块浇筑。根据试验段结构形式，拟先浇筑-9.0m齿槽位置，再浇筑上游-8.625m的齿槽位置，两个齿槽浇筑完成后，最后从-7.625m高程处浇筑至-5.625m高程（廊道位置浇筑至-7.5m和-6.5m）。
（3）浇筑顺序。无论是齿槽位置还是齿槽以上底板浇筑，入仓顺序都由5#机组和4#机组分两个入料点，分别用混凝土泵车入料，向中间推进。
4.4.4 温度监控和水循环冷却控制工艺
（1）温度监控。在本工程混凝土浇筑前，需布设温度监测点，用以监控混凝土内部温度。当监控温度接近警戒值时，即需要在预埋的冷却水管内通水以降低混凝土内外温差。
（2）水循环冷却控制工艺。由于本工程属于大体积混凝土浇筑，为防止因温度应力而产生的裂缝，除了控制混凝土原材料的温度和质量、混凝土浇筑的入模温度和混凝土浇筑的顺序和层厚之外，需要在本试验段内布置冷却水管作为预防措施。
5 保温保湿养护
在每次混凝土浇筑完毕后，应按温控技术措施的要求进行保温养护，并符合下列规定：
（1）专人负责保温养护工作，按规范操作，采用先洒水，再铺设土工布和塑料薄膜并压木枋。
（2）在混凝土浇筑完成，表面收好面后，立即进行喷雾保湿处理，覆盖塑料薄膜和土工布进行养护，保湿养护的持续时间不得少于14d，并应检查塑料薄膜和土工布的完整情况，保持混凝土表面湿润。
（3）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。
当混凝土表面和外界温差接近20℃时，搭设挡风保温棚。大风天气浇筑时，除应搭设挡风棚外，还应增加混凝土表面的模压次数，并及时覆盖保温材料和塑料薄膜。混凝土拆模后，地下结构及时回填土，不应长期暴露在自然环境中。
浇筑施工前应提前掌握当天天气情况，若将出现降雨情况，应避免浇筑施工。若施工浇筑过程中突遇降雨情况，除做好必要的防雨措施之外，必要时在结构的合理位置留置施工缝，并应尽快终止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。
6 结语
通过对大型泵站大体积混凝土裂缝的事前分析研究，该工程采用控制措施控制了裂缝的产生，泵站在完工后能很好地投入使用。由此可见，我们只要能针对相关的环境和技术条件，做好工程的施工设计，制定适合工程的施工方案，选择好的原材料以达到规范施工，并加強施工的管理，就能把裂缝有效地控制在允许范围内。
参考文献：
[1]古清添.泵站基础底板大体积混凝土施工裂缝控制措施[J].城市建设理论研究，2013年第13期.
[2]齐俊钢.低温条件下泵站建设中大体积混凝土裂缝控制研究[J].企业技术开发，2011年第15期.
关键词：大型泵站；大体积混凝土；裂缝；控制
0 引言：
随着经济建设的进一步发展，人们对能源的要求日益增长，各类泵站建设工程在不断地建设当中。但是，在泵站建设工程，出现了大体积混凝土施工裂缝，这不仅降低了泵站建设工程的施工质量，也使泵站以后的安全运行有了隐患。如何完善这项工程成为了值得研究的课题。下面以某泵站大体积混凝土施工为例进行研究。
1 泵站大体积混凝土裂缝类型
（1）地基不均匀沉降造成混凝土结构裂缝。
（2）混凝土本身物理力学性质决定的微观裂缝。
（3）可能出现的肉眼可见的宏观裂缝。
2 裂缝产生机理
认真分析裂缝产生机理，找出和施工有关的影响因素是现场施工中控制裂缝产生的关键所在。以下两个个主要方面：
（1）结构设计不合理。非均质复杂多相混相材料混凝土微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力，当内部产生拉应力超过其抗拉强度时产生裂缝，结构设计不合理更加剧混凝土裂缝发展。各种外部荷载与自重形成的内部应力容易引起裂缝，实际工况与模型工况不同的结构次应力也会引起裂缝。
（2）大体积混凝土施工中水化热控制不好。结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致大体积混凝土温度裂缝的主要原因。
3 本工程施工难点
（1）采用商品混凝土施工不确定因素多。为便于运输和泵送混凝土，商品混凝土骨料要求较为特殊，粒径小，坍落度较大，配合比中掺加大量外加剂，施工中泌水现象严重，给混凝土浇筑增加了不少困难。
（2）施工期环境温度较高不利于温控。本工程地处广东南端，气温较高，昼夜温差较大，不利于混凝土浇筑施工。
（3）施工场面受到限制。本工程按照深基坑设计施工，基坑深度达到11m，基坑内为淤泥土质，运输道路虽经特殊处理，但状况频出，给混凝土输送造成困难。
（4）本工程底板单块结构大，又不能无限期施工，对混凝土入仓速度、层间铺筑间隔时间要求较高。
4 混凝土底板施工中的主要裂缝控制措施
4.1 施工方案的拟定
4.1.1 设计方面
同时考虑变形的大小、约束的程度、实时抗拉强度三个条件。由于泵站整体结构要求受到限制，不能缩小结构尺寸，经过对混凝土强度等级、钢筋的品种和规格、建筑物的结构形式等统筹设计，在大体积结构内部设置一层温度钢筋，加密层间钢筋拉筋和支撑筋。
4.1.2 商品混凝土方面
对混凝土用碎石、砂采用喷洒冷却水降温，尽量缩短运输时间，尽量减小混凝土坍落度，混凝土坍落度控制在120mm左右，混凝土入仓温度控制在25°C。
4.1.3 混凝土浇筑方面
利用大仓面施工的有利条件采用分层浇筑，在设计混凝土配合比的初凝期内，尽量延长混凝土浇筑时间，在初凝结束前覆盖上层混凝土。
采用两次振捣技术，除了混凝土入仓振捣外，在覆盖上层混凝土前进行第二次振捣，二次振捣是对第一次振捣的补充。实践证明二次振捣能增加混凝土强度，提高抗裂性。
4.1.4 浇筑时间
浇筑时间选择在气温变化较小的时段内进行，避开夏天正午时间，选择下午或者晚上浇筑，冬季不在晚上浇筑混凝土，浇筑时气温高于10℃。4.1.5拆模混凝土底模和木模尽可能晚些拆模，采取带模养护；钢制侧模在一个星期之内拆模，既保护混凝土又不至于钢模锈蚀在混凝土表面留下痕迹。
4.1.5 混凝土的测温和及时养护
按温控技术进行保温养护，降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土自身的抗拉强度以提高混凝土块体的抗裂能力，保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在有利环境下得到良好的养护。
4.2 现场试验
为了从根本上控制裂缝产生，我们从源头上抓起，主要做了两类实验。两類实验同时进行：
（1）第一类：混凝土配合比设计实验。
本类试验包括三个实验，一是普通混凝土配合比设计，确定普通混凝土配合比为水：水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：外加剂（减水剂）=0.54：1.0：2.6：3.42：0.2376：0.0264，水灰比0.43。二是防腐混凝土配合比设计，防腐混凝土配合比为水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：掺合料（防腐剂）：外加剂（减水剂）=0.57：1.0：2.54：3.52：0.184：0.131：0.028，水灰比为0.44。三是大体积防腐混凝土配合比设计，经过现场浇注试验和专家会议讨论，确定本工程大体积防腐混凝土配合比为水：水泥：砂：石：掺合料（粉煤灰）：掺合料（矿粉）：掺合料（防腐剂）：外加剂（减水剂）=0.64：1.0：3.07：4.21：0.24：0.14：0.152：0.0291，水灰比为0.43。
（2）第二类：温控及模板体系与浇注工艺试验。
为了得到大面积施工工艺，我们特意选择场地进行现场实体模拟实验，按照实体结构尺寸做长3.5m，宽3.5m，厚3.5m混凝土块，模板采用平衡混凝土内外温差，满足实体施工温控要求，内部沿高程方向等厚三分布两层冷却水管进行通水冷却降温，冷却水管采用Ф25镀锌钢管，布设测温元件跟踪测量不同部位温度，根据不同的表现观察、分析原因，调整、完善施工方案。 4.3 原材料选择与控制
（1）选择细度模数较大的粗砂、减小砂率
（2）适当增加粗骨料含量，尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料
（3）采用中低水化热的非早强型普通硅酸盐水泥，并尽量减少水泥用量
（4）采用混凝土掺加技术
（5）拆模
4.4 温控措施
为确保本工程大体积混凝土满足强度和外观等质量要求，对混凝土浇筑施工主要采取以下几点温控措施：①原材料冷却；②控制混凝土入模温度；③注意混凝土浇筑方法；④温度监控和循环通水冷却；⑤保温保湿养护。
4.4.1 原材料冷却
由于本工程的混凝土为商品混凝土，为保证混凝土的质量，要求商品混凝土搅拌站采取用冷却水拌和、加冰拌合等措施保证运至施工现场入模的商品混凝土不超过30℃，并安排专职试验工到混凝土公司不定期的抽查混凝土原材料，包括水泥、骨料、粉煤灰和外加剂的品牌和用量是否满足已审批的配合比要求。在混凝土拌合前及拌合中，控制水泥的入机温度小于60℃。
混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，运输车具有防风、防晒和防雨设施。混凝土运输车在装料前，将罐内的积水排尽。
4.4.2 控制混凝土入模温度
浇筑前需测量混凝土温度，每台班不得少于2次。本试验段混凝土入模温度为30℃，混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不宜大于50℃。混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不大于25℃。混凝土浇筑体的降温速率不大于2℃/d，混凝土浇筑体表面与大气温差不大于20℃。
4.4.3 注意混凝土浇筑方法
（1）分层浇筑。试验段混凝土浇筑层厚度为（300～500）mm。浇筑时缩短间歇时间，并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长间歇时间不应大于混凝土6h的初凝时间（从混凝土出厂开始计算）。当层间间歇时间超过混凝土的初凝时间时，层面应做施工缝处理。
（2）分块浇筑。根据试验段结构形式，拟先浇筑-9.0m齿槽位置，再浇筑上游-8.625m的齿槽位置，两个齿槽浇筑完成后，最后从-7.625m高程处浇筑至-5.625m高程（廊道位置浇筑至-7.5m和-6.5m）。
（3）浇筑顺序。无论是齿槽位置还是齿槽以上底板浇筑，入仓顺序都由5#机组和4#机组分两个入料点，分别用混凝土泵车入料，向中间推进。
4.4.4 温度监控和水循环冷却控制工艺
（1）温度监控。在本工程混凝土浇筑前，需布设温度监测点，用以监控混凝土内部温度。当监控温度接近警戒值时，即需要在预埋的冷却水管内通水以降低混凝土内外温差。
（2）水循环冷却控制工艺。由于本工程属于大体积混凝土浇筑，为防止因温度应力而产生的裂缝，除了控制混凝土原材料的温度和质量、混凝土浇筑的入模温度和混凝土浇筑的顺序和层厚之外，需要在本试验段内布置冷却水管作为预防措施。
5 保温保湿养护
在每次混凝土浇筑完毕后，应按温控技术措施的要求进行保温养护，并符合下列规定：
（1）专人负责保温养护工作，按规范操作，采用先洒水，再铺设土工布和塑料薄膜并压木枋。
（2）在混凝土浇筑完成，表面收好面后，立即进行喷雾保湿处理，覆盖塑料薄膜和土工布进行养护，保湿养护的持续时间不得少于14d，并应检查塑料薄膜和土工布的完整情况，保持混凝土表面湿润。
（3）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。
当混凝土表面和外界温差接近20℃时，搭设挡风保温棚。大风天气浇筑时，除应搭设挡风棚外，还应增加混凝土表面的模压次数，并及时覆盖保温材料和塑料薄膜。混凝土拆模后，地下结构及时回填土，不应长期暴露在自然环境中。
浇筑施工前应提前掌握当天天气情况，若将出现降雨情况，应避免浇筑施工。若施工浇筑过程中突遇降雨情况，除做好必要的防雨措施之外，必要时在结构的合理位置留置施工缝，并应尽快终止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。
6 结语
通过对大型泵站大体积混凝土裂缝的事前分析研究，该工程采用控制措施控制了裂缝的产生，泵站在完工后能很好地投入使用。由此可见，我们只要能针对相关的环境和技术条件，做好工程的施工设计，制定适合工程的施工方案，选择好的原材料以达到规范施工，并加強施工的管理，就能把裂缝有效地控制在允许范围内。
参考文献：
[1]古清添.泵站基础底板大体积混凝土施工裂缝控制措施[J].城市建设理论研究，2013年第13期.
[2]齐俊钢.低温条件下泵站建设中大体积混凝土裂缝控制研究[J].企业技术开发，2011年第15期.