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摘要：南水北调中线一期工程天津干线混凝土箱涵拟采用泵送浇筑的施工方法，本文论述了如何在施工中控制裂缝产生，提高工程质量。
关键词：天津干线 泵送混凝土 裂缝控制 施工措施
1工程概况
天津干线各种型式箱涵约占全线路长度的99%。主要采用混凝土泵泵送入仓的施工方案。混凝土箱涵埋在地下，长期在潮湿的环境中运行。裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗渗能力和耐久性。因此，必须在施工中强化施工质量要求，尽可能的减少裂缝。
2、泵送混凝土的施工特点
天津干线采用泵送混凝土施工方案，具有工艺简单，混凝土浇筑易于布置、方便灵活，浇筑速度快，能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，具有提高抗渗性，改善耐久性的功能。近年来在大型水利建筑工地得到了广泛应用。
泵送混凝土的缺点是：混凝土的坍落度较大，水灰比高，水泥用量大，不利于温控，同时，由于浇筑速度快，对模板的侧压力较大，模板要有足够的强度和稳定性；另一方面，由于胶凝材料的大量使用，产生大量的水化热，容易造成温度裂缝的产生，影响结构的抗渗性和耐久性。天津干线为全暗涵的混凝土结构，工程完工后检修维护相对较为困难，因此对上述问题要有足够的重视。
3裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝的原因主要有以下几种：
（1） 荷载裂缝
一般多出现在构件的受拉、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工考虑不周，承载能力不足，地基不均匀沉降等等。
（2）温度裂缝
一般是由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成的裂缝。水泥的水化热为165～250J / g ，随混凝土水泥用量提高，其绝热温升可达50 ℃～80 ℃。研究表明，当混凝土内外温差10 ℃时，冷缩值εc= ΔTα = 0101 % ，如温差为20 ℃～30 ℃时，其冷缩值为0102 %～0103 % ，当大于混凝土极限拉伸值时，混凝土就开裂。
（3）干缩裂缝
这类裂缝是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小，毛细孔缝中的水逸出产生毛细压力，使混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩，从而形成干缩裂缝。
（4）沉降裂缝
现浇构件因地基或砌体不均匀沉降过大、模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等，均可导致产生沉降裂缝。
（5）腐蚀裂缝
腐蚀裂缝是由于有害离子Cl - ，SO42 - ，Mg2 + 等侵入混凝土内部，导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。
4裂缝控制措施
本次箱涵工程为三孔或两孔并联的钢筋混凝土结构，工程线路长，工程量大。为保证混凝土施工质量，减少因温度变化和干缩而产生的混凝土裂缝，施工时应主要从以下几方面进行控制。
4.1混凝土原材料及配合比的选用
尽量采用中热水泥，选择优质的骨料级配，严格控制其含泥量。混凝土中应掺入缓凝高效减水剂，以延缓水泥水化热的发散速率，必要时可掺加膨胀剂。混凝土中须掺入粉煤灰、矿渣粉，以抑制骨料碱活性反应，并降低水泥用量。实践证明：每方混凝土少用10kg水泥，混凝土绝热温升可降低1℃。尽量降低混凝土坍落度，以减少水泥用量。混凝土坍落度若降低1.0cm，可减少4～6kg的水泥用量，从而降低水化热。
本工程主体混凝土标号为C30W6F150。水泥主要选用强度等级P*Ⅱ42.5的散装低碱普通硅酸盐水泥（含碱量<0.6%）。粉煤灰等级不低于1级，矿渣粉S95级。根据混凝土箱涵的配筋情况，混凝土选用二级配，骨料最大粒径不超过40mm。天津干线工程对碱骨料反应足够重视，在骨料（特别是粗骨料）料场的选择上进行了严格的筛选，把骨料是否具有碱活性作为标准之一，从而大大降低了工程发生碱活性反应破坏的可能。根据南水北调中线干线建设管理局发布的《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》（试行）标准的规定，天津干线的混凝土箱涵工程为3类工程，并处于潮湿环境中运行，应控制其混凝土总碱含量不大于2.5kg/m3。
外加剂主要应用减水剂（或缓凝减水剂）、泵送剂、加气剂等，其质量应符合规定。
4.2、改进施工工艺
提高混凝土的浇筑质量，控制混凝土的裂缝产生，还可以从改进由混凝土骨料的储存到混凝土浇筑完毕后的土方回填中的各个施工环节的细节方面入手，以做到低成本投入，达到较好的质量控制效果。
（1）储料
骨料堆应设隔墙和防雨遮阳罩棚。粗细骨料的料堆尽量堆高，并从底部取料。此外，改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，以降低混凝土的浇筑温度。通常粗骨料温度降低1℃，混凝土出机口温度可降低0.6℃左右。天津干线设计通过打井取用符合标准的地下水拌制混凝土。一般水温降低1℃，混凝土出机口温度可降低0.2℃左右。
（2）混凝土运输
混凝土运输车辆应设保温、遮阳设施，防止温度倒灌。尽量缩短混凝土运输和等待卸车时间，要減少混凝土倒运次数。混凝土泵管要覆盖遮阳降温材料，如覆盖湿麻袋、草袋等，以防止温度倒灌。
（3）混凝土浇筑
加强气象预报，尽量选择阴天或小雨天浇筑混凝土，同时避开中午的最热时段，而选择在16时～次日10时的时段浇筑混凝土。振捣后的混凝土可用湿麻袋遮盖，防止日晒造成温度倒灌。混凝土浇筑仓内可选用轻型高效的仓面喷雾机降低仓内环境温度。在浇筑大体积混凝土时，仓内有条件可采用三级配混凝土，还可加埋块石，以减少混凝土用量，降低水泥水化热。
（4）混凝土养护
混凝土浇筑完毕后的10～12小时（炎夏可缩至2～3小时），即可开始覆盖混凝土表面并洒水养护，必要时可采用塑料薄膜包裹混凝土，以防止混凝土表面干缩开裂。混凝土底板、顶板等大面积混凝土平面，可采取平面四周设土子堰并蓄水（流动水）养护。在气温5℃以上时，洒水养护混凝土，使之经常湿润。
（5）箱涵混凝土浇筑完成后，在满足土方回填要求的混凝土强度下，尽早回填土方，以避免混凝土表面长期暴露。
4.3、总体控制
混凝土裂缝控制是一个复杂而艰巨的工作，它不但与工程的设计相关，还与工程原材料的选用、工程项目的管理、施工过程中的施工控制等方面息息相关。因此，单靠任何方面的努力是无法保证的，只有严谨的设计、精细的施工，各方面相互密切配合，严格要求，才能保证工程高质量的完成，圆满的完成天津市的供水任务。
关键词：天津干线 泵送混凝土 裂缝控制 施工措施
1工程概况
天津干线各种型式箱涵约占全线路长度的99%。主要采用混凝土泵泵送入仓的施工方案。混凝土箱涵埋在地下，长期在潮湿的环境中运行。裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗渗能力和耐久性。因此，必须在施工中强化施工质量要求，尽可能的减少裂缝。
2、泵送混凝土的施工特点
天津干线采用泵送混凝土施工方案，具有工艺简单，混凝土浇筑易于布置、方便灵活，浇筑速度快，能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，具有提高抗渗性，改善耐久性的功能。近年来在大型水利建筑工地得到了广泛应用。
泵送混凝土的缺点是：混凝土的坍落度较大，水灰比高，水泥用量大，不利于温控，同时，由于浇筑速度快，对模板的侧压力较大，模板要有足够的强度和稳定性；另一方面，由于胶凝材料的大量使用，产生大量的水化热，容易造成温度裂缝的产生，影响结构的抗渗性和耐久性。天津干线为全暗涵的混凝土结构，工程完工后检修维护相对较为困难，因此对上述问题要有足够的重视。
3裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝的原因主要有以下几种：
（1） 荷载裂缝
一般多出现在构件的受拉、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工考虑不周，承载能力不足，地基不均匀沉降等等。
（2）温度裂缝
一般是由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成的裂缝。水泥的水化热为165～250J / g ，随混凝土水泥用量提高，其绝热温升可达50 ℃～80 ℃。研究表明，当混凝土内外温差10 ℃时，冷缩值εc= ΔTα = 0101 % ，如温差为20 ℃～30 ℃时，其冷缩值为0102 %～0103 % ，当大于混凝土极限拉伸值时，混凝土就开裂。
（3）干缩裂缝
这类裂缝是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小，毛细孔缝中的水逸出产生毛细压力，使混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩，从而形成干缩裂缝。
（4）沉降裂缝
现浇构件因地基或砌体不均匀沉降过大、模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等，均可导致产生沉降裂缝。
（5）腐蚀裂缝
腐蚀裂缝是由于有害离子Cl - ，SO42 - ，Mg2 + 等侵入混凝土内部，导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。
4裂缝控制措施
本次箱涵工程为三孔或两孔并联的钢筋混凝土结构，工程线路长，工程量大。为保证混凝土施工质量，减少因温度变化和干缩而产生的混凝土裂缝，施工时应主要从以下几方面进行控制。
4.1混凝土原材料及配合比的选用
尽量采用中热水泥，选择优质的骨料级配，严格控制其含泥量。混凝土中应掺入缓凝高效减水剂，以延缓水泥水化热的发散速率，必要时可掺加膨胀剂。混凝土中须掺入粉煤灰、矿渣粉，以抑制骨料碱活性反应，并降低水泥用量。实践证明：每方混凝土少用10kg水泥，混凝土绝热温升可降低1℃。尽量降低混凝土坍落度，以减少水泥用量。混凝土坍落度若降低1.0cm，可减少4～6kg的水泥用量，从而降低水化热。
本工程主体混凝土标号为C30W6F150。水泥主要选用强度等级P*Ⅱ42.5的散装低碱普通硅酸盐水泥（含碱量<0.6%）。粉煤灰等级不低于1级，矿渣粉S95级。根据混凝土箱涵的配筋情况，混凝土选用二级配，骨料最大粒径不超过40mm。天津干线工程对碱骨料反应足够重视，在骨料（特别是粗骨料）料场的选择上进行了严格的筛选，把骨料是否具有碱活性作为标准之一，从而大大降低了工程发生碱活性反应破坏的可能。根据南水北调中线干线建设管理局发布的《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》（试行）标准的规定，天津干线的混凝土箱涵工程为3类工程，并处于潮湿环境中运行，应控制其混凝土总碱含量不大于2.5kg/m3。
外加剂主要应用减水剂（或缓凝减水剂）、泵送剂、加气剂等，其质量应符合规定。
4.2、改进施工工艺
提高混凝土的浇筑质量，控制混凝土的裂缝产生，还可以从改进由混凝土骨料的储存到混凝土浇筑完毕后的土方回填中的各个施工环节的细节方面入手，以做到低成本投入，达到较好的质量控制效果。
（1）储料
骨料堆应设隔墙和防雨遮阳罩棚。粗细骨料的料堆尽量堆高，并从底部取料。此外，改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，以降低混凝土的浇筑温度。通常粗骨料温度降低1℃，混凝土出机口温度可降低0.6℃左右。天津干线设计通过打井取用符合标准的地下水拌制混凝土。一般水温降低1℃，混凝土出机口温度可降低0.2℃左右。
（2）混凝土运输
混凝土运输车辆应设保温、遮阳设施，防止温度倒灌。尽量缩短混凝土运输和等待卸车时间，要減少混凝土倒运次数。混凝土泵管要覆盖遮阳降温材料，如覆盖湿麻袋、草袋等，以防止温度倒灌。
（3）混凝土浇筑
加强气象预报，尽量选择阴天或小雨天浇筑混凝土，同时避开中午的最热时段，而选择在16时～次日10时的时段浇筑混凝土。振捣后的混凝土可用湿麻袋遮盖，防止日晒造成温度倒灌。混凝土浇筑仓内可选用轻型高效的仓面喷雾机降低仓内环境温度。在浇筑大体积混凝土时，仓内有条件可采用三级配混凝土，还可加埋块石，以减少混凝土用量，降低水泥水化热。
（4）混凝土养护
混凝土浇筑完毕后的10～12小时（炎夏可缩至2～3小时），即可开始覆盖混凝土表面并洒水养护，必要时可采用塑料薄膜包裹混凝土，以防止混凝土表面干缩开裂。混凝土底板、顶板等大面积混凝土平面，可采取平面四周设土子堰并蓄水（流动水）养护。在气温5℃以上时，洒水养护混凝土，使之经常湿润。
（5）箱涵混凝土浇筑完成后，在满足土方回填要求的混凝土强度下，尽早回填土方，以避免混凝土表面长期暴露。
4.3、总体控制
混凝土裂缝控制是一个复杂而艰巨的工作，它不但与工程的设计相关，还与工程原材料的选用、工程项目的管理、施工过程中的施工控制等方面息息相关。因此，单靠任何方面的努力是无法保证的，只有严谨的设计、精细的施工，各方面相互密切配合，严格要求，才能保证工程高质量的完成，圆满的完成天津市的供水任务。