总结了大体积劲性混凝土结构施工的几点经验。
关键词：试验承台；大体积混凝土；浇筑
一、概述
试验承台是进行结构试验加载的基础，其质量的好坏直接关系到结构试验数据的可靠性。因此，除必须具有足够的强度，满足试验加载最大能力外，还必须满足刚度要求。在理论上，相对于试验构件应有绝对的刚性；此外，还必须满足耐久性要求，防止承台出现影响结构的裂缝。
带有槽口的试验承台和承力架，只能提供试验加载的竖向荷载，而实际试验中常常需考虑水平荷载，还需配套设计能提供水平反力的反力墙。由于学校经费所限，无法一步到位完成反力墙的建设。因此，在设计中只好将整个工程分为两期建设。考虑到反力墙的整体稳定性，为节约地基处理费用，应将反力墙基础与结构试验承台连接成整体。因此将15m的承台分成两段，一期工程只建设10m长的承台，二期工程建设余下的5m承台和反力墙，平面布置如图1所示。
一期建设工程，试验承台长约10m，宽4.5m，厚2m，承台内含有四条槽口，主要用于安装固定上部承力架、构件试验支座等试验设备。由于承台厚度大，夏季施工，气温较高，我们采取了优化混凝土配合比、埋放干净坚固块石、布置冷却水管、表面覆盖砂层温水养护等措施，保证了混凝土的施工质量。
二、试验承台工程的施工
（一）地基处理
承台工程位于学校工程结构实验室内，过去在建设实验室厂房结构时未考虑试验承台，没有对室内试验承台所在地基进行处理。工程所在场地土层从上至下分别为：杂填土（0～-3.0m）、流塑状淤泥（-3.0m～-12.0m，部分含夹细砂）、可塑状残积亚粘土（-12.0m～18.3m），地下水位约-1.5m。
为确保承台的稳定，防止不均匀沉降，根据使用功能对地基承载力的要求，必须对地基进行处理。在处理方案选择中，主要考虑的因素有：
1.室内施工场地和室内净空高度条件；
2.施工对原有厂房柱下基础的影响；
3.由于实验室紧靠办公室、教学大楼和学生宿舍，因此，施工时必须尽可能减少噪声、振动和对周围环境的影响；
4.地基处理的费用
经多种方案的比较，综合考虑各方面因素，最后决定采用高压旋喷桩方案进行地基处理。
（二）基坑的开挖
如前所述，由于室内地面以下地基未经处理，实验室大厅地面已发生不均匀的沉降，中间地带下凹明显。考虑以后大厅地面处理，建成后结构试验承台自身的沉降，决定将建成后承台的顶面高出现有地面约0。1m。根据一期工程的规模，考虑施工模板的安装空间以及0.1m厚的基础混凝土垫层，确定开挖基坑长约11m、宽约5m、深约2m。同时，考虑到实验室大厅经过十多年的使用，地下土层已经较为密实，现有地面混凝土面层对其下地层有一定的约束，且基础不深，因此，基坑开挖不放坡，采用设集水井的明沟排水方案。基坑开挖完成后，浇筑0.1m厚的C10混凝土垫层。
（三）承台劲性混凝土结构的施工
进行结构试验加载所需的力，是通过加载支架传到承台的槽口上：为满足承台的承载力要求，设计中，在承台宽度方向，采用型钢桁架以抵抗槽口传来的上拔力；因承台加载位置的不确定性（加载支架可根据需要沿槽口移动），沿纵向每隔1m布置一榀型钢桁架。在试验加载过程中，作用于槽口的上拔力又使试验承台沿纵向受到弯矩作用，因此，必须布置承受弯矩的纵向钢筋，如图2所示。
型钢桁架采用焊接连接，在施工中必须注意以下几点：
1.槽口槽钢A，在承台使用过程中，暴露在外，应考虑防锈措施；
2.槽钢A直接承受并传递外力，必须保证其上下翼缘的水平和腹板的竖直；
3.槽口传来的上拔力，通过连接钢板B传到桁架，因此，连接板B与桁架的焊接必须确保质量，且应采取措施减小焊接应力和焊接变形、型钢桁架安装就位完成后，还需进行矫正，以满足槽口的平整、竖直要求；最后，采用超声波进行焊缝质量的检测。
在施工中，为便于钢桁架的制作，首先在实验室地面上将桁架一榀一榀的加工好，然后组装成整体，最后利用吊车吊人基坑就位、矫正。在型钢桁架吊人基坑之前，必须将承台底部的纵向钢筋按要求分堆放好，待钢结构加工完成后，再将其余纵筋和箍筋按照设计要求绑扎。
（四）混凝土的浇筑与养护
承台混凝土厚2m、宽4.5m、长约10m。尽管量不大，但由于混凝土的厚度达2m，仍属于大体积混凝土浇筑，因此必须采取有效措施，保证混凝土的施工质量，防止开裂。
混凝土浇筑后，表面热量散发快，外部气温降低，内部不易散发，升温膨胀，使混凝土内部产生压应力而外部产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便产生表面裂缝。为防止这种裂缝的产生，采取以下措施：
1.采用混凝土的后期强度，优化配合比，减少混凝土的发热量。根据混凝土的绝对温升Tmax与单位水泥用量W和水泥水化热Q成正比
其中，C为混凝土的比热；r为重度。
本工程对混凝土的早期强度要求不高，因此，可适当采用后期强度，采取水化热小的矿渣水泥，减小水灰比和水泥的用量；改善骨料级配，增大最大骨料粒径；掺人适量的粉煤灰和减水剂。此外，在承台中心区域，埋放适量无裂缝、冲洗干净的坚固块石。
2.降低混凝土的入仓温度。安排在晚上浇筑，可有效减低从搅拌站运送到现场的混凝土拌和物的温度，而且浇筑时现场的气温较白天也有显著减低。
3.加速混凝土散热。采用薄层浇筑以增加散热面，并适当延长散热时间，不留施工缝，一次连续浇筑完毕，采用斜面分层法浇筑混凝土，以满足试验承台的整体性要求。
4.冷却—加热养护：如图1所示，在混凝土内预埋三个“山”形水管，待承台混凝土凝固之后，在承台表面敷一薄层（20—30mm）砂子，浇水养护混凝土：槽口边缘小角钢C（如图2）可以挡住砂子和水，保证了承台顶面混凝土的湿润，溢出的水流人槽口内又使槽内混凝土表面保持湿润。养护用水首先接到一个“山”形水管的一端使其经过混凝土内部“加热”，“山”形水管的两个出口，一个让水流出，提供本条承台表面混凝土养护所需的水分，用水管将另一个出口的水连通到第二个“山”形水管；利用同样的方法可连通到第三个“山”形水管。这样，只需接一根外来水管就可以保证整个承台的养护用水，而且水量可调节，通水方向可随时根据需要调换。这种“冷却—加热养护”方案，一方面可降低混凝土的内部温度，另一方面，砂子具有保温和减少水分散发的作用，提高了混凝土表面的温度，可加快混凝土强度的增长速度，同时减小了内外温差，有利于混凝土的抗裂。
（五）表层处理
待承台混凝土养护完成以后，将表面的砂子收集起来，配置砂浆，浇筑在承台混凝土的表面，使承台的顶面与槽口边缘小角钢肢顶平齐。施工中必须保证承台顶面的平整，砂浆应具有很好的强度和耐磨性能。
三、实践体会
结构试验承台是一种特殊的大体积劲性混凝土工程，其施工较为复杂，需精心设计，系统管理。通过本工程实践，总结如下：
第一，根据试验承台混凝土早期强度要求不高的特点，利用后期强度，减少单位水泥用量，从根本上降低水化热，不仅解决混凝土内外温差大的问题，而且可降低工程造价。
第二，在混凝土中掺人适量坚硬的块石，不仅可以减少混凝土的用量，进而减少水泥用量，降低水化热，而且石块本身也可吸收部分热量，使水化热进一步降低，有利于控制混凝土裂缝的开展，提高混凝土的质量。
第三，根据工程特点，适当布置简便的“山”形管“冷却系统”，将混凝土“内部降温”与“外部保温”相结合，可收到事半功倍的效果。此外，停止向“山”形管注水一定时间后，还可通过将温度计吊入管底，测量混凝土内部温度（与底部水温基本相等）。
第四，试验承台属劲性钢筋混凝土结构，含钢量高，因此，可承受较大的温度应力，对混凝土的开裂具有很好的约束作用。
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