1、裂縫產(chǎn)生機理

　　混凝土管段在施工，由水泥水化過程中發(fā)出的熱量、氣溫和地基溫度變化所引起的混凝土的溫度變形要受到兩種類型的約束，一是混凝土與外部環(huán)境溫度差異引起的約束；另一種是由于內(nèi)部的條件不同產(chǎn)生的約束，以上兩種約束產(chǎn)生的應力為溫度應力。

　　其次，濕度變化引起的混凝土內(nèi)部各單元體之間相互約束，生的應力為干縮應力。因為濕度傳導速率遠小于熱度傳導速率（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近；另外，混凝土的自身體積變形不能自由伸縮所產(chǎn)生的應力，稱為自身體積變形應力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會產(chǎn)生變形應力。在以上非結構荷載作用下所產(chǎn)生的應力中，主要是溫度應力和變形應力。對于管段結構施工，當混凝土澆筑體邊界無約束時（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內(nèi)、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內(nèi)部受壓。當拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束時（如已澆底板對外側墻、中隔墻對頂板、已澆管節(jié)對后澆帶），在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應力，當該拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土整個截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。

　　2、裂縫控制技術

　　在沉管管段制作中，控制大體積混凝土結構裂縫的原理就是降低混凝土的水化熱溫升，減小混凝土的外約束與非線性降溫和收縮所產(chǎn)生的拉應力，提高混凝土相應齡期的抗拉強度和極限拉伸；另外，改善混凝土表面的散熱條件、防止結構產(chǎn)生過大的不均勻沉降，也是控制管段結構產(chǎn)生裂縫的重要手段。

　　基于管段結構產(chǎn)生裂縫的機理，在本工程中針對性地采用了以下施工技術和措施：

　?。?） 優(yōu)化混凝土級配，減小水灰比，采用摻粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術?？刂圃牧希档突炷了療岱逯?，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度及極限拉伸；

　?。?） 盡可能降低混凝土入模溫度，入模溫度控制在比環(huán)境溫度高5℃范圍之內(nèi)；

　　（3） 施工工藝上將管段分為6節(jié)（13.50～17.85m長為一節(jié)），減少溫度收縮應力；

　?。?） 改善基礎對結構底板的約束邊界條件，塢底采用碎石起浮層及18mm九夾板作為底模，減少基底對混凝土底板的約束作用；

　　（5） 盡可能減少結構底板與外側墻混凝土澆筑時間差，減少新老混凝土之間的收縮差；

　?。?） 在外側墻中埋設冷卻管，在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量，降低混凝土最高溫升值；

　?。?） 采用竹膠板模板，改善混凝土表面熱交換條件，延遲拆模時間，減小混凝土降溫速率；

　?。?） 混凝土分層澆筑，加強振搗；

　?。?） 加強養(yǎng)護，采用的主要養(yǎng)護手段有：頂、底板蓄水養(yǎng)護，外側墻噴淋、澆水養(yǎng)護，內(nèi)孔保濕保溫養(yǎng)護，冬季保溫養(yǎng)護等；

　?。?0） 盡可能延緩后澆帶澆筑時間。

　　3、混凝土配合比優(yōu)化及供應

　　管段混凝土的配合比設計研究是大體積混凝土控制裂縫的關鍵技術之一。設計要求混凝土強度等級為C35，P10，重度為23.4~23.51kN/m3.針對混凝土的設計要求和特性，選擇了10余種水泥、粗細骨料、外加劑，進行了幾十種混凝土級配的試驗研究。對混凝土的強度、抗?jié)B、水化熱、收縮值、極限拉伸、彈性模量、重度以及和易性、坍落度等指標進行了反復、嚴格的比較和論證。

　　其中水泥為上海聯(lián)合525P.0水泥，該水泥特性為水化熱較低（3d為240kJ/kg，7d為257kJ/kg）、早強高、后期強度增進好、質(zhì)量穩(wěn)定；粉煤灰為二級磨細粉；石子為5~25mm連續(xù)級配碎石；砂為中粗砂，細度模數(shù)2.4~2.8；外加劑為鎮(zhèn)江特密斯（TMS）的B250高效減水劑，減水率達15%~17%，并有補償混凝土的收縮功能。

　　基于管段混凝土的量大，且供應需保障及時，日高峰量達到2000立方米，因此，在施工現(xiàn)場建設了混凝土攪拌站。攪拌站占地約6000平米，采用2臺75立方米/h的HZS75B攪拌機組，設6只筒倉；石子堆場840平米；黃砂堆場1040平米，基本保障了管段制作及其他結構施工的混凝土需要.