新開河特大橋混凝土冬季施工質量控制

郭忠民

摘要:混凝土的凝結硬化須要一定的溫度條件,天氣寒冷會使混凝土凍結,而無法使混凝土凝結。當氣溫降到-3℃,晝夜平均溫度低于+5℃時,就需要按照混凝土冬季施工方法進行施工。

關鍵詞:冬季施工;混凝土;質量控制

1工程概況

新開河特大橋大部分位于長春市汽車產業開發區內，起訖里程為DK674+464.69（沈臺臺尾）-D3K687+600.81（哈臺臺尾）, 全長13136.12m。全橋共有399個墩臺，樁基礎3506根，墩身采用圓端形實體橋墩，墩高1.5m～12m之間。橋梁工程主體工程所用混凝土材料均為耐久性混凝土，采用碳化環境Ｔ２級和凍融破壞環境Ｄ２級進行耐久性設計。

2冬季施工特點

《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041-2000)明確,冬季施工是指根據當年氣溫資料,室外日平均氣溫連續5 d穩定低于5℃時混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土及砌體工程的施工。

冬季是工程質量事故的多發季節，尤以混凝土工程居多。質量事故出現具有隱蔽性、滯后性，因為是在冬季施工，多數問題在春季才開始暴露出來，因而給事故處理帶來很大的難度，輕者進行修補，重者必須返工。

3冬季施工準備工作

組織專人提前編制冬季施工方案。原則:確保質量;經濟合理;縮短工期。內容:施工程序;施工方法;現場布置;設備、材料、能源、工具的供應計劃;安全防火措施;測溫制度和質量檢查制度等。方案確定后，組織學習，并向隊組進行交底。及時接收天氣預報，防止寒流突然襲擊。安排專人測量氣溫，并作好記錄。做好特殊工種人員的培訓和資格審查，不合格人員不準上崗。

4混凝土的冬季施工要求

混凝土冬季施工的材料儲備:砂石料應在入冬前組織進場并采取措施,保證砂石料不受凍，溫度在0℃以上；防止出現冰雪、凍塊進入攪拌機內;防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶;水泥、外加劑應在庫房或暖棚內進行保溫,禁止對其進行直接加溫;冬季溫度過低,應提前做好水源儲備并防止污染。

混凝土拌和料的加溫:在對攪拌站搭設溫棚保持砂石料常溫的情況下,混凝土拌和料要加溫,拌和水加熱溫度根據混凝土拌和物混合溫度來計算控制。

混凝土的拌和:混凝土拌和料的投料順序為:①砂石料進拌和機加90%的水進行攪拌1 min。②水泥、外加劑進拌和機進行攪拌1.5 min以上并補充剩余10%的水分。砂石料與水泥、外加劑分開進料斗,以防止水泥、外加劑接觸熱水發生水泥“假凝”現象。拌和時間適當延長,以防止出現混凝土外觀質量、和易性和施工性能差的問題。

混凝土的運輸:各種混凝土運輸車、輸送泵以及管道在使用前必須用熱水清洗加溫,保證運輸順暢、快速。混凝土泵安裝后要設暖棚,管道用棉氈包裹保溫,使用前后須用熱水沖洗干凈,防止混凝土殘料在管道內凍結。

混凝土的澆筑:必須采取有效措施如搭設暖棚等進行加溫至10℃以上時方可進行混凝土澆筑,盡量減少因施工操作引起的混凝土拌和物溫度損失。

混凝土的溫度監控:要建立溫度檢測制度,建立完整的檢測記錄。在冬季施工中,要選用具有防凍、引氣、減水等功能的復合性外加劑,采用5～25mm連續級配碎石粗集料與水泥配合,這樣就能保證混凝土防凍效果良好,滿足現場施工的要求。

5混凝土受凍對強度的影響

混凝土在澆筑后短時間內就可凝結,以后便逐漸硬化。凝結的快慢與養護溫度有很大關系,混凝土正常的凝結溫度為15~20℃。養護溫度高,凝結快,強度增長也快;養護溫度低,凝結慢,強度增長也慢。冬季施工時,凝結與凍結各依據一定條件向著相反的方向轉化。混凝土在凝結硬化過程中,如重復兩次受凍要比一次受凍的影響大。混凝土的凝結與凍結這一對矛盾的轉化條件就是溫度,冬季施工所采取的措施,就是要設法保持混凝土具有一定的溫度,使凝結硬化過程能夠順利進行。

6混凝土冬季施工方法

混凝土冬季施工方法有暖棚法、蓄熱法、蒸氣加熱法、電熱法及冷混凝土法等。暖棚法使用保溫材料和人工較多,造價高;蓄熱法在-3~5℃的氣溫條件下也會受到一定的限制;冷混凝土法的強度發展慢,有可能產生氯鋁酸鹽而腐蝕混凝土;電熱法及蒸氣加熱法都需要一定的特種材料設備。

墩身施工采用混凝土輸送泵泵送澆筑。施工前根據墩柱尺寸算出鋼模板外圍面積,用腳手架將墩柱圍起來,用養護罩將模板連同腳手架一起罩住,要求腳手架與模板的距離以不影響施工操作為宜。混凝土施工選在氣溫較高時進行,做好溫度測量記錄,保證混凝土出機溫度。當環境氣溫低于-10℃時,采用暖棚法將直徑大于25 mm的鋼筋加熱至正溫。混凝土的灌注溫度,在任何情況下均不低于5℃,混凝土分層連續灌注,中途不間斷,每層灌注厚度不大于20 cm,并采用機械搗固。

7混凝土冬季施工養護措施

冬季混凝土拆模時間應根據同樣試件的試驗結果確定。混凝土強度達到70%以上方可拆模。拆模時,混凝土表面溫度與自然溫度之差不能超過10℃,對已拆模的混凝土,應覆蓋黑心棉或毛毯進行養護。采用暖棚法養護的混凝土,當養護完畢后的環境氣溫仍在0℃以下時,應待混凝土冷卻至5℃以下后,方可拆除模板。拆模后立即加以保溫,防止混凝土表面冷卻過快而產生收縮裂紋或混凝土實體受凍,然后及時養護使混凝土實體達到設計強度為止。

7.1承臺混凝土養護

承臺混凝土灌筑后立即采用棉被在其頂部及四周覆蓋保溫保濕,拆模后四周及時回填土,頂面不能回填土的承臺采用棉被覆蓋。

7.2橋墩混凝土養護

橋墩搭暖棚、生火爐、由專人負責控制溫度,為保持濕度,用黑心棉或毛毯覆蓋已澆筑完成的混凝土。

混凝土澆筑后,將養護罩頂端封閉。混凝土澆筑的起始溫度不低于5℃,養護時初始溫度與環境溫差不得大于40℃,當環境為負溫時不得大于20℃。升溫速度控制在10℃/h~15℃/h。為防止混凝土在養護過程中失水,應在養護時保持空氣濕潤,并保持混凝土澆筑完成后24 h內為正溫。養護溫度不得低于防凍劑規定的溫度,當達不到規定溫度,且混凝土強度小于5 MPa時,應采取加熱保溫措施。拆模后,混凝土的表面溫度與環境溫度差大于15℃時,墩柱混凝土表面用塑料薄膜嚴密覆蓋,然后在覆蓋一層草簾，最后在覆蓋一層塑料薄膜，并經常檢查,養護直到混凝土強度達到規范要求。

結語

橋梁工程的冬季施工除了對原材料,鋼筋加工,混凝土配制、運輸、澆筑、養護等幾方面嚴格要求外,還要做好質量保證體系、施工組織設計、安全文明施工、環境保護等工作。只有綜合考慮技術、管理、投資等因素才能使項目取得質量和效益的雙豐收。