公路橋梁大體積混凝土澆筑施工技術研究

趙士元

道路橋梁 Roads and Bridges

公路橋梁大體積混凝土澆筑施工技術研究

趙士元

（徐州市路興公路工程有限公司，江蘇 徐州 221116）

隨著我國國省干線公路的建設，在橋梁施工中，混凝土的澆筑是經常進行的，如何保證施工質量，對于造成混凝土橋梁施工裂縫的原因，并提出相應的解決方案供同行參考。對大體積混凝土橋梁施工技術的發展提出了一些看法。

公路橋梁；大體積混凝土；澆筑施工；技術研究

0 前言

在公路橋梁施工中，大體積混凝土施工經常發生，大體積混凝土的施工技術是什么？如果混凝土的體積碎片發生在一定的水化過程中，當混凝土的體積收縮超過規定的一個或多個時，應采取適當措施，有效控制因溫差和收縮變形引起的應力混凝土裂縫的發展，或將裂縫減至最小，這種施工技術稱為大體積混凝土施工技術，其一般性除了限于結構的最小截面和混凝土內外溫差外，還限于平面尺寸。近年來，大量的混凝土橋梁施工過程中在原有的裂縫中取得了一些經驗成果，由于介紹了施工技術措施，目前沒有因溫差或收縮引起的特殊裂紋。現將實施方法介紹如下。

1 大體積混凝土的設計要求

為保證橋梁的最終施工質量，必須做好完整、準確的準備工作，并在混凝土加固的早期進行控制，混凝土的合理設計對橋梁質量起著重要的作用。特別是大體積混凝土的設計要求體現在以下幾個方面：（1）在一般混凝土設計過程中，應采取合理的結構和分工。橋梁施工中是否允許水平施工連接，以便根據溫度裂縫細分的要求，科學地進行施工連接。（2）對于橋梁的實心混凝土，為了避免內部混凝土中難以擴散的熱量的形成，當大體積混凝土出現裂縫時，施工混凝土應選擇強度在C20-C35之間的中低強度。（3）如果不影響壓力基礎，則應改善結構的約束條件。例如，混凝土墊層上的滑動層更有利于減少質量問題。

2 混凝土澆筑硬化溫控技術

2.1 連筑及涂層硬化溫控技術

這種方法的優點保證了地板覆蓋物的質量，同時混凝土層也能起到散熱的作用，有助于降低混凝土砌塊的溫度。

2.2 溫控參數

混凝土澆筑溫度控制在28℃以內，混凝土內表面溫差控制在25℃以內，混凝土迅速下降，保持在10℃以下。

2.3 混凝土澆筑完成和保溫層鋪設

應根據具體情況選擇材料，并通過計算確定的總厚度。澆筑和排水大體積混凝土時，可采用塑料、布、養護紙和養護液覆蓋外露表面。在混凝土表面還可保持一定的水分，以保證水分混合均勻，防止水分在混凝土表面流動。

施工現場晝夜溫差大或天氣條件惡劣時，應準備足夠的保溫材料。另外，保溫層應根據溫度變化情況進行調整，從溫度監測結果來看，內部溫度上升越快，表面保溫效果就越差。混凝土內外溫差大于控制值時，若保溫層相應增加，若混凝土內外溫差不超過20℃，則可分層拆除保溫層。但是，為了確保混凝土內部和表面是溫暖的，并且它們之間的溫差在內部和表面溫度的控制值之內，應移除所有隔熱層。冬季施工時，保護混凝土應在凍結前達到凍結臨界強度。只有當溫度冷卻到5℃時，才能去除絕緣材料。大體積混凝土的儲存深度可達30mm左右。根據儲存深度，可在附近磚墻表面涂防水砂漿，用粘土堆起小隆起，并設置水管和進水管。在此基礎上，通過調節蓄水深度來控制溫度。

2.4 總溫度降低

一般來說，降低溫度的方法是總溫度降低。具體方法如下：首先，用水對集料進行預聚，取得了良好的效果。但必須設置排水設施，以保護總含水量的穩定；其次，應選擇低溫地下水進行開采。如果水溫為5C~10C，冷卻效果更為明顯。當骨料在2~3℃的吊頂內儲存時，骨料溫度應比日照溫度低2~4℃，骨料堆放高度宜在7m左右，并應保證足夠的儲備。

澆筑可在低溫季節和夜間進行，以保證較低的澆筑溫度和較低的溫控成本。由于夏季氣溫較高，白天應加快混凝土的不凝結。另外，混凝土受陽光照射的時間要少，暴露面積要少，混凝土含量要少，日照引起的溫升也要少；另外，如果夏季氣溫較高，混凝土泵管應連續灑水，以保證其濕潤，以降低混凝土因溫度升高。

3 大體積混凝土裂縫的基本類型和成因

3.1 塑性收縮裂縫

裂縫通常發生在干燥的夏季，炎熱或多風，裂縫的形狀和大小不固定，中間位置一般較寬，兩側相對較長，最大長度可達2-3m，最小可達到20cm。一般前的具體設置會由于一般前表面的快速失水而導致一定量的收縮現象。此時，水浸現象已不能滿足具體要求。如果不采取措施，加適量的水，就會出現裂縫。整個結構溫度較高，水泥活性或水灰比低，一旦發生混凝土開裂。

3.2 溫度裂縫

溫度裂縫一般是由水泥水化熱引起的結構內外溫差大引起的。水泥在澆筑和硬化混凝土質量中發生化學反應，形成大量的水化熱，整個混凝土結構內部不能產生熱量，表面熱量消散快，內外溫差過大。在環境溫度的影響下，混凝土結構會產生溫度變形和溫度應力變形。只要數據超過混凝土材料的強度，就會拉住混凝土材料的變形，造成一定程度的斷裂。

3.3 干縮裂縫

大體積混凝土的收縮與各種材料參數有關。水灰比、集料性能、外加劑和含水量主要由其結構決定。由于水的蒸發，內部會出現裂縫和變形。大體積混凝土澆筑后的裂縫多為網狀或平行裂縫，一周內容易出現，養護后也是其高發期。混凝土結構的凝結水在攪拌硬化后受外界自然因素影響，內部水分趨于較大，表面失水也繼續蒸發，造成較大變形。表面干縮是由于混凝土內部粘結而產生的拉應力引起的收縮裂縫結構。

3.4 沉降裂縫

沉降裂縫是一種影響較大的裂縫，通常貫穿于建筑物內部。這種結構主要是由于橋基的地質條件不同。另一個很常見的因素是長期浸沒或地基不均勻沉降。這種裂縫在北方寒冷地區非常嚴重。工程模板一般安裝在凍土上。天氣暖和時，會有不同程度的沉降。從混凝土結構來看，會出現嚴重的沉降裂縫。裂縫的沉降對工程質量有很大的影響，這涉及到很多方面。

4 施工工藝分析

采用適當的施工措施，既能節約施工成本，又能有效降低施工成本。小體積混凝土內外溫差能有效減小溫度裂縫。提高大體積混凝土質量。

4.1 塊狀筑造

在大體積混凝土施工過程中，為了有效降低大體積混凝土的內外溫度，經常采用分塊澆筑。同時，在這種分塊筑造法中，分為層狀結構和箱形兩種。今天建筑物分層灌溉的方法包括多層方法。采用三種灌水和灌水方法，包括分段和坡面分層。綜合分層法可使混凝土散熱均勻，無豎向裂縫，但混凝土的攪拌運輸應滿足初凝前混凝土連續澆筑的要求，使橋梁平整、無縫。針對混凝土粘結程度低、滲水量大、沖蝕破壞小的特點，對平面面積大、厚度薄的傾斜分層建筑，采用分段澆筑法。目前橋梁大體積混凝土施工多采用二次整體澆筑和整體分層澆筑。

4.2 澆筑溫度降低

主要措施有骨料預冷（水冷、風冷等）。最好在低溫下澆筑混凝土或在夜間完成。澆筑溫度過高時，應采取防止加熱措施，傳輸時間盡可能減少，極大地優化暴露時間和有效的運輸保護措施。泵送混凝土時，應在管道上覆蓋冷水，以減少混凝土在泵送過程中對太陽輻射熱的吸收，使其達到混凝土溫度的極限。在橋梁混凝土施工中常用的措施有水泥、冷卻水和骨料、冷卻混合水和縮短運輸路線。

4.3 控制施工進度

溫度變化對大體積混凝土施工進度的影響非常明顯。分步澆筑應注意分層間隔。當定點溫度下降時，選擇合適的時間讓頂層混凝土等底面，即最高溫度上升后再去底層。最后，底部混凝土的恢復度不超過原最大溫升。二次澆鑄可分為幾層，每層間隔時間不宜過長。如果混凝土沒有完全調整，如果要進行下一個施工步驟，則必須在混凝土凝固之前完成澆筑。

4.4 混凝土攪拌工藝的改進

為改善混凝土的攪拌工藝，采用二次加料或二次糊漿的砂漿、石袋拌合新工藝，使凝結土的固結度提高10%左右，混凝土的抗拉強度也有所提高，混凝土的最終抗拉強度僅次于混凝土。二次振搗可解決粗集料底部漏水、橫筋與鋼筋混凝土之間存在裂隙的問題，鋼筋間的密實度可使混凝土抗壓強度提高10%-20%。

4.5 預埋水管

預埋水管可以降低混凝土連續流的溫度，并能將混凝土塊冷卻到穩定體積，水管的直徑一般為25 mm-19 mm薄壁鋼管或鋁管。兩層水管之間的距離取決于平均距離為1.5-3m，且兩層均通過坡度在管道中應覆蓋第一層混凝土厚度，但供水時間應適合第二次升溫。混凝土不應超過第一次升溫，并且需要避免溫度過程大而陡而導致裂縫。

5 大體積混凝土質量控制措施

5.1 工程前期質量控制

（1）工程設計。國省干線公路橋梁大體積混凝土施工是質量控制的首要環節。應避免使用高強度混凝土，應在C20和C30之間選擇具有一定強度等級的中等強度混凝土。在混凝土砌塊設計中，設置水平施工縫時，砌塊必須按設計要求設計合理的連接方式。鋼筋隔墻的設計應盡量減小鋼筋間距，提高鋼筋分布密度。

（2）員工管理。不斷提高建筑管理質量，確保有關人員理解和控制設計圖紙，了解設計意圖及施工中的難點和重點，學習相關設計規范，提高施工人員的施工理論和實踐水平。

5.2 材料的控制

（1）水泥的選擇。混凝土溫度的變化直接影響水泥用量。在施工中應采用低水泥加熱的混凝土，在施工中應盡量減少水泥用量。

（2）骨料的選擇。細骨料和粗骨料是混凝土施工中不可缺少的材料。細骨料的選擇應選用砂土，相對水泥用量可有效減少。粗骨料的選擇應為5-20 mm石料，它能降低混凝土在施工過程中形成的可能性，提高混凝土結構的穩定性。粉煤灰作為混凝土施工的原材料，其主要作用是提高混凝土的工作能力，提高混凝土的工作能力，提高混凝土的耐熱性。

5.3 混凝土施工

（1）清理和檢查。混凝土澆筑前必須對模板、支架、鋼筋、預埋件等進行清理和檢查，確保澆筑內部清潔，形狀結構良好。基層混凝土表面清理也是混凝土澆筑前的一項重要工作，即清除基層表面的雜質。

（2）澆筑混凝土時，應保證澆筑層的厚度，并在混凝土拌合料中每50cm檢查一次澆筑混凝土的厚度，每種材料的配比必須嚴格按照有關規范進行。原材料的攪拌應符合質量標準，并提供足夠的攪拌時間，通常是分層澆筑，以確定各混凝土層的厚度和時間保證。避免陽光直射，采取適當的降溫措施控制混凝土內部溫度。

5.4 加強混凝土施工中的監理

加強施工監理，可以監督施工方工程實施，有效控制施工進度。為了保證每層混凝土的厚度，保證溫度分布均勻，必須嚴格控制澆筑時間和混凝土厚度。監理有責任和義務對施工人員特別是施工人員提出索賠，指示施工人員及時移動混凝土澆筑管，以保證澆筑的均勻性。在施工過程中，混凝土的磨合必須每兩小時測量一次，并做好記錄。

6 結束語

大體積混凝土施工是鐵路建設的重要組成部分。因此，為了提高橋梁大體積混凝土的施工質量，有必要在橋梁施工中有效地防止大體積混凝土的開裂，并加以控制。橋梁施工中大量的裂縫是交通運輸行業的難題，也是影響行業的原因。在橋梁施工中有必要規范大體積混凝土施工工藝，將橋梁技術作為保證橋梁防治效果的手段。

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趙士元（1979.02- ），男，漢族，山東濟寧人，專科，工程師，研究方向：交通公路工程(路橋工程專業)。

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1007-6344（2021）01-0260-02