市政道路與橋梁工程混凝土施工技術分析

林安周

華洲建設溫州有限公司 浙江 溫州 325500

1 市政道路橋梁施工特征

作為城市基礎設施建設的重要內容，道路與橋梁施工關系著城市交通運行的效率和安全性，對于城市經濟發展和綜合服務質量具有較大影響。相比其他市政建設項目，城市道路與橋梁工程不僅具有施工環境復雜的特征，而且工程項目整體的專業性較強，對于施工技術、施工質量的控制要求較高。市政道路橋梁施工環境的復雜性表現在工程項目的建設場地較為狹小，具體施工區域貫穿于城市的大街小巷，這樣在工程項目建設中，城市各區域的地質水文、地下構筑物、管線等都會對項目建設造成影響，同時城市內部人流、車流狀況較為復雜，這也會增加項目建設的風險，故而在市政道路橋梁工程全生命周期內，應重視施工環境的系統控制。同時市政道路橋梁工程建設具有較強的專業性，該特征著重表現在項目施工技術應用層面；結合施工實際可知，市政道路橋梁施工需嚴格按照CJJ2—2008、JTGF80/1—2004等規范的要求，進行路橋基礎、橋臺墩柱、路橋表面等部位的施工技術要點控制，并且需標準化地使用橋梁翻模、滑模施工技術；只有嚴格按照施工規范、項目設計標準進行路橋施工，強化施工技術應用，才能有效提升工程項目建設質量，保證路橋施工的專業化程度。另外市政道路橋梁工程建設直接關系著城市居民交通出行的效率與安全，對于城市整體服務質量具有較大影響，故而在項目建設中，除規范施工技術外，施工人員還應重視項目工期、成本、質量、文明施工等內容的科學管理，在項目建設中，通過統籌、協調這些指標要素之間的關系，能有效提升工程項目建設質量，保證市政道路橋梁的施工效益和應用價值[1]。

2 道路橋梁混凝土施工要點研究

2.1 模板設計

模板施工是橋梁混凝土施工期間的重要環節。開展設計工作時，需作業人員著重考慮三項內容：一是盡可能保證模板安裝與拆卸工作的便捷性，同時做好模板支撐結構的施工工作，確保其整體牢固，以此增強模板穩定性。選擇模板時，應以具備良好平整度、高強度的模板為主，并重點測量其剛度，防范混凝土施工或橋梁投入使用后出現基礎變形問題。此外，需注重對模板密封程度的考量，規避漿液滲漏。二是做好模板材料的選擇工作。模板材料需具有極強的耐腐蝕性、吸水性等特征，且表面潔凈、平整。具體選擇時，可依托橋梁不同構件的實際形狀以及規格，確定相適宜的模板材料。若構件為圓形，則以鋼模板為主；而對于復雜形狀構件，如E形、T形，盡可能選擇竹膠板。三是科學落實模板處理工作。如果最終確定模板類型為鋼模板，應安排施工人員拋光處理模板與混凝土接觸面，以此增強混凝土光潔度。

2.2 混凝土原材料管理及配比

原材料質量對于混凝土材料的配置效果具有較大影響，在項目施工的初期階段，還應重視混凝土原材料質量的系統管理。一方面，在混凝土原材料進場檢驗中，應重點檢查材料數量、規格、品種、質量等指標，所進場的材料應具有完整的產品合格證明書、質量檢驗單，杜絕劣質材料進場。另一方面，原材料進場后，還需要做好材料的分類堆放，譬如，應將礦物摻合料放置在散料倉，而袋裝粉狀材料應存放在專門的庫房中，嚴禁所有材料露天堆放，此外應做好庫房環境管理，避免庫存材料受潮或污染變質。市政道路橋工程建設中，在保證原材料質量的基礎上，還應科學開展材料配比設計，GB8076—2008、GB50119—2013等規范是公路橋梁混凝土原材料配置的重要依據，施工人員應結合這些規范和設計情況，做好材料適配以及調整工作，材料配比設計中，還應通過正交試驗法等方式，精準控制混凝土耐久性、設計強度等級等要素，并且應結合工程建設需要，深化多功能復合外加劑材料的應用，提升混凝土材料整體性能[2]。

2.3 模板安裝

模板是指由螺栓、模板面、組合卡扣與支撐部件組成的澆筑模具體系，它的主要用途是為澆筑工段的混凝土提供拘束力，使澆筑的工程構件能夠干化形成指定的幾何形狀與結構。該橋梁工程在施工方案設計時，考慮到施工美觀度以及施工成本的問題，決定采用在鋼模板上涂刷脫模劑的做法進行模板安裝，以達到延長模板使用的目的。首先是支架搭設，它是施工人員在高空完成澆筑作業的重要輔助設備，主要作用是為施工人員提供可靠穩定的操作平臺。在該工程中主要采用了滿堂門式支架方案，鋼管尺寸為26.8mm×2.5mm，組合卡扣、交叉支撐、調節架、水平架等配套構件均采用鋼結構。為了進一步提高施工作業的安全保障，在支架搭設完成后，還需對部分主要受力的連接點進行焊接加固。而后是進行施工圖紙的放線測量，在施工控制網格中找到澆筑構件的中心軸線，并用定位鋼筋進行標記。同時在模板安裝作業前，還需要根據模板的組合方案，將固定配件以預埋的方式安裝就位。接著從箱梁的陰角模板的安裝位置開始按照配板圖紙進行對接安裝，在安裝前需要先將模板用砂輪機進行表面除銹處理，涂刷層厚不小于8mm的脫模劑，等到安裝對位精準后，用54mm的標準短款銷釘與對拉螺栓進行固定。在所有模板組裝完整前，用于固定的對拉螺栓不能扳擰過緊，應當適當預留出部分用于微調安裝結合位置，避免模板錯位后受到彎距作用而出現形變損壞，但也不宜使模板發生松動。最后是模板加固作業，等到構件四周的模板全部組裝完成后，在每個模板背楞連接部位應當用U字碼將兩個搭接的模板加強筋進行連接固定，而箱梁頂部墻柱的安裝模板，則用頂部拉斜支撐的方法進行固定。加固作業時還需要檢查模板的對地垂直度，若發現存在錯位、偏差安裝的目標，可以通過改變頂部斜拉支撐力的方法，來不斷調整柱、墻模板的垂直度，直至其完全滿足設計施工方案的質量要求為止（如圖1）。

圖1 模板安裝

2.4 材料配置

市政道路橋梁工程建設中，混凝土材料配置攪拌按照事先設計的配比方案進行操作。首先在材料混合攪拌前，要求嚴格檢測粗骨料、細骨料的含水率，結合材料含水率等情況進行配比優化調整。其次為保證材料配置的規范性，在配置初期階段，還應做好原材料的稱量工作，一般原材料稱量使用電子計量設備完成。以市政道路橋梁工程高性能混凝土材料為例，在材料配置及原材料稱量中，需嚴格控制1m3混凝土材料中的水泥372kg，粉煤灰粉和礦渣粉各90kg，硅灰48kg，另外砂、石、水及外加劑的用量需分別控制在730kg、1094kg、132kg和7.8kg。為確保材料配置的精準性，一般對這些材料的用量偏差還有嚴格要求，如通常骨料的用量偏差不超過±2%，而拌和用水、外加劑、膠凝材料的用量偏差和需嚴格控制在±1.0%以內?，F代工程建設多使用自動攪拌機進行材料配置，該環節中，將外加劑、礦物摻合料、水泥以及細骨料等材料投入攪拌機后，按照先干攪拌后加水攪拌的方式進行施工，一般各階段攪拌時間均不低于30s，材料總體的攪拌時間應控制在2～3min。值得注意的是，在夏季施工時，若外界環境溫度較高，這還應盡可能地使用冷水進行材料攪拌，確保材料入模時的溫度保持在5～30℃。冬季材料攪拌時應注意加水預熱，這樣能在控制拌合物溫度的基礎上，預防材料拌和不均勻和過早凝結問題，為后期施工創造有利條件[3]。

2.5 澆筑施工作業

等到鋼筋綁扎固定完成后，即可組織進行混凝土的澆筑作業了。在該工程項目組織澆筑作業時發現，由于分布筋與受力筋布置較為密集，容易因混凝土沖擊鋼筋骨架或模板影響最終的澆筑成型質量。因此在混凝土入模澆筑的過程中，該項目主要是采用了“串筒溜管下料”的做法來控制混凝土的澆筑下落走向，將混凝土的自由傾落高度控制在1.5m以內。同時在澆筑層高度提升時，還要同時調整出料口位置，盡可能地繞開鋼筋密集處。為了避免混凝土澆筑作業出現離析現象，本次施工采用每聯2次的澆筑方法，第1次澆筑箱梁的底板與腹板，第2次再澆筑頂板。但兩次澆筑作業必須要混凝土對稱均勻，避免因內模受力不均的問題給模板產生水平推力，使模板向澆筑量大的一邊發生偏移。同時在分聯澆筑作業時，還要與澆筑工序一同展開振搗作業，將直徑為3cm的插入式振搗棒插入混凝土澆筑點位使該處混凝土充分密實。在進行振搗作業時需要注意以下幾點：一是振搗器應當快插慢拔，且不得與鋼筋骨架交錯的位置發生直接接觸；二是需要合理控制振搗器的移動間距，振搗上一層時，至少要插入下層5～10cm，確保兩個振搗層的混凝土結合緊密、質量均勻，水平移動間距不應超過振搗作用半徑的1.5倍，也就是40～50cm之間；三是振搗應當逐點按照順序進行，不能出現遺漏，振搗點位不能設置過疏或過密，通常為振搗器有效作用半徑的1.25倍，也就是30～40cm之間（如圖2）。

圖2 振搗

2.6 施工縫處理

最后是施工縫處理，由于橋梁工程的混凝土施工任務量較大，難以一次澆筑完工，所以必須要設置施工縫來分段進行澆筑作業。施工縫并不是真正意義上的“縫隙”，而是兩個不同澆筑作業段之間由于先后凝固時間不同而形成的界面接縫。在本次施工作業過程中，總結了以下施工接縫處理方法：首先是施工縫設置，應當根據橋梁工程的設計圖，找到箱梁構件的受力區部位與非受力區部位，其中受力區不得設置施工接縫；而后在預設施工接縫的部位用規格為HPB235，直徑φ8mm的彎頭鋼筋作為連接筋植入接縫界面；接著等到混凝土開始初凝后，需要露出混凝土的粗骨料，但不能裸露鋼筋；最后用水槍等工具將接縫處表面的碎塊、浮灰沖洗干凈后，在其上部涂刷層厚不小于10～20mm的C30水泥砂漿。在施工縫部位繼續施工之前，需要對舊混凝土表面進行強度檢驗，只有當強度達到完全硬化的70%時方可繼續新工段的澆筑施工，避免振搗作業破壞舊澆筑段的水化結晶效果，使混凝土出現開裂斷層現象[4]。

2.7 混凝土養護

混凝土施工時，為規避混凝土裂縫的產生，需保證混凝土結構中有充足水分，增強混凝土整體穩定性的同時，還可延長道路橋梁工程運行年限。對此，要求施工人員全面落實混凝土養護工作。當前，常采用的養護手段有兩種，即溫差控制、早期養護。前者養護原理如下：將道橋結構截面構件以及實際使用性能作為依據，制定科學且可行的防護措施。比如，安裝蓄水養護冷卻水管、保護膜表面覆蓋等，實現對混凝土表面與內部溫度的全面把控，以此規避溫差存在，從根本上提高混凝土成型質量。此外，開展混凝土早期養護工作時，應先拆除外模，再執行混凝土全濕養護，以降低外界自然環境如強光直射、日夜溫差等對混凝土結構的不良影響。早期養護時間通常設定為14d，緊接著開展至少21d的常規養護工作，以增強混凝土整體耐久性與穩定性。

3 市政道路及橋梁施工中的混凝土施工質量控制措施

3.1 嚴格控制工程材料應用

現代工程建設模式下，人們對于市政道路橋梁工程的建設質量提出了較高的要求，要從源頭上提升項目建設質量，還應重視施工材料的應用。目前商品混凝土在城市道路橋梁中的應用較多，在混凝土材料應用中，首先應做好水泥原材料的質量控制，如盡可能地使用道路塑化或者疏水硅酸鹽水泥，控制硅酸鹽水泥的比表面積，確保其比表面積不小于2800cm2/g。存放超過2個月的水泥需作強度實驗。市政道路工程混凝土材料骨料選擇中，應確保大骨料的密度控制在2000～2800kg/m3，同時應重視骨料清潔度的控制。工程外加劑選用中，應重視外加劑用量控制，避免外加劑使用過多造成商品混凝土表面張力擴大和含氣量增加等問題。完成這些原材料質量檢查后，按照砂、水泥、碎石的順序投料，確保配置的混凝凝土具有良好的和易性、坍落度和流通度。

3.2 重視施工過程質量監管

規范開展施工過程質量監管能保證市政道路橋梁施工技術應用的規范性，提升工程建設整體質量。結合工程建設實際可知，市政道路橋梁工程施工過程監管包含較多內容，首先應制定嚴格的監管制度，并對技術監管人員的權責進行劃分，明確具體管理范圍，為施工現場監管工作的規范開展提供保證。其次在項目中，應注重混凝土原材料配比設計、配置攪拌、材料運輸、澆筑振搗、養護管理等環節的技術和質量控制，確保項目建設內容符合施工規范。在這些具體施工環節質量監管中，應做好關鍵施工內容的控制，如添加劑影響著水泥的流動速度和自縮值；添加劑不同，混凝土的自縮值也會有所差異。故而在添加劑使用中，應嚴格按照國家規范使用添加劑，保證工程建設質量。若條件允許，還可在混凝土中引入一定的金屬纖維，以此來提升混凝土的抗裂性等。

4 結論

道路橋梁施工中混凝土裂縫的發生會受到諸多因素的影響，在了解混凝土裂縫成因基礎上，要采取針對性措施進行預防，確?；炷潦┕し蠈嶋H要求，避免產生裂縫，影響道路橋梁的安全性與質量。為對混凝土裂縫進行有效預防，要從材料、施工工藝、荷載等多個要點出發，全面把控混凝土施工效果，提升道路橋梁施工的整體質量，促進我國道路橋梁事業的可持續發展。