文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 董育彪

一、引言

我國城市建設(shè)進(jìn)入十四五規(guī)劃實(shí)施全新時(shí)期，大量新型市政路橋工程建設(shè)得如火如荼，造型設(shè)計(jì)新穎的路橋?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)增加新的形象名片。新時(shí)期市政路橋工程建設(shè)具有設(shè)計(jì)獨(dú)特、美觀大氣、單體結(jié)構(gòu)規(guī)格大、使用鋼筋混凝土用量多、不確定性因素多、施工質(zhì)量控制要求高、現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)難度大等特點(diǎn)，對(duì)未來我國的市政路橋工程提出新挑戰(zhàn)?；炷磷鳛橹匾慕ㄖ牧蠘?gòu)成，有效實(shí)施大體積混凝土質(zhì)量控制是當(dāng)前路橋工程施工單位面對(duì)的重要挑戰(zhàn)。

二、市政路橋工程的大體積混凝土主要施工要求

由于混凝土大量應(yīng)用到市政路橋工程中的重要部位如梁體、墩體、承臺(tái)等受力結(jié)構(gòu)中，需要混凝土保持高流動(dòng)性、低粘度的技術(shù)特征，施工主要要點(diǎn)如下：

1.結(jié)構(gòu)形式、分塊的要求

當(dāng)路橋施工無法一次性澆筑完成構(gòu)件時(shí)，要根據(jù)實(shí)際條件設(shè)水平施工縫，澆筑結(jié)構(gòu)分塊合理并有必要的連結(jié)措施。

2.作為大體積混凝土構(gòu)件澆筑過程集中釋放出水化熱，造成混凝土內(nèi)外表面較大溫差導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，需采用合適的中低強(qiáng)度混凝土，并適當(dāng)摻入減水劑控制水泥使用量。

3.市政路橋工程中大體積混凝土有塑性收縮、溫度收縮和自收縮特征，集中澆筑混凝土構(gòu)件后易產(chǎn)生的溫度收縮，如新舊混凝土交界部分、變截面部分等采用水分蒸發(fā)抑制、原材料優(yōu)選、配合比優(yōu)化、保溫等措施。

三、市政路橋工程中的大體積混凝土施工要點(diǎn)

1.混凝土原材料準(zhǔn)備

（1）水泥

水泥屬于混凝土澆筑過程中的重要材料，混凝土原材料質(zhì)量對(duì)市政路橋質(zhì)量有極為重要影響，宜選用中低熱的水泥，保存時(shí)有專門防潮措施。水泥跟水充分?jǐn)嚢钑r(shí)集中析放較多水化熱，拌制時(shí)由專用控制水溫的儲(chǔ)水池進(jìn)行拌合，水溫控制在2～8℃，配備冷水機(jī)進(jìn)行制冷。

（2）粉煤灰

采用工作性能優(yōu)良的粉煤灰可以有效調(diào)節(jié)拌合物的流動(dòng)能力以及保水性，并能優(yōu)化其可泵性。適量的粉煤灰能對(duì)控制混凝土收縮有較好效果，減少水化熱，是減少裂縫較好的外加劑，礦物摻和料用量在55%-65%范圍內(nèi)能達(dá)到控制水化熱效果，通過大摻量摻和料能較好地解決中低強(qiáng)度大體積混凝土溫度控制問題，粉煤灰摻量比例宜適中，多量摻入影響早期強(qiáng)度生成。

（3）骨料

原材料細(xì)骨料優(yōu)先采用級(jí)配中粗砂，對(duì)細(xì)骨料級(jí)配要嚴(yán)格控制，含泥量指標(biāo)十分重要，含泥量過多情況下會(huì)導(dǎo)致收縮過快，降低其抗拉強(qiáng)度。粗骨料提早存放通風(fēng)好石料倉庫中，控制石料倉溫度為20℃，攪拌前用冷卻水快速對(duì)粗骨料進(jìn)行降溫，以保證粗骨料使用溫度不大于25 ℃。

（4）優(yōu)化配合比

大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)主要從低水化熱、控制溫度提升速度、低收縮方面考慮，配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化混凝土比例盡可能減少水泥使用量，摻入適量膨脹劑對(duì)混凝土進(jìn)行收縮補(bǔ)償，水泥水化熱調(diào)控材料抑制混凝土的水化溫升速率，采用以淀粉衍生物作為主要組分，摻合料與水泥表面產(chǎn)生化學(xué)作用，減慢水泥水化速率，降低水膠比，選擇適合的緩凝、減水外加劑以提升混凝土流動(dòng)能力和可工作性，改善和易性，控制混凝土塌落度在120±20mm之間。

2.大體積混凝土施工中的分塊澆筑施工要點(diǎn)

市政路橋工程大體積混凝土現(xiàn)場(chǎng)一次性澆筑結(jié)構(gòu)大、需要較長時(shí)間、工程量大，因此需要采用分塊澆筑方式，通?？梢圆捎梅謱?、分段跳倉的方式，主要有全面分層、分段分層、斜面分層3 種方法，具體澆筑形式需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活使用。其中面積小而厚度大選擇全面分層，分段澆筑適宜用于混凝土面積大、厚度小、抗?jié)B要求低的路橋結(jié)構(gòu)，斜面分層適宜用于路橋平面構(gòu)件大、呈現(xiàn)長條形時(shí)，斜面坡度為1∶3 澆筑。如在承臺(tái)結(jié)構(gòu)澆筑混凝土?xí)r，縱、橫方向有規(guī)律地分層、分條帶施工，縱向由一側(cè)向另一側(cè)澆筑，橫向從中間向兩邊澆筑，每一層厚度控制不超過30 cm，條帶寬度2 m左右，接茬時(shí)間在40 min以內(nèi)。

3.混凝土拌合料入倉溫度控制

拌合料入倉時(shí)對(duì)溫度控制比較嚴(yán)格，尤其是在高溫季節(jié)環(huán)境中控制難度比較大。如路橋承臺(tái)的澆筑溫度控制要求為28.0 ℃，考慮到夏季溫度條件加上運(yùn)輸距離、澆筑時(shí)溫度上升速度快，拌合料攪拌出機(jī)溫度控制不超過26.0 ℃，經(jīng)多次對(duì)不同骨料對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)粗骨料表面體積大，堆積孔隙率較細(xì)骨料大，冷卻降溫速度快，操作簡(jiǎn)便，且不影響混凝土實(shí)際含水量，直接采用冷水機(jī)組儲(chǔ)備用水淋濕降溫能達(dá)到滿意效果。

4.大體積混凝土振搗施工要點(diǎn)

市政路橋結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常厚度大、鋼筋密度高，為防止少振、漏振，根據(jù)構(gòu)件尺寸特點(diǎn)選擇適合型號(hào)振搗器，現(xiàn)場(chǎng)提供功率適宜插入式振搗器，分別從前、中、后方分配振搗器，特別是構(gòu)件底部鋼筋密集，指定專門振搗工人負(fù)責(zé)對(duì)下層鋼筋實(shí)施操作，二次振搗能提升混凝土對(duì)下層鋼筋握裹力，振動(dòng)棒上下抽動(dòng)、快插慢拔，控制不與周邊模板、內(nèi)部鋼筋、預(yù)埋管線碰撞，振搗器進(jìn)入深度控制在5cm—10cm 之間，保持均勻振搗操作，以混凝土表面不再出現(xiàn)泛漿、氣泡、下沉為準(zhǔn)。澆筑帶按照行列式順序從低處向高處實(shí)施。

5.大體積混凝土收漿抹面及施工縫處理要點(diǎn)

路橋工程澆筑混凝土構(gòu)件厚度比較大，澆完后達(dá)到初凝前進(jìn)行2-3 次收漿工作，目的是把混凝土表面磨光并閉合其收縮裂縫，分別使用木抹子、鐵抹子實(shí)施抹光、壓平、收漿，平整度在規(guī)定范圍內(nèi)。施工縫的處理可通過預(yù)埋連接鋼筋的方式來強(qiáng)化上下層之間的連接，在新一層澆筑前把上一層表面鑿毛清除表面浮漿并濕潤后再澆筑，以便新舊兩層混凝土連接強(qiáng)度滿足要求。

四、市政路橋工程中大體積混凝土質(zhì)量控制

市政路橋工程中大體積混凝土施工的質(zhì)量控制主要有：

（1）澆筑施工質(zhì)量控制

在澆筑過程路橋結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度受到澆筑溫度、散熱溫度、水泥水化熱的絕熱溫度直接影響，因此，路橋大體積混凝土澆筑過程中實(shí)施嚴(yán)格溫度控制是主要環(huán)節(jié)，需要認(rèn)真分析抗裂構(gòu)造措施和確定溫控指標(biāo)，澆筑作業(yè)前實(shí)施精確熱工計(jì)算。錨固區(qū)由于應(yīng)力集中容易導(dǎo)致開裂，承臺(tái)、墩柱等大體積構(gòu)件的截面尺寸過大，導(dǎo)致混凝土水化溫升快、開裂風(fēng)險(xiǎn)高。當(dāng)橋梁的承臺(tái)體積過大時(shí)，厚度超過1.5m 時(shí)，通入冷卻水管（圖1），內(nèi)部布置專門冷卻系統(tǒng)進(jìn)行降低混凝土水化熱，內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)冷卻水確?；炷羶?nèi)外溫差不大于25℃。

圖1 內(nèi)部通入冷卻管降溫

大體積混凝土澆筑發(fā)生裂縫問題比較多，可以從提高抗力和降低收縮兩個(gè)方向入手。在提升抗力方向，主要利用鋼纖維等增韌方法來實(shí)施澆筑混凝土。在降低收縮方面，可在混凝土表層均勻地布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，對(duì)降低混凝土收縮產(chǎn)生裂縫問題比較有效果。在大體積混凝土分層、分節(jié)施工時(shí)由于表面水蒸發(fā)率高難以實(shí)施蓄水養(yǎng)護(hù)，比較容易出現(xiàn)塑性裂縫，采用水分蒸發(fā)抑制方法控制表面水汽蒸發(fā)，在混凝土表面泌水層上形成穩(wěn)定單分子膜，能有效保證混凝土表面質(zhì)量。

市政路橋工程實(shí)施大體積混凝土澆筑可選擇在夜間進(jìn)行，避開白天高溫影響，控制澆筑時(shí)初凝溫度，在進(jìn)行混凝土泵送時(shí)在水平、垂直泵管上綁扎上草袋并噴低溫水。

在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同的部位、不同的深度實(shí)施測(cè)溫布點(diǎn)，設(shè)置大體積混凝土無線測(cè)溫系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度、內(nèi)外溫差設(shè)置安全閾值，超過正常閾值自動(dòng)報(bào)警，注意控制溫度不能過快或者過早冷卻，影響混凝土的水化和早期強(qiáng)度，測(cè)溫系統(tǒng)用于市政路橋工程的大體積混凝土澆筑過程中溫度變化的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保證現(xiàn)場(chǎng)溫度得到有效控制。

（2）運(yùn)輸質(zhì)量控制

路橋工程大體積混凝土體積比較大，連續(xù)性強(qiáng)、澆筑時(shí)間長，需要混凝土數(shù)量比較多。要控制運(yùn)輸距離和到達(dá)施工時(shí)間，以確保澆筑混凝土質(zhì)量。一方面設(shè)計(jì)合理的運(yùn)輸時(shí)間段、運(yùn)輸路線，提前做好運(yùn)輸方案和供應(yīng)數(shù)量準(zhǔn)備。另一方面加強(qiáng)與商品混凝土供應(yīng)廠家聯(lián)系，保證供應(yīng)的連貫性，以確保運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)混凝土性能滿足澆筑作業(yè)需要。

（3）振搗施工質(zhì)量控制

現(xiàn)場(chǎng)大體積混凝土振搗作業(yè)需要分層實(shí)施，振搗施工質(zhì)量要點(diǎn)主要控制入模厚度300mm-500mm 之間，以防止裂縫的產(chǎn)生。全面分層振搗時(shí)從短邊開始，分層厚度控制1.5-2.0m，分段分層每段面積至少50m2，斜面分層在坡腳處設(shè)置振動(dòng)器。

振搗時(shí)注意控制時(shí)間和方式，振搗方式有人工、機(jī)械兩種，鋼筋密集的部位、混凝土坍落度大情況下采用人工方式，混凝土數(shù)量大、面積大情況下采用機(jī)械方式。對(duì)產(chǎn)生的泌水及時(shí)用專用工具排出。振搗過程中的質(zhì)量檢查由專人現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)，并注意檢查振搗附近支撐發(fā)生異常。

（4）養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制主要是減少表面溫度提前大量散失，水份蒸發(fā)過快，控制混凝土內(nèi)外溫差在規(guī)定范圍值內(nèi)，保持表面有一定濕度促使水泥的水化順利完成，減少混凝土后期不正常收縮、裂縫等質(zhì)量問題發(fā)生。大體積混凝土保溫保濕時(shí)間、覆蓋物、覆蓋物層數(shù)可根據(jù)施工方案要求確定，大體積混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件如承臺(tái)在澆筑完成12h 內(nèi)直接用薄膜覆蓋，表面加上濕麻袋并及時(shí)澆水（圖2）。

圖2 路橋工程大體積構(gòu)件噴水養(yǎng)護(hù)

五、結(jié)語

混凝土作為市政路橋工程的重要材料之一，具有廣泛應(yīng)用意義，針對(duì)大體積混凝土施工過程中需要選擇合格的原材料，摻入適當(dāng)?shù)耐饧觿?，從原材料入倉、攪拌、運(yùn)輸、澆筑采取不同形式的降溫、控溫、測(cè)溫措施，后期養(yǎng)護(hù)中及時(shí)調(diào)整保溫手段，減慢溫度上升速度，以減少大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題，強(qiáng)化混凝土質(zhì)量控制，從而保證市政路橋工程大體積混凝土施工質(zhì)量。