混凝土施工技術在市政橋梁工程施工中的應用分析

中國水利水電第十一工程局有限公司 河南 鄭州 450001

1 市政路橋施工中混凝土技術應用的重要作用

隨著我國全球化腳步的不斷邁進,我國的市場規(guī)模也在不斷的擴大。基于我國日益緊張的交通出行,市政橋梁在社會中所承擔的作用也越發(fā)廣泛,現(xiàn)代化的社會需要市政橋梁來緩解我國日益緊張的居民日常出行壓力。在市政橋梁的建設過程中,施工質(zhì)量的重要性不言而喻。此外,市政橋梁同樣是社會市容的重要組成部分,在其使用北京日益廣泛的背景之下,部分質(zhì)量問題也日益浮出水面。為了能夠使混凝土施工技術得到科學合理的應用,首先要對混凝土施工技術進行詳細的了解,并且掌握其在市政橋梁施工全過程的具體應用,明白其對市政橋梁的重要性,從而最大程度上促進市政橋梁質(zhì)量的提高。

另外,交通運輸行業(yè)是我國社會發(fā)展的重要組成部分,并且對于我國經(jīng)濟的全面發(fā)展起著不可言喻的作用,市政橋梁的建設是社會交通的一個重要分支,交通運輸對于市政橋梁的建設起著至關重要的推動作用,是促進市政橋梁發(fā)展的重要技術手段。而混凝土施工技術貫穿于市政橋梁施工建設的全過程,是市政橋梁建設的核心環(huán)節(jié)?；炷潦┕ぜ夹g本身具有取材方面快捷、抗壓抗負荷能力強、性能穩(wěn)定、質(zhì)量安全性高、后期維護費用低等優(yōu)點,因此是市政橋梁建設使用的不二選擇。但是,混凝土施工技術比較容易受到外界環(huán)境因素的影響,例如:溫度、濕度、水分含量等,如何控制外界環(huán)境因素對混凝土施工技術的影響至關重要。因此,在市政路橋施工中,提高混凝土技術應用效果,促進施工質(zhì)量的提升,才能實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。

2 市政橋梁混凝土施工技術的應用準備

2.1 混凝士選擇 通過一段時間的橋梁施工實踐得出結論,傳統(tǒng)的混凝土與清水混凝土的使用資金費用基本達到一致,特殊情況下清水混凝土的資金使用在施工過程中會比傳統(tǒng)的混凝土價格高出百分之二十左右(就每平方米而言)。雖然清水混凝土的使用過程中需要將保護液的費用計算入內(nèi),且造價工程價格較高,并且投入的人力、物力較為復雜,但是清水混凝土工程省去了吊頂、抹面、石灰墻等工程,因此其柱梁等相關材料會一定的減少,一定程度上減少了后期的維護費用。經(jīng)過比較,清水混凝土的性價比更高,因此大部分情況下會選擇清水混凝土施工。

2.2 混凝土施工準備 混凝土施工是橋梁施工中的重要組成部分,按照其相關施工規(guī)范,通常會運用樣板墻對混凝土的施工質(zhì)量進行前期準備檢測。在混凝土施工之前,操作人員首先要對施工圖紙進行會審,對橋梁內(nèi)部結構的細節(jié)進行細化分析,并且要格外注意橋梁的防水要求,以及橋梁的鋼筋保護層建設位置及質(zhì)量。其次,橋梁混凝土施工的相關設置,首先要與相關單位進行前期的協(xié)商,各部分的尺寸要進行詳細的檢查,同時明確施工縫、拉螺栓、面板接縫及模板拼縫的設置要求,并對模板細部給予有針對性的深化設計。

首先,混凝土施工的首要前期環(huán)節(jié)就是石灰與水泥的材料質(zhì)量監(jiān)督。水泥與石灰在進行攪拌時會發(fā)生物理反應及化學反應,從而使攪拌物呈現(xiàn)出一定的硬度,狀態(tài),再攪拌的過程中混合物還會呈現(xiàn)出一定的可塑性,其內(nèi)部結構及剛度也會發(fā)生一定的改變。在具體的施工過程中,同樣會對攪拌物的結塊速度進行一定的控制,若混合物的結塊速度較快,其流動性就會發(fā)生一定的減低,從而會對后期的混凝土振搗環(huán)節(jié)產(chǎn)生負面影響;而混合物的凝結速度較慢,會耽誤施工進度的進行。因此,施工人員要注意混合物的結塊時間,控制混凝土的初凝與終凝時間,將其控制在合理的范圍內(nèi)。

另外,就是注意混凝土內(nèi)部水分與摻和劑的材料使用與配比:材料的酸性、堿性、及水分等含量超出標準范圍內(nèi),會降低混凝土的施工質(zhì)量。一般情況下,自來水中的酸性堿性物質(zhì)通常會控制在合理的范圍內(nèi),外加劑在使用前,首先要通過質(zhì)量檢測,確保其符合國家標準才可以安心使用,并且其符合橋梁施工的混凝土材料配比標準,施工過程中自來水可以與施工材料進行直接的拌合,一定程度上節(jié)約了施工時間。外加劑對于混凝土內(nèi)部結構的組成具有填充功能,并且其直接影響著混凝土的結構強度。在具體的施工過程中,操作人員可以添加適量的外部摻和劑,從而中和混凝土的物理及化學特性。另外,外加劑的使用可能會導致部分環(huán)境污染問題出現(xiàn),因此操作人眼要注意外加劑的添加用量與添加方式,盡量減少外加劑污染問題出現(xiàn)。在外加劑的選擇問題上,一般是根據(jù)當?shù)厥┕きh(huán)境的土壤特性等進行選擇。

最后,對于摻和劑的使用選擇要進行嚴格的監(jiān)督。一般摻和劑分為活性摻和劑與非活性摻和劑。在混凝土拌合的過程中加入一定量的摻和劑會改善混凝土的理化特性,從而減少水泥材料的用量。在市政橋梁混凝土建造中,通常使用大量的混凝土材料,在配置混凝土時要添加適當?shù)拇稚?而在一般的流態(tài)混凝土中,要在其摻入的中砂作為摻合物,最后配置的泵形混凝土也要添加中砂作為摻合物。

3 混凝土施工技術于市政路橋施工中的應用情況

目前,我國大部分市政橋梁施工企業(yè)均采取以混凝土施工為主,混凝土施工技術得到廣泛應用的同時還存在著較多的操作問題,在施工過程中不可避免的會發(fā)生開裂情況,這對橋梁的日常使用以及后期維護等都帶來了嚴重的負面影響,嚴重時還會發(fā)生橋梁坍塌等嚴重事故,這極大的威脅了居民的日常出行,為當?shù)氐慕煌ōh(huán)境造成了惡劣的影響。因此,若想要控制混凝土施工弊端,首先就要了解在市政橋梁的施工過程中混凝土技術的使用現(xiàn)狀及存在的問題,本章節(jié)就針對于此進行了詳細的分析。

3.1 混凝土抗拉力較低 市政橋梁在使用的過程中,路面開裂的事故發(fā)生概率并不少見,追究其原因在于混凝土內(nèi)部結構拉力的不足,因此相關人員需要對此提高重視程度?；炷潦侨藶椴僮鞯玫降慕ㄖ牧?其在施工前要將各種材料、水、沙子、摻和劑、碎石頭等進行攪拌融合,振搗后等待后其冷卻后而形成的一種施工材料。在此過程中,組成材料的砂石是混凝土內(nèi)部結構的重要影響因素,其將直接決定著混凝土的硬度與剛度?；炷两Y構內(nèi)部的孔隙可能會導致混凝土內(nèi)部結構的松軟與塌陷,因此通常采取水泥漿填充混凝土內(nèi)部的結構縫隙。水泥漿本身的潤滑性較強,在混凝土逐漸冷卻硬化的過程中,內(nèi)部材料會與水泥漿融合在一起,從而增加混凝土的硬度,對于市政橋梁的建設來講是一種十分重要的施工材料。

3.2 混凝土彈性不足,導致路橋面產(chǎn)生裂縫 混凝土本身就具有較強的抗壓性,隨著其在攪拌過程中摻和劑的不斷加入,混凝土的抗壓能力也會不斷的增加,但同時會縮減混凝土的彈性,導致其最終難以滿足市政橋梁施工的要求。由于市政橋梁承擔著當?shù)貐^(qū)域的部分居民出行壓力,并且基于橋梁的特殊性,市政橋梁的混凝土需要負載能力更強的材料。若混凝土的負載能力不符合標準,市政道路橋梁會發(fā)生受力不均勻的情況,從而導致市政橋梁部分道路的重力承擔過多,由于部分混凝土構件彈性不足,容易使得路橋面發(fā)生裂縫情況。

3.3 混凝土收縮性較低 另外,熱脹冷縮也是混凝土較為明顯的特征,因此,混凝土會隨著外部的環(huán)境變化而產(chǎn)生內(nèi)部結構的變化,從而使混凝土結構發(fā)生收縮,嚴重時最終會導致混凝土的變形。在承擔外界重力的情況下,混凝土的應力強度也會發(fā)生一定的變化,在道路橋梁受力不均勻的情況下,極易出現(xiàn)路面開裂的事故。此外,混凝土的硬度容易隨著外界環(huán)境溫度的該百年而產(chǎn)生變化。隨著混凝土內(nèi)部水分含量的蒸發(fā),混凝土內(nèi)部的體積、濕度、結構等也會發(fā)生改變,尤其是混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)與外界環(huán)境的蒸發(fā)速度達不到同一頻率時,混凝土更容易發(fā)生收縮,進而導致橋梁路面的開裂事故。

3.4 混凝土施工工藝不規(guī)范 在市政橋梁的施工過程中,操作人員要嚴格按照相關規(guī)范進行施工,監(jiān)督管理人員也要負責起自身的責任,規(guī)范混凝土施工的各個工作環(huán)節(jié)。嚴格、細節(jié)化的操作流程能夠良好的控制市政橋梁的施工進度,并且一定程度上減少了道路橋梁后期安全事故的發(fā)生概率及事故維修費用,對于居民的日常出行以及當?shù)貥蛄旱慕ㄔO都起著至關重要的推動作用。

4 混凝土施工技術在道路橋梁工程施工中的應用

4.1 高性能混凝土在道路工程施工中的具體應用 市政橋梁工程是社會交通組成的重要環(huán)節(jié),與當?shù)鼐用竦娜粘３鲂邢⑾⑾嚓P,因此保障橋梁的質(zhì)量對于當?shù)厣鐣陌踩€(wěn)定至關重要?；炷良夹g在市政橋梁中的應用,能夠充分發(fā)揮混凝土技術本身的特點,以此保證橋梁的質(zhì)量、穩(wěn)定、強度等,極大程度上滿足了橋梁負荷大、結構剛度高的特點。混凝土技術的應用重點,主要是在其材料的選擇與配制,通過科學合理的施工方法實現(xiàn)高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的要求,極大程度上減少了橋梁長期經(jīng)受居民出行、車輛碾壓、雨水沖刷、日光暴曬而導致的變形、開裂、塌落等安全威脅。市政橋梁在投入運營的時期,由于遭受到大量的壓力碾壓,路基下沉的安全事故極易發(fā)生,混凝土技術的投入使用可以加強橋梁的耐久性,提高橋梁本身的結構強度,從而減少交通壓力對橋梁造成的安全威脅,從而延長橋梁的使用壽命。另外,混凝土施工的使用還減少了橋梁建設過程中其他材料的使用,并且縮減了施工環(huán)節(jié),縮減了施工工期,節(jié)約了部分資金投入成本,減少了人力與物力的浪費。

4.2 混凝土振搗 在混凝土振搗中,需注意以下要點:(1)混凝土振搗過程中,尤其要注意振搗次數(shù)與振搗頻率的控制,嚴格根據(jù)工程的質(zhì)量標準,確定最佳的振搗次數(shù)與頻率,而施工人員的振搗需嚴格根據(jù)這些標準來進行,提高振搗在混凝土質(zhì)量控制中的作用,提高混凝土的密實性,及時排出混凝土內(nèi)部多余的氣泡。(2)振搗設備關系著振搗的有效性,需結合混凝土的具體情況與振搗施工要求,進行振搗設備地科學選擇。(3)遵循分層振搗的原則,提高混凝土上下層之間的銜接效果。

4.3 提高混凝土的監(jiān)測、運輸、拌和及澆筑質(zhì)量 建設單位應在施工前對混凝土材料進行檢測,并在檢測合格后找具有相關資質(zhì)的實驗室對混凝土進行配合比設計,對適配的材料進行養(yǎng)護測試,并定期進行強度檢測,在確定混凝土材料能滿足工程建設需要之后才能用于施工現(xiàn)場。混凝土的運輸一定要按照氣候環(huán)境及不同構件的使用要求而選擇合適的運輸方式,以控制運輸時間,保障混凝土質(zhì)量不受運輸過程影響。在進行混泥土材料的拌和時,應全面考慮道路橋梁工程所在地的氣溫、濕度等氣候條件,并考慮工程所在地與攪拌場所的距離、原材料砂石中的含水率等因素,以確?；炷恋陌韬唾|(zhì)量?；炷恋臐仓|(zhì)量直接影響著施工質(zhì)量。在進行澆筑前,施工人員應當對施工平臺進行清理,并進行灑水濕潤,確?；炷僚c施工平臺之間的緊密粘合。在進行澆筑時應同時進行振搗,并采取分層澆筑方式?；炷翝仓瓿珊?施工人員和工程管理人員應當及時進行核查,確保澆筑質(zhì)量,一旦發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題和安全隱患,應及時進行處理,避免造成更大的損失。

4.4 高性能混凝土養(yǎng)護階段 市政橋梁施工建設最重要任務就是橋梁的養(yǎng)護,前期混凝土施工技術管理的控制可以減輕此工作環(huán)節(jié)的負擔。采取合理的措施,對橋梁存在的缺陷進行修護。混凝土的養(yǎng)護對于混凝土施工的前期工作與橋梁后期的使用與運營都至關重要,在橋梁工作接近尾聲時一定要格外注意混凝土的養(yǎng)護工作。由于混凝土施工過程其內(nèi)部結構的剛度和硬度都會發(fā)生一系列的變化,因此操作人員要以混凝土本身的特點為基礎,對其內(nèi)部結構的穩(wěn)定性進行保障。若混凝土的養(yǎng)護工作不到位,其內(nèi)部的水分與結構可能在后期會受到破壞,從而導致橋梁表面后期的開裂現(xiàn)場。在此過程中,嚴格控制混凝土路面的濕度含量,水分脅迫會導致后期橋梁的開裂,因此要嚴格其避免水分的過分流失,避免橋路面發(fā)生裂紋以及色差現(xiàn)象,促進混凝土強度、耐久性的提升。同時,混凝土的養(yǎng)護工作也要結合當?shù)氐膶嶋H施工情況。在加強混凝土的結構強度時,一定要等試壓塊強度達到一定強度后,再拆除混凝士各部件側(cè)模,注意不要提前拆除。拆除后的模板,可采用傳統(tǒng)澆水方法防止混凝士表面的干燥養(yǎng)護,也可以用特殊的保護遮蓋覆蓋在混凝士表面。如今,一些新的混凝土護膜和養(yǎng)護劑在混凝土的養(yǎng)理過程中也得到了廣泛的應用,這也是一種良好的護理方法。養(yǎng)護時間必須根據(jù)實際的氣候情況決定,一般要超過12個小時。

5 提高市政路橋施工中混凝土施工技術的措施

在市政道路橋梁的施工過程中,混凝土技術占據(jù)著不可或缺的地位。因此,針對于在施工過程中出現(xiàn)的各種不可避免的問題,操作人員需要采取一定的措施來提高市政路橋施工中的混凝土施工技術。一般情況下,影響混凝土施工技術優(yōu)劣的相關因素有以下這幾類:混凝土材料好壞、混凝土施工技術質(zhì)量、外界環(huán)境等,本章節(jié)就針對于提高市政路橋施工中混凝土施工技術的措施進行了詳細的剖析。

5.1 科學合理提高混凝土質(zhì)量 為了能夠最大程度上實現(xiàn)對于市政橋梁路面的高質(zhì)量要求,最重要工作步驟就是提高混凝土質(zhì)量。因此把握好混凝土材料的質(zhì)量選擇,做好混凝土施工的前期準備工作至關重要。因此管理人員要嚴格篩選混凝土材料的優(yōu)劣性,嚴格把控施工材料的優(yōu)良性。另外,除了材料本身的質(zhì)量優(yōu)良之外,提高混凝土質(zhì)量的最直接方法就是嚴格控制混凝土材料的配比率,尤其是混凝土的主要材料組成是砂石、水泥等,其質(zhì)量差別不大,因此主要工作是控制好其配合比率。操作人員必須按照上級要求選擇合適的施工材料,以滿足施工單位竣工質(zhì)量與資金控制的目標要求,嚴格控制材料的配合比率,盡量避免后期的施工事故(坍塌、塌陷、開裂)等?；炷恋乃渎室话銜刂圃诎耸撩椎揭话俸撩字g,混凝土的初次冷卻凝固時間一般為七小時左右,在此基礎下,后期加入的混凝土骨料、摻和劑等劑量也要經(jīng)過精確的計算,按照當?shù)貐^(qū)域的實際施工環(huán)境,制定合理的材料配比。煤灰是混凝土后期添加的外加劑的主要材料,外加劑具有較強的化學活性,能夠改變混凝土內(nèi)部結構的剛性,外加劑還能夠有效的填充混凝土內(nèi)部的結構孔隙,目前在混凝土施工中已占據(jù)著不可或缺的地位。

5.2 控制施工現(xiàn)場的溫度 溫度是影響混凝土施工的外界環(huán)境因素之一,溫度應力問題也是影響混凝土施工進度的主要阻礙因素,解決影響混凝土施工的約束條件是一種科學有效的溫控方法。通常情況下,為了能夠有效的降低混凝土內(nèi)部的溫度,首先在前期就要將混凝土材料(例如碎石等)進行冷卻處理,在后期的工作中就能夠有效的控制混凝土溫度的上升?；谙募緶囟容^高,混凝土內(nèi)部溫度有可能會超出最佳標準,因此通常采取減少澆筑面積的方法降低混凝土內(nèi)部的溫度?？偠灾?控制好現(xiàn)場的溫度對于混凝土的施工環(huán)節(jié)至關重要。

5.3 做好市政路橋工程的前期養(yǎng)護工作 市政橋梁施工建設最重要任務就是橋梁的養(yǎng)護,前期混凝土施工技術管理的控制可以減輕此工作環(huán)節(jié)的負擔。采取合理的措施,對橋梁存在的缺陷進行修護。在此過程中,嚴格控制混凝土路面的濕度含量,水分脅迫會導致后期橋梁的開裂,因此要嚴格其避免水分的過分流失,避免橋路面發(fā)生裂紋以及色差現(xiàn)象,促進混凝土強度、耐久性的提升。另外,由于混凝土的沁水性,操作人員也要注意混凝土漏漿情況,要及時修補路面的氣泡孔洞,避免氣泡孔洞增大,進而連接在一起。最后,要將橋梁路面清理干凈。

6 結語

綜上所述,隨著我國科學技術腳步的不斷邁進,混凝土技術在質(zhì)量訪民啊、安全性方面、材料準備等方面體現(xiàn)出肉眼可見的優(yōu)勢,并且其使用市場也在不斷的擴大,在市政橋梁的應用范圍與使用頻率也越發(fā)廣泛?；炷潦┕ぜ夹g可以顯著的提高市政橋梁的施工與運營使用質(zhì)量,對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展同樣起著至關重要的促進作用。此外,基于混凝土技術的使用,市政橋梁的部門質(zhì)量問題也得到了較好的緩解。并且未來隨著混凝土技術的不斷拓新,其在我國日常生活的占比率會越來越高。