公路橋梁大體積混凝土澆筑施工技術(shù)研究

徐小蘇

摘 要：本文通過對(duì)大體積混凝土的澆筑硬化溫控、混凝土的裂縫以及澆筑施工技術(shù)等方面進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的施工措施，為今后施工提供參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;澆筑施工;技術(shù)研究

1 大體積混凝土澆筑的特點(diǎn)

1.1 對(duì)混凝土等材料具有較大的需求

與普通混凝土澆筑相比，大體積混凝土的澆筑更加復(fù)雜，由于其體積較大，為了提高工程質(zhì)量，需要加大材料用量，因此材料管理更加困難。施工單位需嚴(yán)格把控各材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量，妥善進(jìn)行保管，使各材料質(zhì)量符合要求。

1.2 易出現(xiàn)裂縫

在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，由于水泥量較大，其水化反應(yīng)也相對(duì)較大，導(dǎo)致水化過程產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加大，最終使混凝土內(nèi)外溫差進(jìn)一步加大。根據(jù)相關(guān)研究可知，在對(duì)大體積混凝土澆筑后3d～5d的時(shí)間內(nèi)，混凝土內(nèi)部溫度最高，裂縫發(fā)生的概率更大。與此同時(shí)，若大體積混凝土和地基在同一時(shí)間實(shí)施澆筑，會(huì)導(dǎo)致溫度產(chǎn)生更大的變化，對(duì)地基造成約束力，影響施工質(zhì)量。這主要是因?yàn)榛炷磷铋_始澆筑的過程中，應(yīng)力較小，而隨著溫度變化，應(yīng)力也會(huì)出現(xiàn)較大的變化，導(dǎo)致地基緊繃，從而對(duì)其造成約束，當(dāng)該應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.3 大體積混凝土對(duì)養(yǎng)護(hù)過程要求較高

與普通混凝土相比，在對(duì)大體積混凝土實(shí)施澆筑過程中，由于施工工序以及施工控制存在問題，會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，在這種情況下，為了保障施工質(zhì)量，對(duì)大體積混凝土澆筑過程中的養(yǎng)護(hù)工作提出了更高的要求。除此之外，雖然使用連續(xù)性澆筑方式對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆筑，可以有效的規(guī)避裂縫危害，但是其后期養(yǎng)護(hù)更加復(fù)雜，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施養(yǎng)護(hù)，不得出現(xiàn)差錯(cuò)。

2 大體積混凝土的澆筑硬化溫控技術(shù)

2.1 涂層硬化和連筑溫控技術(shù)

該種技術(shù)可以使底板覆蓋物的質(zhì)量得到有效的保障，與此同時(shí)，混凝土層的散熱作用也可以得到最大程度的發(fā)揮，從而達(dá)到降低混凝土砌塊溫度的目的。

2.2 溫控參數(shù)

在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，應(yīng)保障溫度不超過28℃，與此同時(shí)，混凝土內(nèi)外表面的溫差應(yīng)不超過25℃，當(dāng)混凝土溫度下降較快時(shí)，應(yīng)保障內(nèi)外溫差不超過10℃。

2.3 對(duì)保溫層進(jìn)行鋪設(shè)

在對(duì)保溫層進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)以溫度變化情況為前提，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過控制值時(shí)，施工單位應(yīng)增加保溫層的厚度，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差在控制值范圍內(nèi)時(shí)，施工單位可適當(dāng)拆除保溫層。

2.4 控制總溫度

通常情況下，控制總溫度是降低溫度的重要方式，其主要控制方法有：第一，使用水對(duì)集料實(shí)施降溫處理;第二，應(yīng)盡量選擇低溫水進(jìn)行施工。

3 大體積混凝土裂縫

3.1 塑性收縮裂縫

該類型裂縫通常出現(xiàn)在多風(fēng)、炎熱的天氣中，其大小和形狀都是不能確定的，通常位于兩邊的裂縫較長，而中間的裂縫較寬，長度最小一般為20 cm，最長為2 m～3 m。在表面失水速度較快時(shí)，混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮，若采取的措施不夠恰當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生塑性裂縫。

3.2 溫度裂縫

通常內(nèi)外溫差是溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因。在施工過程中，水泥會(huì)與水產(chǎn)生水化反應(yīng)，從而導(dǎo)致水化熱的產(chǎn)生，混凝土外表的熱量消散較為迅速，而內(nèi)部熱量幾乎不能消散，從而導(dǎo)致內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差。在這種情況下，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力變形，當(dāng)其應(yīng)力超出混凝土強(qiáng)度范圍時(shí)，就會(huì)使混凝土出現(xiàn)斷裂，即產(chǎn)生溫差裂縫。

3.3 干縮裂縫

不同材料的參數(shù)都會(huì)對(duì)大體積混凝土收縮產(chǎn)生影響，因此含水量、外加劑、集料性能以及水灰比的結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生影響。在混凝土澆筑過程中，水分會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象，混凝土內(nèi)部粘結(jié)過程中會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生變形和裂縫，除此之外，在澆筑完成后，其通常會(huì)出現(xiàn)平行或網(wǎng)狀裂縫，產(chǎn)生該種裂縫的時(shí)期主要為養(yǎng)護(hù)后或澆筑后一周內(nèi)，該種裂縫即為干縮裂縫。

3.4 沉降裂縫

在所有裂縫中，沉降裂縫危害最為嚴(yán)重，該種裂縫通常貫穿在建筑物的內(nèi)部。出現(xiàn)該種裂縫的原因主要有：第一，橋基的地質(zhì)條件存在差異;第二，地基不均勻沉降或長期浸沒。通常，在北方寒冷地區(qū)，由于工程模板通常在凍土上進(jìn)行安裝，因此當(dāng)溫度回暖時(shí)，橋梁會(huì)產(chǎn)生不同程度的沉降，從而使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)沉降裂縫，導(dǎo)致其質(zhì)量受到影響。

4 對(duì)大體積混凝土澆筑施工工藝進(jìn)行分析

4.1 塊狀筑造

在對(duì)大體積混凝土實(shí)施施工時(shí)，為了使其內(nèi)外的溫差得到有效的控制，施工單位可使用分塊澆筑的方式進(jìn)行施工。分塊澆筑主要可以分為箱形和層狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)前多層層狀澆筑方式應(yīng)用作為廣泛。通過多層層狀法進(jìn)行澆筑，可以保障混凝土均勻散熱，避免出現(xiàn)豎向裂縫，但是為了保障混凝土無縫、平整的銜接，施工人員應(yīng)保障混凝土的運(yùn)輸和攪拌質(zhì)量，保障連續(xù)澆筑。在對(duì)厚度薄、平面面積大的傾斜分層建筑進(jìn)行施工過程中，為了消除混凝土沖蝕破壞小、滲水量大以及粘結(jié)程度低等問題，可使用分段澆筑方式對(duì)其進(jìn)行處理。

4.2 控制澆筑溫度

為了使?jié)仓囟鹊玫娇刂?，可以使用風(fēng)冷以及水冷等骨料預(yù)冷方式對(duì)其進(jìn)行處理，與此同時(shí)，在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，可選擇夜間溫度較低的時(shí)間段。當(dāng)澆筑溫度較高，施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的運(yùn)輸保護(hù)方式，對(duì)混凝土暴露時(shí)間進(jìn)行控制。在對(duì)混凝土實(shí)施泵送時(shí)，為了避免混凝土吸收太陽輻射熱，施工人員應(yīng)將冷水覆蓋在管道上，從而達(dá)到控制混凝土溫度的目的。

4.3 對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行控制

在大體積混凝土施工時(shí)，溫度變化會(huì)對(duì)進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響，在分步澆筑的過程中，應(yīng)使用分層間隔。定點(diǎn)溫度下降的過程中，施工人員應(yīng)選擇合適的時(shí)機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理，確保底部混凝土溫度變化符合最大溫升。在二次澆筑的時(shí)候，可以將大體積混凝土分成幾層實(shí)施澆筑，且每層的澆筑間隔時(shí)間應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。

4.4 對(duì)大體積混凝土攪拌工藝進(jìn)行改進(jìn)

為了使大體積混凝土的攪拌工藝得到改善，施工人員可以采取二次振搗工藝，在振動(dòng)界限以前對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土抗壓強(qiáng)度提高，從而提高抗裂性。

4.5 預(yù)埋水管工藝

通過預(yù)埋水管，可以使混凝土連續(xù)流的溫度得以降低，從而使混凝土塊的穩(wěn)定性得到保障。預(yù)埋水管的直徑范圍通常為19 mm～25 mm，材質(zhì)為鋁管或鋼管。兩層水管間通常應(yīng)間隔1.5 m～3 m。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)避免預(yù)埋水管角度較大所產(chǎn)生的裂縫。

5 對(duì)大體積混凝土進(jìn)行質(zhì)量控制的主要措施

5.1 對(duì)工程前期質(zhì)量進(jìn)行控制

（1）做好施工前準(zhǔn)備工作。在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行施工之前，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格做好準(zhǔn)備工作，對(duì)施工技術(shù)方案進(jìn)一步進(jìn)行完善，從質(zhì)量控制、進(jìn)度、施工技術(shù)等方面對(duì)方案加以制定。與此同時(shí)，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)地勘察的結(jié)果對(duì)計(jì)劃進(jìn)行制定，在此過程中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格遵循施工原則。最后，施工單位應(yīng)以實(shí)際要求為基礎(chǔ)，對(duì)支架和模板系統(tǒng)穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確保工程順利施工。

（2）對(duì)員工進(jìn)行管理。為了使橋梁管理質(zhì)量進(jìn)一步提高，施工單位應(yīng)進(jìn)行對(duì)人員進(jìn)行有效的管理，使其理解施工重難點(diǎn)，把握設(shè)計(jì)意圖，與此同時(shí)，施工單位應(yīng)組織人員對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行學(xué)習(xí)，使其實(shí)踐水平和施工理論得以提高。

5.2 對(duì)材料進(jìn)行控制

（1）對(duì)水泥進(jìn)行選擇。水泥用量與混凝土溫度變化息息相關(guān)。在對(duì)大體積混凝土實(shí)施施工時(shí)，為了對(duì)溫度變化進(jìn)行控制，施工人員應(yīng)選擇低水化熱的水泥實(shí)施施工，且應(yīng)對(duì)水泥用量進(jìn)行控制。

（2）對(duì)骨料進(jìn)行選擇。在對(duì)細(xì)骨料進(jìn)行選擇過程中，為了使水泥用量得到控制，通常應(yīng)選擇砂土進(jìn)行施工。在對(duì)粗集料進(jìn)行選擇過程中，石料直徑應(yīng)為5 mm～20 mm，使混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到有效的控制。與此同時(shí)，施工單位應(yīng)合理使用粉煤灰，從而使混凝土的耐熱性和工作性能得以提高。

5.3 混凝土施工

（1）檢查和清理。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之前，施工人員應(yīng)對(duì)預(yù)埋件、鋼筋、支架以及模板實(shí)施檢查和清理，使混凝土內(nèi)部的清潔度得到保障。

（2）在對(duì)大體積混凝土實(shí)施澆筑過程中，為了使?jié)仓拥暮穸鹊玫奖Ｕ希┕と藛T應(yīng)每隔50 cm對(duì)混凝土澆筑厚度進(jìn)行檢查，施工單位應(yīng)以規(guī)范為基礎(chǔ)對(duì)材料配比實(shí)施控制。在對(duì)原材料進(jìn)行攪拌時(shí)，施工人員應(yīng)確保攪拌時(shí)間符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，且為了對(duì)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行控制，施工人員應(yīng)采取相應(yīng)的降溫控制措施。

5.4 對(duì)混凝土施工監(jiān)理進(jìn)行控制

為了使施工進(jìn)度得到有效的控制，應(yīng)提高監(jiān)理水平，對(duì)施工單位的施工過程進(jìn)行有效的監(jiān)督。為了使混凝土溫度和厚度得以控制，監(jiān)理人員應(yīng)嚴(yán)格對(duì)澆筑過程進(jìn)行監(jiān)管。為了使?jié)仓鶆蛐缘玫奖Ｕ?，監(jiān)理人員應(yīng)對(duì)混凝土澆筑管的移動(dòng)過程進(jìn)行控制。

5.5 對(duì)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)要求

為了保障大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，使其施工質(zhì)量符合要求，在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)該合理應(yīng)用保溫法。該種養(yǎng)護(hù)方式主要是通過對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)外部進(jìn)行保溫處理，確保其內(nèi)外溫差符合要求。由于混凝土澆筑過程會(huì)出現(xiàn)水化反應(yīng)，產(chǎn)生大量熱量導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差增加，因此為了使降溫時(shí)間進(jìn)一步增加，使溫度符合要求，在完成澆筑之后，施工人員應(yīng)該嚴(yán)格控制溫度，采取合理的保溫措施，避免環(huán)境對(duì)大體積混凝土造成影響，使混凝土的質(zhì)量得以進(jìn)一步提高。因此同時(shí)，在對(duì)溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控過程中，施工人員確保溫度位置在一定的數(shù)值，且應(yīng)以規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，控制溫度維持時(shí)間，使裂縫發(fā)生率達(dá)到最低。除此之外，在大體積混凝土施工過程中，由于水分流失會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生較大的影響，施工人員還應(yīng)該對(duì)水分流失量進(jìn)行控制，采取表要的養(yǎng)護(hù)措施，使?jié)仓恢玫臐穸冗_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，避免因水分散失引起裂縫，使其強(qiáng)度得到保障。綜上所述，在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆筑過程中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格遵循養(yǎng)護(hù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，減少施工裂縫，從而達(dá)到提高施工質(zhì)量的目的。

6 結(jié)束語

在公路橋梁進(jìn)行建設(shè)的過程中，大體積混凝土應(yīng)用越來越廣泛。因此為了使大體積混凝土的施工質(zhì)量得到有效的改善，施工單位應(yīng)對(duì)大體積混凝土澆筑過程實(shí)施控制，防止其出現(xiàn)開裂。除此之外，施工人員還應(yīng)以規(guī)范為基礎(chǔ)，對(duì)施工工藝進(jìn)行控制，使公路橋梁的質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。

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