冬季道路橋梁施工中混凝土澆筑技術(shù)研究

姜麗萍

（煙臺(tái)市公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 煙臺(tái) 264003）

0 引言

冬季天氣條件復(fù)雜，做好混凝土澆筑工作，保障混凝土的質(zhì)量，方可有效落實(shí)道路橋梁的施工工作。因此，需重視冬季環(huán)境對(duì)于混凝土的影響，結(jié)合施工環(huán)境，探討混凝土澆筑技術(shù)的應(yīng)用路徑，確保混凝土澆筑技術(shù)起到應(yīng)有作用。

1 冬季施工環(huán)境的影響

1.1 對(duì)混凝土的影響

1.1.1 降低強(qiáng)度?；炷翉?qiáng)度對(duì)于道路橋梁的最終強(qiáng)度具有決定性影響，低溫環(huán)境對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的影響非常顯著。在低溫條件下，混凝土外部熱量條件很差，導(dǎo)致混凝土表面的溫度明顯偏低；但是混凝土內(nèi)部的熱量仍處于不斷累積的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外部溫差脫離正常區(qū)間。由此誘發(fā)混凝土裂縫現(xiàn)象，使混凝土的強(qiáng)度逐步降低。如果無(wú)法保證混凝土的強(qiáng)度，還會(huì)對(duì)混凝土的密度產(chǎn)生不利影響。

1.1.2 降低抗壓力?；炷羶鼋Y(jié)現(xiàn)象是抗壓力降低的重要原因。在混凝土受凍程度逐步增加的背景下，混凝土的抗壓能力呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，混凝土的凝結(jié)時(shí)間逐步延長(zhǎng)。另外，道路橋梁的承載力與混凝土抗壓力呈正相關(guān)關(guān)系，如果無(wú)法保證混凝土的抗壓力，意味著工程整體的承載能力也會(huì)降低，影響道路橋梁工程效益的實(shí)現(xiàn)。在低溫條件下施工，還會(huì)導(dǎo)致混凝土表面凝水聚集現(xiàn)象。凝水逐步滲透到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，提升混凝土結(jié)構(gòu)含水量，并降低混凝土的穩(wěn)定性。

1.1.3 降低耐用性。此前提到低溫條件導(dǎo)致混凝土裂縫，由此對(duì)工程整體質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，道路橋梁的穩(wěn)定性明顯降低。在道路橋梁結(jié)構(gòu)裂縫頻發(fā)的情況下，道路結(jié)構(gòu)的使用壽命和持久性也會(huì)受到影響，降低道路橋梁效益，并間接提升后期維護(hù)成本。因此，需重視低溫對(duì)于混凝土耐用性的影響，作為優(yōu)化道路橋梁施工方案的切入點(diǎn)。

1.2 混凝土澆筑的影響因素

1.2.1 溫差大。道路橋梁施工周期長(zhǎng)，意味著冬季施工不可避免。在溫差較大的環(huán)境下，混凝土的內(nèi)外溫度差異會(huì)進(jìn)一步增大，降低混凝土的性能，甚至導(dǎo)致混凝土裂縫。對(duì)道路橋梁工程的質(zhì)量造成消極影響，干擾混凝土澆筑的流程。

1.2.2 防護(hù)不力。溫差對(duì)于混凝土的影響已經(jīng)得到共識(shí)，但是在實(shí)際防護(hù)工作中仍然存在較多問(wèn)題。例如，對(duì)于工程現(xiàn)場(chǎng)溫度變化的應(yīng)對(duì)能力明顯不足；沒(méi)有分析導(dǎo)致溫度變化的原因；采取的防護(hù)措施沒(méi)有收到應(yīng)有的效果，降低混凝土質(zhì)量。很多工程單位僅采用防護(hù)手段簡(jiǎn)單疊加的方式，雖然對(duì)混凝土的防護(hù)效果有所提升，但是帶來(lái)的防護(hù)成本更為顯著。另外，混凝土防護(hù)手段的簡(jiǎn)單疊加，實(shí)際上沒(méi)有充分發(fā)揮每一種防護(hù)手段的作用，造成混凝土防護(hù)層面的過(guò)度投入、無(wú)效投入的現(xiàn)象。

2 道路橋梁施工的準(zhǔn)備工作

2.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集

在道路橋梁施工正式開(kāi)始前，需要掌握道路橋梁的基礎(chǔ)信息和環(huán)境信息，為冬季施工奠定基礎(chǔ)。收集道路橋梁數(shù)據(jù)要結(jié)合冬季環(huán)境特征，尤其是道路橋梁現(xiàn)場(chǎng)的溫度變化特征。影響道路橋梁冬季施工的因素包括溫度、降雪概率、積冰概率、溫差等等。在收集數(shù)據(jù)過(guò)程中，要格外注重氣象、氣候類(lèi)數(shù)據(jù)，對(duì)道路橋梁現(xiàn)場(chǎng)的條件有充分的認(rèn)識(shí)。根據(jù)冬季低溫環(huán)境擬定冬季施工計(jì)劃，并按照計(jì)劃做好準(zhǔn)備工作，保證道路橋梁施工的材料供應(yīng)。要注意冬季道路橋梁施工中的氣象變化情況，根據(jù)氣象條件擬定應(yīng)對(duì)方案，保證道路橋梁施工的有序推進(jìn)。

2.2 文件準(zhǔn)備

冬季道路橋梁施工需要堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)支撐。做好技術(shù)文件的準(zhǔn)備工作，為冬季施工奠定技術(shù)基礎(chǔ)。以道路橋梁施工的基本思路為切入點(diǎn)，擬定合適的技術(shù)路線并準(zhǔn)備技術(shù)文件。技術(shù)文件內(nèi)容要準(zhǔn)確客觀，涉及道路橋梁施工的技術(shù)、流程、進(jìn)度控制等多方面要求，發(fā)揮技術(shù)準(zhǔn)備對(duì)于道路橋梁施工質(zhì)量的積極作用。

2.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

施工材料是決定道路橋梁施工質(zhì)量的重要因素。在道路橋梁施工過(guò)程中，可能存在劣質(zhì)材料進(jìn)入施工體系的現(xiàn)象，對(duì)道路橋梁項(xiàng)目質(zhì)量有不利影響。冬季道路橋梁施工需要發(fā)揮添加劑的作用，添加劑類(lèi)型和使用量對(duì)于施工混凝土的質(zhì)量影響不容忽視。如果添加劑等材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，混凝土的質(zhì)量也會(huì)受到影響，進(jìn)而影響到道路橋梁的整體效果。因此，要加大道路橋梁施工材料的檢驗(yàn)力度，尤其是對(duì)混凝土等關(guān)鍵材料，不僅要保證材料的質(zhì)量過(guò)關(guān)，同時(shí)要適應(yīng)冬季低溫的施工環(huán)境。根據(jù)材料審核要求，建立質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并逐步完善，提升道路橋梁的施工質(zhì)量。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)檢查

在道路橋梁施工的前期勘測(cè)階段，要掌握道路橋梁施工區(qū)域的地質(zhì)、水文、氣候情況，尤其是工程區(qū)域的冬季氣溫變化規(guī)律，分析容易產(chǎn)生大溫差的時(shí)段。在擬定道路橋梁施工方案過(guò)程中，綜合考慮上述因素，保證施工方案完善以及混凝土的應(yīng)用質(zhì)量?；炷敛牧鲜鞘┕さ闹髁Σ牧希枰獜牟牧腺|(zhì)量和低溫條件下的應(yīng)用效果兩方面著手，評(píng)價(jià)混凝土的材料質(zhì)量。因此在施工前，通過(guò)低溫試驗(yàn)的方式，確定混凝土在低溫環(huán)境下的施工效果，保證投入實(shí)際施工的混凝土材料符合工程要求。另外，要注意低溫條件對(duì)混凝土自身的影響，最大限度降低環(huán)境因素對(duì)混凝土的負(fù)面影響。

3 混凝土技術(shù)分析

3.1 材料選擇與運(yùn)輸

冬季施工環(huán)境對(duì)于混凝土也是嚴(yán)峻的考驗(yàn)，需要提升施工材料的性質(zhì)，方可保證道路橋梁的施工效果。混凝土性質(zhì)較為特殊，需要通過(guò)拌和處理獲取。水泥是拌和混凝土的重要原材料，應(yīng)盡量選擇防凍性能較強(qiáng)的水泥，提升混凝土原材料的抗凍性能；還要注意水泥的規(guī)格，通過(guò)水化試驗(yàn)確定水泥質(zhì)量，試驗(yàn)時(shí)注意結(jié)合冬季施工的要求，確保水泥的耐用性。水泥在寒冷環(huán)境下，發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象的概率會(huì)提高，也對(duì)混凝土質(zhì)量的控制提出更高的要求。

冬季天氣條件復(fù)雜，對(duì)于混凝土的運(yùn)輸是極大的考驗(yàn)?；炷列枰诎韬驼粳F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拌和處理，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。由于冬季氣溫較低，混凝土在低溫條件下運(yùn)輸，發(fā)生初凝現(xiàn)象的概率明顯提高，降低混凝土在道路橋梁工程的實(shí)際應(yīng)用效果。因此，在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，需要優(yōu)化混凝土運(yùn)輸?shù)穆肪€，最大限度地縮短混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，保證應(yīng)用于道路橋梁施工的混凝土處于較好狀態(tài)?；炷猎谶\(yùn)輸過(guò)程中要做好保溫工作，在運(yùn)輸車(chē)輛外部加設(shè)保溫棉，并保證運(yùn)輸車(chē)輛的密封性能，降低低溫環(huán)境對(duì)混凝土的影響。

3.2 混凝土保溫加熱

冬季道路橋梁施工需要采用保溫加熱模式，常見(jiàn)的加熱技術(shù)包括電加熱技術(shù)和蒸汽加熱技術(shù)，在此分別介紹。

3.2.1 電加熱技術(shù)。電加熱技術(shù)的應(yīng)用需要保障拌和站電纜與變壓器之間的連接狀態(tài)。在電加熱技術(shù)應(yīng)用準(zhǔn)備階段，做好電纜、電熱管的準(zhǔn)備工作?；炷猎跀嚢柽^(guò)程可能存在一定溫差并影響混凝土的質(zhì)量，將電熱管設(shè)置在混凝土拌和站水池的下方，加強(qiáng)對(duì)拌和站上水口溫度的監(jiān)控力度，掌握上水口溫度變化。電熱管數(shù)量可以靈活調(diào)節(jié)，根據(jù)混凝土攪拌溫差的情況適當(dāng)增減電熱管數(shù)量。在電加熱過(guò)程中使用1kW 電熱管，通常情況下使用35 根電熱管，可有效控制混凝土拌和的溫差。但是，電加熱技術(shù)對(duì)連接電纜、設(shè)備能耗要求較高，需要加大對(duì)電纜的檢修和維護(hù)力度，避免電纜“帶病工作”。電加熱使用的設(shè)備功率較高，電纜有可能處于超負(fù)荷工作狀態(tài)。缺少對(duì)連接電纜的日常維護(hù)，則會(huì)提高電纜故障的概率。電纜超負(fù)荷工作還會(huì)引發(fā)電流變化，對(duì)于拌和設(shè)備、變壓器設(shè)備的工作同樣造成影響。因此，使用電加熱技術(shù)，需要做好配套維護(hù)工作。首先做好拌和站現(xiàn)場(chǎng)的接地工作，保證拌和站用電環(huán)境絕對(duì)安全，避免拌和站漏電對(duì)人員的傷害。在道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)溫度過(guò)低的情況下，加強(qiáng)混凝土攪拌的熱量保護(hù)能力，可以使用土工布搭建保溫結(jié)構(gòu)，為電加熱應(yīng)用提供溫度保護(hù)。另外，可以設(shè)置溫度可調(diào)的水箱，如果道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)溫度下降到一定程度，通過(guò)加熱水箱保證混凝土的強(qiáng)度，降低低溫環(huán)境對(duì)混凝土的影響。

3.2.2 蒸汽加熱技術(shù)。由于混凝土在攪拌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溫差現(xiàn)象，可以利用蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽有效調(diào)節(jié)溫差。在使用蒸汽鍋爐技術(shù)之前，需要保證拌和站水池與目標(biāo)保溫設(shè)備之間的連接狀態(tài)。通過(guò)連接管道輸送蒸汽，為拌和站工作現(xiàn)場(chǎng)提供溫度保證，有效控制混凝土的攪拌溫差。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要注意管道埋設(shè)的深度，結(jié)合道路橋梁的工程環(huán)境，確定符合凍結(jié)狀態(tài)要求的土地深度。按照深度要求開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)土地，并將連接水池與需要保溫的設(shè)備的管道埋設(shè)其中，最大限度地降低土壤凍結(jié)現(xiàn)象對(duì)已經(jīng)完成澆筑的混凝土的影響，同時(shí)便于蒸汽的快速輸送。蒸汽輸送管道的鋪設(shè)要注意間距要求，以控制混凝土水化熱為目的，保證蒸汽輸送管道與混凝土環(huán)境的接觸效果。在蒸汽輸送管道的部分位置加設(shè)小孔，保證輸送管道的透氣效果，為輸送蒸汽與混凝土創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)的接觸條件，從而抑制溫差效應(yīng)影響。

3.2.3 外部保暖。對(duì)于道路橋梁施工外部環(huán)境也要加強(qiáng)保暖。針對(duì)道路橋梁使用的模板，采用搭建臨時(shí)暖棚的方式，與蒸汽加熱技術(shù)相呼應(yīng)，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的蒸汽加熱效果。冬季溫度低、溫差大，在使用土工布搭建暖棚過(guò)程中，需要保證土工布的密實(shí)程度，為混凝土澆筑提供保暖環(huán)境。

3.3 混凝土澆筑技術(shù)

在混凝土澆筑過(guò)程中，需要檢查混凝土澆筑材料以及相關(guān)配套工作。首先，檢查混凝土澆筑模板的狀態(tài)，及時(shí)處理混凝土澆筑模板中可能存在的結(jié)冰、積雪等情況，保證混凝土澆筑模板的清潔，避免雜物、異物對(duì)道路橋梁工程的影響，同時(shí)提升道路橋梁工程質(zhì)量。對(duì)于道路橋梁工程使用的鋼筋要做好預(yù)熱，確保鋼筋的使用狀態(tài)。采用分層澆筑法完成混凝土澆筑工作，在連續(xù)澆筑混凝土的基礎(chǔ)上保證澆筑效果。冬季氣溫環(huán)境會(huì)促進(jìn)混凝土的水化熱現(xiàn)象，要保證混凝土表面的熱量，避免混凝土熱量大量散失；在低溫環(huán)境下，保證混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)，最大限度抑制混凝土表面的熱量損失現(xiàn)象。混凝土澆筑要注意厚度要求，保證混凝土澆筑的規(guī)范性。在通常情況下，混凝土澆筑厚度為15cm。完成混凝土澆筑后，應(yīng)盡快開(kāi)展混凝土振搗工作，保證混凝土的均勻狀態(tài)，消除混凝土表面的氣泡。要及時(shí)處理混凝土澆筑后的縫隙因素，避免混凝土澆筑縫隙對(duì)道路橋梁施工質(zhì)量的影響?；炷翝仓┕さ南葲Q條件是材料驗(yàn)證，從骨料配置、水灰比角度驗(yàn)證混凝土的質(zhì)量，同時(shí)符合冬季施工的要求。注重道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)加熱保暖手段的應(yīng)用，保證道路橋梁的工程質(zhì)量。

3.4 混凝土保溫技術(shù)

冬季施工需強(qiáng)調(diào)保溫。保溫技術(shù)的選擇與混凝土的澆筑位置相關(guān)，在澆筑系梁、承臺(tái)頂部、承臺(tái)側(cè)面的過(guò)程中，需要采用不同的混凝土保溫技術(shù)。系梁澆筑的關(guān)鍵在于避免側(cè)面大量暴露，可利用土工布為系梁澆筑提供保暖效果。在實(shí)際操作中，可以將土工布與彩布條結(jié)合使用，促進(jìn)系梁澆筑環(huán)境的加溫效應(yīng)。承臺(tái)頂部澆筑后，需在承臺(tái)頂部設(shè)置圍堰結(jié)構(gòu)，在圍堰結(jié)構(gòu)內(nèi)倒入一定量的冷卻水，同時(shí)注意土工布等材料的使用，降低承臺(tái)頂部環(huán)境的溫差。鋪設(shè)土工布的目的在于臨時(shí)降低承臺(tái)頂部環(huán)境溫差，在建成圍堰結(jié)構(gòu)后，需要將此前鋪設(shè)的土工布撤除。在承臺(tái)側(cè)面混凝土澆筑過(guò)程中，需要結(jié)合使用鋼樁圍堰和彩條布，保證圍堰與承臺(tái)之間的密封性。但是這種方式消除溫差的作用有限。因此，對(duì)于承臺(tái)側(cè)面混凝土的保溫，通常采用碘鎢燈，最大限度抑制熱量散失。承臺(tái)側(cè)面保溫不宜使用單一技術(shù)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合使用鋪設(shè)土工布、碘鎢燈等多種技術(shù)。

3.5 混凝土質(zhì)量管控技術(shù)

冬季溫度條件意味著混凝土的初凝效率明顯提高，并成為誘發(fā)混凝土表里溫差的重要因素。在混凝土表面溫度下降、熱量大量散失的同時(shí)，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)處于溫度逐步上升的狀態(tài)，與此同時(shí)混凝土表里溫差仍然處于擴(kuò)大的狀態(tài)。一旦混凝土凝固，混凝土將產(chǎn)生裂痕現(xiàn)象。因此在冬季施工中，必須做好混凝土的保溫加熱工作，擬定混凝土的澆筑方案。混凝土澆筑應(yīng)當(dāng)安排在溫度偏高的白天，避免在溫度快速變化的時(shí)段開(kāi)展混凝土澆筑工作。在北方地區(qū)進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，尤其要注意溫差因素。在有效控制溫差的基礎(chǔ)上，開(kāi)展混凝土澆筑工作，兼顧澆筑質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)的雙重要求。此外，要注意對(duì)混凝土澆筑周期的控制，一般不應(yīng)超過(guò)溫度變化較小的時(shí)間周期。盡量在不低于-5℃的環(huán)境中開(kāi)展混凝土澆筑工作，如果室外環(huán)境溫度低于-5℃，則會(huì)降低加熱保溫技術(shù)的應(yīng)用效果，混凝土的澆筑性能也會(huì)明顯下降。如果環(huán)境溫度在-30℃以下，混凝土的整體強(qiáng)度將大幅度下降，由此帶來(lái)的抗壓效果也會(huì)明顯降低。

關(guān)于混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)當(dāng)在平均溫度高于0℃的條件下進(jìn)行，著重提升澆筑混凝土的抗凍性能，混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)的正溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)原理就在于此。在使用正溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，需要準(zhǔn)備土工布或者電熱材料，為混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)提供正溫環(huán)境。與正溫養(yǎng)護(hù)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)則是負(fù)溫養(yǎng)護(hù)，具體操作方式是加熱混凝土，使其溫度緩慢上升。因此，負(fù)溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有操作方便、效率偏低、對(duì)環(huán)境條件依賴(lài)性較強(qiáng)的特征。如果道路橋梁施工環(huán)境溫度過(guò)低，并不適用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)技術(shù)。此時(shí)，可以采用添加防凍劑的方式，提升混凝土澆筑的持久性與耐用性。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土澆筑技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于道路橋梁工程具有深遠(yuǎn)影響。在冬季道路橋梁施工中，需要綜合考慮冬季天氣環(huán)境以及工程環(huán)境等多方面因素，選擇合適的混凝土澆筑技術(shù)，并擬定澆筑施工方案，確保道路橋梁施工實(shí)現(xiàn)理想的效益。