試析橋梁工程冬季混凝土施工工藝

安熊

摘 要： 橋梁工程的冬季施工主要包括鋼筋、混凝土冬季施工，其中尤以混凝土最為關(guān)鍵，在冬季施工中要采取相應(yīng)的技術(shù)及管理措施，以保證混凝土的質(zhì)量。本文通過(guò)實(shí)例，分析了橋梁工程中混凝土施工過(guò)程中應(yīng)采取的抗凍施工措施。

關(guān)鍵詞： 橋梁工程； 混凝土冬季施工； 質(zhì)量控制

橋梁工程的冬季施工，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料，自室外日平均氣溫連續(xù) 5 天低于 5℃的時(shí)間起，至次年最后一階段室外日平均氣溫連續(xù) 5 天低于 5℃的期間進(jìn)行混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等工程施工時(shí)，進(jìn)入冬季施工。在冬季施工中，如何避免混凝土受凍，對(duì)保證施工質(zhì)量有重要意義。

1 混凝土工程冬季施工質(zhì)量控制

混凝土工程冬期施工從整個(gè)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都要采取相應(yīng)的保溫、防凍、防風(fēng)、防失水措施，盡量給混凝土創(chuàng)造室溫養(yǎng)護(hù)環(huán)境，使混凝土能不斷凝結(jié)、硬化、增長(zhǎng)強(qiáng)度。早期混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)是抵抗凍害的關(guān)鍵。

1. 1 材料選用

（ 1） 水泥： 優(yōu)先使用硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)不能低于 42. 5 等級(jí)，采用蒸養(yǎng)時(shí)優(yōu)先使用礦渣硅酸鹽水泥； 采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)嚴(yán)禁使用高鋁水泥。

（ 2） 粗、細(xì)集料： 在冬季來(lái)臨之前在料場(chǎng)或碼頭儲(chǔ)備優(yōu)質(zhì)砂石材料，降低其含水量并進(jìn)行蓬布覆蓋，這樣集料不易凍結(jié)，也可防止冰雪浸入。

（ 3） 外加劑： 為適應(yīng)冬季施工需要，優(yōu)先使用無(wú)氯、低堿、低硫酸鈉的防凍劑產(chǎn)品，來(lái)降低水等組分的冰點(diǎn)，其低堿含量避免混凝土堿骨料反應(yīng)。使防凍劑和非引氣型高效早強(qiáng)減水劑進(jìn)行雙摻，減少水灰比降低單位用水量。

（ 4） 拌和水： 當(dāng)材料原有溫度拌制混凝土不能滿(mǎn)足冬季混凝土入模溫度 5℃需要時(shí)，首先考慮對(duì)拌和水加熱，水溫不得超過(guò) 80℃。

1. 2 混凝土拌和保溫及運(yùn)輸措施

（ 1） 冬期施工的混凝土經(jīng)批準(zhǔn)后摻加防凍劑、防腐劑，暖棚蒸氣養(yǎng)生，混凝土施工拌合站采用全封閉暖棚結(jié)構(gòu)，蒸汽鍋爐供熱。

（ 2） 拌和站暖棚旁設(shè)一個(gè)蒸汽鍋爐房供熱。臨近鍋爐房設(shè)一座拌和水加熱池。由鍋爐房引出幾條管道分別對(duì)暖棚中暖氣片、骨料預(yù)加熱、拌和機(jī)和加熱池供熱。

（ 3） 做好冬期混凝土配合比的試驗(yàn)工作，由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室提供冬期混凝土配合比。

（ 4） 混凝土出機(jī)后應(yīng)及時(shí)運(yùn)到澆注地點(diǎn)。采用混凝土輸送車(chē)加保溫套進(jìn)行混凝土輸送。

1. 3 混凝土的澆注

（ 1） 冬期施工要注意在模板各接縫、棱角部位加強(qiáng)縫的嵌塞。

（ 2） 進(jìn)行混凝土澆注前應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪及污垢。

（ 3） 冬期混凝土的振搗采用機(jī)械振搗，振搗快速，保證混凝土的均勻性和密實(shí)性，結(jié)構(gòu)的整體性，尺寸準(zhǔn)確，鋼筋、預(yù)埋件位置正確，拆模后混凝土表面平整、光潔。

（ 4） 為澆注混凝土振搗密實(shí)，混凝土應(yīng)分層澆注，每層厚度不得低于 20cm，振搗時(shí)棒間距掌握在40cm，上層棒應(yīng)插入下層 15cm 保證層間銜接，待混凝土表面不再顯著沉降，表面泛漿后慢慢將棒提出。

2 工程實(shí)例分析

2. 1 工程概況

京秦高速公路遷西支線(xiàn)工程上跨京哈、津山鐵路立交橋位于唐山市灤縣，全長(zhǎng) 582. 08m，共跨越京哈線(xiàn)、津山線(xiàn)及東聯(lián)線(xiàn)。主橋采用獨(dú)塔斜拉橋平面轉(zhuǎn)體法施工，跨度布置為 2 × 96m。引橋下部結(jié)構(gòu)雙框架式橋墩和肋式橋臺(tái)，上部結(jié)構(gòu)為 30m 先簡(jiǎn)支后連續(xù)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，預(yù)制架設(shè)施工。按照工期進(jìn)度預(yù)制箱梁及墩柱承臺(tái)進(jìn)入冬季施工。

2. 2 混凝土配合比設(shè)計(jì)及熱工計(jì)算

冬季施工配合比采用冷混凝土配比，要求混凝土水灰比不宜大于 0. 5，最小膠凝材料用量均不小于300kg /m3，根據(jù)天氣氣溫的變化情況，應(yīng)積極準(zhǔn)備各種原材料進(jìn)行試配，建立幾個(gè)負(fù)溫段冬季防凍混凝土配合比數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)施工配合比進(jìn)行熱工計(jì)算，確定拌和用水和原材料加熱溫度，保證混凝土入模溫度，控制混凝土質(zhì)量。

水泥取 P. O42. 5 等級(jí)，選用 JD 無(wú)氯、低堿、低硫酸鈉的早強(qiáng)防凍劑，與非引氣型高效早強(qiáng) JC -2 型減水劑進(jìn)行雙摻，可加速混凝土凝結(jié)和硬化，當(dāng)防凍劑摻量達(dá)到 2. 5 ～ 3. 0 時(shí)，可用于 - 10℃ ～ - 15℃ 冬季混凝土施工。按 《普通配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》 （ JGJ55- 2000） 要求，至少做 3 個(gè)不同水灰比進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，其中3 個(gè)水灰比分別為0. 36、0. 35、0. 34。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)砂、石進(jìn)行含水量的測(cè)試，獲得平均值：Ps= 4. 5% ，Pg= 0% 。

2. 3 冬季施工質(zhì)量控制措施

2. 3. 1 施工措施

（ 1） 冬季施工澆注混凝土前，先清理模板和鋼筋上的污垢。澆注時(shí)要及時(shí)振搗，振搗時(shí)要密實(shí)不留死角，保證混凝土能充分填滿(mǎn)模板的各個(gè)角落。

（ 2） 設(shè)專(zhuān)職人員在澆注現(xiàn)場(chǎng)隨澆注隨取樣制作試塊，試塊為 150mm × 150mm × 150mm 的立方體，請(qǐng)監(jiān)理工程師監(jiān)督執(zhí)行。試塊的留置符合規(guī)范規(guī)定，與結(jié)構(gòu)在同條件下養(yǎng)護(hù)，項(xiàng)目工地為實(shí)驗(yàn)人員提供一切便利條件。養(yǎng)護(hù) 28 天后將試塊送交試驗(yàn)室進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。

2. 3. 2 施工測(cè)溫

設(shè)專(zhuān)人對(duì)氣溫、混凝土所用材料和混凝土的溫度及暖棚中的溫度進(jìn)行測(cè)量?；A(chǔ)及涵洞的測(cè)溫孔布置于基礎(chǔ)頂面。墩臺(tái)身測(cè)溫孔為 3 個(gè)，分別在墩底，墩中及墩頂測(cè)溫。

（ 1） 混凝土所用材料每工班至少測(cè)量 3 次。

（ 2） 攪拌機(jī)出口的混凝土拌和物的溫度，每 1h測(cè)量一次。

（ 3） 振搗完畢時(shí)的混凝土溫度每 1h 測(cè)量一次。

（ 4） 對(duì)養(yǎng)護(hù)期間的混凝土，每 4h 測(cè)量一次。

混凝土內(nèi)測(cè)溫孔設(shè)在混凝土頂面，測(cè)溫時(shí)將溫度計(jì)插入測(cè)溫孔中至少10min，然后取出，迅速記下溫度值。

所有測(cè)溫孔按順序編號(hào)，測(cè)溫人員應(yīng)同時(shí)檢查覆蓋保溫情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施。

2. 3. 3 混凝土的養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆注后，先采用毛毯包裹，外裹彩條布，防止冷空氣進(jìn)入，達(dá)到蓄熱保溫的目的。棚內(nèi)生火爐在火爐上加鐵鍋燒水蒸汽養(yǎng)生，保證混凝土養(yǎng)護(hù)的溫度及濕度需要。暖棚內(nèi)的溫度保持在 10℃左右，不得低于 5℃。

2. 4 效果分析

（ 1） 溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

該工程所在地區(qū)溫度，在施工過(guò)程中冬季室外平均 -3℃，夜間最低溫度 - 10℃，由于采用了充分的保溫措施，工程測(cè)量的溫度記錄顯示養(yǎng)護(hù)期間混凝土的溫度能夠達(dá)到 5 ～ 10℃，符合混凝土的施工質(zhì)量要求。

（ 2） 現(xiàn)場(chǎng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

為了檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況，利用回彈儀對(duì)不同齡期的的冬季施工混凝土構(gòu)件的不同區(qū)間進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢驗(yàn)。結(jié)果表明每個(gè)區(qū)間的混凝土強(qiáng)度均達(dá)到要求。

3 結(jié)語(yǔ)

（ 1） 冬季混凝土施工必須做好組織計(jì)劃、防凍物資準(zhǔn)備，進(jìn)行熱工計(jì)算決定材料加熱溫度，和養(yǎng)護(hù)方法。

（ 2） 嚴(yán)格控制混凝土拌和時(shí)間和坍落度，通過(guò)添加高效減水劑，使配合比中的用水量降到最低，以提高混凝土早期強(qiáng)度及抗凍性能，避免混凝土的早期凍害。

（ 3） 嚴(yán)格控制混凝土的出機(jī)口溫度及入模溫度，使之滿(mǎn)足冬季施工溫度的要求，并定人定時(shí)進(jìn)行環(huán)境溫度，各項(xiàng)材料溫度，混凝土出料、入模的溫度，以及混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度觀測(cè)。

（ 4） 在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間和距離，加快澆注速度，防止熱量散失過(guò)多，以利用混凝土的水化熱，加快混凝土的強(qiáng)度增加。

（ 5） 對(duì)容易冷卻部位，加強(qiáng)覆蓋保溫。并盡量避免氣溫過(guò)低時(shí)進(jìn)行混凝土施工。

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