橋梁工程大體積混凝土施工技術(shù)分析

■王汝剛 ■太倉市水利工程有限公司，江蘇 太倉 215400

過去投入使用的橋梁，橋徑宅、長度短、承重差，很多橋梁已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的社會需求，很多橋梁不能通行大載重量的車輛，這些車輛在過河過江時(shí)往往需要繞道走別的橋梁，造成很多不便。所以現(xiàn)在很多地方都對橋梁進(jìn)行了改良，建筑新的橋面寬闊、橋身較長、能夠經(jīng)受較大載重量的新橋梁。這些新的橋梁設(shè)計(jì)也來越復(fù)雜，工藝也越來越繁復(fù)，一個細(xì)節(jié)沒有控制好就可能造成很嚴(yán)重的后果。像橋梁承臺，需要澆筑大體積的混凝土，其施工難度比起一般的鋼筋混凝土的施工是要成幾何倍數(shù)增加的。所以必須對大體積混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行研究，避免常見問題的出現(xiàn)。

1 大體積混凝土施工以出現(xiàn)問題的原因探討

混凝土在任何建筑的施工中都起著無可取代的重要作用。它具備強(qiáng)度高、抗壓性強(qiáng)、壽命較長的優(yōu)點(diǎn)，也同時(shí)具備容易裂縫、抗變形能力差等缺點(diǎn)。

混凝土本身就易出現(xiàn)問題，因?yàn)榛炷敛⒉皇且环N單一材質(zhì)的材料，它是一種混合的材料。混合材料想要達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，必須嚴(yán)格的進(jìn)行配比，按照規(guī)定的操作流程來進(jìn)行。但是即便配比和工序都一致，任意兩次進(jìn)行的混凝土施工生產(chǎn)出的混凝土無論是密度等特性還是其他屬性都不可能完全一致。其中，在施工活動中，會對大體積混凝土質(zhì)量造成影響的最終的因素就是溫度。各種材料在攪拌時(shí)候都會產(chǎn)生熱量，而冷卻以后根據(jù)熱脹冷縮的原理，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)收縮，就會出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

2 大體積混凝土施工過程常見質(zhì)量問題

首先是大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。上文中所說，混凝土具備一個特性就是它的抗壓能力強(qiáng)，但是抗拉能力差，它不具備很好的抗變形能力。小體積的混凝土操作不當(dāng)還容易出現(xiàn)裂縫，更遑論大體積混凝土。一般的混凝土可以配置鋼筋，這樣既保障了強(qiáng)度，又具備一定的抗拉和抗變形能力。但是在大體積混凝土施工中，一般是不配備鋼筋的，少數(shù)情況下只會在表面配備鋼筋。這樣以來，抗拉能力就不能靠外力進(jìn)行，只能依靠混凝土本身的結(jié)構(gòu)。由于大體積混凝土施工面積極大，對于溫度的控制不易;而且大體積混凝土施工不是能夠瞬時(shí)完成的，連續(xù)幾天內(nèi)如果外界氣溫變化較大，會給混凝土質(zhì)量造成致命的傷害。混凝土內(nèi)部是有溫度的，最高溫度甚至可以達(dá)到60到70攝氏度，它的內(nèi)部溫度與混凝土的澆筑溫度、水泥的用了、摻料的用量和配比都有直接的數(shù)學(xué)關(guān)系這樣，在攪拌時(shí)候會產(chǎn)生熱量，水泥水化會產(chǎn)生熱量，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又決定了散熱是很困難的。也就是說混凝土的散熱是需要相當(dāng)一段時(shí)間的。此時(shí)，如果外部的問題急劇變化特別是大幅降溫的時(shí)候，混凝土內(nèi)外部溫差極大，會對其結(jié)構(gòu)在成影響。所以應(yīng)當(dāng)采取措施，平衡混凝土內(nèi)外部的溫度，最大限度降低外界溫度對大體積混凝土散熱的影響。

其次是大體積混凝土出現(xiàn)收縮。所謂的收縮，顧名思義就是混凝土的體積變小。體積變小可能是因?yàn)閮?nèi)部溫度的降低，也會是因?yàn)槠渌脑颍缯f水泥中的水分蒸發(fā)或者是受到鋼筋等材料的約束等。材料也會影響混凝土的收縮，不同的水泥品種、各種混凝土的摻料、施工的工藝都可能會造成混凝土的收縮，從而造成裂縫或者是斷裂。

3 大體積混凝土施工質(zhì)量控制與施工技術(shù)探討

想要保障大體積混凝土施工質(zhì)量，必須自始至終每一個階段都采取措施來防護(hù)。

首先，在原材料的選擇上面應(yīng)當(dāng)注意。應(yīng)當(dāng)選用較低熱量的水泥，具體來說就是水泥的鋁酸三鈣和硅酸三鈣成分含量要降低，這些都是會產(chǎn)生極大熱量的成分。應(yīng)當(dāng)選用熱硅酸鹽水泥或者是低熱的礦渣水泥。即便如此，水泥散熱問題其實(shí)是無法根除的，那么為了盡可能地降低熱量，在允許的范圍內(nèi)減少水泥用量也是可行的方法之一。減少水泥用量的方法也很多，摻入骨料和混合料就是較好的選擇之一。試驗(yàn)表明，在每立方米的混凝土中減少水泥用量10公斤就可以將混凝土升溫時(shí)的溫度降低1攝氏度。摻入的骨料一般是碎石和細(xì)砂，加入碎石和細(xì)砂既能減少水泥用量，降低水泥溫度，又能在結(jié)構(gòu)上減少裂縫的出現(xiàn)?；旌狭弦话氵x擇的是粉煤灰。粉煤灰既能夠降低水泥水化的發(fā)熱，又能夠改善混凝土的結(jié)構(gòu)。但是粉煤灰不能使用過量，過量的使用會造成強(qiáng)度過低，會造成更為嚴(yán)重的后果。另外，摻入骨料和粉煤灰，需要按照一定的比例摻入，要優(yōu)化材料的配比。合適的配比不能按照經(jīng)驗(yàn)或者以往記錄，要根據(jù)施工地的氣候、溫度、濕度條件，進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)，得出最優(yōu)比。另外，應(yīng)當(dāng)積極運(yùn)用新技術(shù)，發(fā)明新型的混凝土材料，用先進(jìn)的科技手段從根源上解決混凝土的內(nèi)外部溫度問題。

其次，在施工工藝流程上應(yīng)當(dāng)注意。運(yùn)用合適的施工流程，既能夠節(jié)約成本，又能夠大幅度降低混凝土內(nèi)部問題，減小混凝土內(nèi)外部溫差，減少收縮現(xiàn)象，避免裂縫的出現(xiàn)。具體來說，在施工中，首先應(yīng)當(dāng)注意不要大面積澆筑，要進(jìn)行分塊施工。分塊施工的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量可控，出現(xiàn)質(zhì)量問題對全局影響較低，缺點(diǎn)是接縫處的處理是難點(diǎn)。其次，應(yīng)當(dāng)注意施工是溫度的控制，降低溫度對混凝土的影響。對原材料的溫度控制主要有三種方式，一種是加入預(yù)冷骨料，另一種是加入冰塊進(jìn)行攪拌，另外，要埋設(shè)冷卻水管，進(jìn)行有效降溫。另外，澆筑時(shí)間盡量選擇在低溫的季節(jié)，如果趕工期，不得不在炎熱天氣進(jìn)行的話，盡量將澆筑工作選擇在夜間進(jìn)行。再次，要改善工藝。上文中所說可以用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)改善材料，除此之外，還可以將工藝流程改善，這樣還能節(jié)省研發(fā)成本。采用新的攪拌工藝，例如二次投料的砂漿裹石工藝，可以將混凝土的強(qiáng)度增加，間接避免了混凝土裂縫和收縮造成的危害。最后，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的管理手段，合理安排施工進(jìn)度，確立白天和夜間做不同的施工活動，將對溫度要求較高的施工活動放置到夜間進(jìn)行，另外采取分層的澆筑方法，也是科學(xué)合理安排施工進(jìn)度的手段之一。

4 結(jié)語

綜上來說，雖然在橋梁工程中大體積混凝土較易出現(xiàn)問題，但是只要從設(shè)計(jì)到施工，從管理到驗(yàn)收每個階段都做好設(shè)計(jì)和規(guī)劃，在選材方面注意質(zhì)量，在施工人員選擇方面注重能力和技術(shù)，在施工過程中注意施工的工序控制，關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行特殊的控制，施工后期注意養(yǎng)護(hù)，就能有效避免常見問題，杜絕大體積混凝土質(zhì)量問題影響整個橋梁的質(zhì)量。在橋梁大體積混凝土施工過程中，最關(guān)鍵的是對溫度的控制上，避免因?yàn)闇囟冗^高而造成的裂縫等問題。

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