淺析橋梁大體積混凝土施工技術(shù)

摘要：文章從混凝土原材料的選擇、施工的措施與施工設(shè)計三個方面介紹了橋梁的大體積施工技術(shù)，為了達(dá)到提高混凝土質(zhì)量和減少裂縫出現(xiàn)的目的，施工技術(shù)具有鋼筋密集、結(jié)構(gòu)厚、施工的條件復(fù)雜和體型較大等特點，能夠確保施工的質(zhì)量和安全。

關(guān)鍵詞：混凝土施工技術(shù)；橋梁建設(shè)；大體積混凝土；混凝土裂縫；施工質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2016）18-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.044

目前是建筑業(yè)出現(xiàn)高速的發(fā)展期，民用的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，采用現(xiàn)澆連續(xù)墻這種結(jié)構(gòu)，地下的建筑物和基礎(chǔ)設(shè)備都是極其容易受到溫度的影響而產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式被稱為大體積的混凝土結(jié)構(gòu)形式。大體積的混凝土施工廣泛地應(yīng)用到了高層建筑和橋梁的建設(shè)中，這些都與大體積的混凝土施工工程的結(jié)構(gòu)安全、造價和質(zhì)量有著密不可分的關(guān)系。在大體積混凝土施工中，最常出現(xiàn)的就是質(zhì)量問題，為了防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，首先要從內(nèi)外溫差入手。受溫度影響，混凝土中水分蒸發(fā)不均勻，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。裂縫也會由其他條件引起，例如混凝土的性能、水配比等不合理也會引發(fā)裂縫。筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗進(jìn)行了細(xì)致的總結(jié)，分析橋梁大體積的混凝土施工技術(shù)。

1 設(shè)計的措施

（1）應(yīng)用的混凝土要選擇中低強度的，等級在C20～C35之間，避免用高強度的混凝土；（2）采取合理的分塊和結(jié)構(gòu)的形式。工程中允許按照溫度分塊設(shè)置水平的施工縫，做好塊與塊的鏈接；（3）要分配好鋼筋，選取密間距小直徑的鋼筋；（4）為了能夠不影響使用的前提下改善結(jié)構(gòu)的限制條件，最好再設(shè)置好滑動層。

2 選擇的材料

2.1 低熱水泥的使用，減少水泥用量

施工中，混凝土出現(xiàn)裂縫主要是水泥進(jìn)行水化熱作用，由于礦物成分不同，水化熱的差異也比較大，含量較高的硅酸三鈣和鋁酸三鈣，水化熱也高。較高的水化熱水泥澆筑的大體積的混凝土結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致混凝土的溫差很大，就會引起裂縫?；旌喜膿饺肓慷嗟乃啵療岱炊容^低。為了降低水化熱，減少體積的變形，就要選用較低的水化熱水泥，優(yōu)先選用的是熱硅酸鹽和地?zé)岬牡V渣水泥。與此同時，滿足了強度的要求，還要減少水泥的用量，為了達(dá)到節(jié)約材料的目的，一般采用很多方法，例如：選用的骨料級配良好，采用以后期強度為設(shè)計強度的，摻入減水劑和混合料等方法。所以在使用地?zé)岬乃嘁约敖档退嗟挠昧慷寄苡行У乜刂拼篌w積的混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度，減小混凝土的溫差，從根本上減少了出現(xiàn)裂縫的概率。

2.2 選擇適用的骨料

細(xì)骨料要選用中粗砂，這種砂石可以減少水化熱水泥和混凝土的收縮力度。經(jīng)過試驗后了解到每立方米的混凝土能夠縮小20～25千克的水泥用量，一般來說每立方米的混凝土減少水泥用量10千克，絕熱溫升時，溫度將會下降1攝氏度。粗骨料要采用碎石和含泥量在1%以下的連續(xù)級配，因為具有較高的和易性和易密實的粗骨料。能夠在減少水泥用量的同時，還能達(dá)到相對應(yīng)的強度，這樣既節(jié)省材料，又能夠節(jié)省造價的成本。采用碎石拌和技術(shù)，能夠保證混凝土良好的抗裂能力。

2.3 摻加劑的選用

粉煤灰摻入到混凝土中，可以減少水泥的用量，降低水化作用，還有利于改善混凝土中的脆性和干縮性能。粉煤灰是現(xiàn)代建筑行業(yè)中應(yīng)用在大體積的混凝土施工中防止裂縫效果比較不錯的外加劑。然而，粉煤灰的摻入量也不

宜過多，否則就會出現(xiàn)低溫泌水大和早期強度較低的

缺點。

2.4 配合比的優(yōu)化

進(jìn)行配比配制時，在強度符合的前提下，減少水泥的用量，能夠提高混凝土的流動性、改善和易性，特別是能夠控制和易性內(nèi)的保水性和流動性，所以在反復(fù)試驗中才可能得出最終的配比?？傮w上講，當(dāng)水泥產(chǎn)生水化作用時，內(nèi)部溫度急劇升高，然而水泥的導(dǎo)熱性能差，不能平衡溫度梯度，最終會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。為預(yù)防裂縫，保證工程質(zhì)量，就要采用各種方法，保證水泥內(nèi)外溫度梯度差值較小，所以選用小直徑的鋼筋，它的導(dǎo)熱性能好，將水泥的內(nèi)外溫度進(jìn)行互補，其次就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)改善時，選用導(dǎo)熱性能良好的粉煤灰，改善混凝土的脆性和干縮性能，也可以降低水熱化作用，減少裂縫。

3 施工方法

施工時要注意選用適當(dāng)?shù)氖址?，配合著設(shè)計方案，這樣不僅能夠有效施工，還能夠起到節(jié)約原料、降低成本的作用，有效地減小產(chǎn)生溫度裂縫的概率，還能夠提高整體工程的質(zhì)量。

3.1 采用澆筑的施工技術(shù)

在橋梁施工的過程中，分塊澆筑是一種經(jīng)常會被采用的方法，應(yīng)用這種方法能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)的內(nèi)外兩部分的溫差有效降低。也可以對分塊澆筑的區(qū)域細(xì)化成兩種類型，分層澆筑和跳倉分段。分層澆筑又分為全面、斜面和分段三種方案。另外，全面分層能使混凝土均勻地散熱，并且減少垂直裂縫的生成，但相對的不具備較高拌合能力的混凝土，就會造成結(jié)構(gòu)的抗?jié)B能力低下，這種情況就要采用分段澆筑進(jìn)行施工。多數(shù)橋梁在施工時，都會運用澆筑技術(shù)，一般采用整體澆筑，澆筑時，注意控制溫度，將溫度降到低點再進(jìn)行，這樣能夠保證溫差不大，不容易出現(xiàn)裂縫，另外就是可以用自然環(huán)境降低溫差，夜間或者是低溫時間澆筑。一旦碰到高溫大氣，就要采取措施降低溫差。

3.2 適當(dāng)降低澆筑的溫度

適當(dāng)降低澆筑的溫度能夠減小溫差會更進(jìn)一步減小溫度的應(yīng)力，這種措施主要是加冰攪拌以及預(yù)冷骨料（氣冷法、水冷法等）等措施。澆筑的時間最好能夠安排在夜間或是低溫的季節(jié)，這樣的效果會更好，如果是在高溫的季節(jié)進(jìn)行施工，則會采取到能夠減小混凝土的溫度進(jìn)行回升的方法，例如盡量減少運輸混凝土的時間或者是加快進(jìn)行混凝土入倉覆蓋的速度，再比如能夠減少曝曬混凝土的時間、對運輸混凝土的工具能夠采取這樣隔熱等措施。對于混凝土的泵送運輸管道，還要全程進(jìn)行覆蓋，并且灑上冷水，從而減少在泵送混凝土的過程中，混凝土?xí)艿竭^多的太陽輻射熱量，最大限地降低了混凝土的溫度。在橋梁進(jìn)行大體積的混凝土施工中，做好水泥的散熱工作，采用冷卻的拌和技術(shù)和縮短運輸?shù)木嚯x，對骨料進(jìn)行澆水冷卻等，這些都是比較實用的措施。

3.3 能夠合理安排好施工的進(jìn)度

施工的進(jìn)度對于大體積的混凝土施工工程的溫度變化的影響比較明顯，尤其要注意的是分層、分次澆筑的時間間隔。適宜的上層混凝土的覆蓋時間應(yīng)選擇在下層的混凝土中溫度已經(jīng)降到定值的時候，也就是上面混凝土的溫升倒加在下面的混凝土上后，下面混凝土的溫度回升的定值不能大于原來混凝土的最高溫升。所以每次的澆筑又分為幾層，也應(yīng)盡量縮短層與層之間的間隔時間。但是，必須在上層的混凝土進(jìn)行初凝之前，就應(yīng)該開始對下層的混凝土實施澆筑。層與層之間的最長時間的間隔一定不能大于混凝土初凝的時間。

3.4 混凝土攪拌工藝的改善和采用

大量施工的現(xiàn)場實驗表明，混凝土攪拌工藝的改善，主要是應(yīng)用了二次投料的凈漿裹石或者是砂漿裹石為新的攪拌工藝，不僅能夠提高10%左右的混凝土的強度，相應(yīng)的也能夠提高混凝土的極限抗拉值和抗拉的強度。然而，要實施二次振搗作為施工的方法，就能將結(jié)構(gòu)物的空隙和水分進(jìn)行排空，增強鋼筋混凝土的握力，進(jìn)一步的能夠提高10%或者是20%的混凝土抗壓強度。

3.5 冷卻水管的埋設(shè)

埋設(shè)水管可以用連續(xù)不斷流動的水對混凝土溫度實現(xiàn)降低的目標(biāo)，也能夠把混凝土塊進(jìn)行冷卻到相對穩(wěn)定的體積。水管一般會采用直徑是25毫米或是19毫米的薄壁鋁管或是鋼管，

按中心距1.5～3米交錯排列，上下層水管的間距最好在1.5～3米之間，同時要用立管進(jìn)行連接。

通水的時間：為了保證第二次的覆蓋混凝土的時間，首次通水要掌握好通水時間，當(dāng)?shù)诙紊叩臏囟鹊陀诘谝淮危鸵^續(xù)通水，溫度升到最大并且有下降的趨勢時才可以停水。應(yīng)該控制好混凝土冷卻的速度，避免造成溫度梯度過大，影響工程建設(shè)。

3.6 養(yǎng)護的技術(shù)分析

能夠使結(jié)構(gòu)強度實現(xiàn)長時間的增長，就要保持濕潤狀態(tài)下的混凝土避免造成干縮，能夠讓混凝土增長強度從而抵抗開裂的應(yīng)力。一旦表面干燥很快，就需要進(jìn)行水分的養(yǎng)護，保持濕潤狀態(tài)，使混凝土達(dá)到最大的強度。就現(xiàn)在而言，隔熱保溫的技術(shù)廣泛地應(yīng)用到此類施工項目中。項目中最主要用的就是草袋、砂層保溫，再有就是無吸水性能的泡沫塑料板。作為養(yǎng)護混凝土的關(guān)鍵步驟，保溫工作必須得到重視，實施保溫工作，就是為了降低溫度梯度，預(yù)防表面的水分過多地蒸發(fā)出去，造成更多的裂縫。另一個重要養(yǎng)護內(nèi)容就是要保濕，在混凝土硬化過程中，容易產(chǎn)生脫水現(xiàn)象，保濕工作就是為了避免脫水現(xiàn)象的發(fā)生，提高結(jié)構(gòu)的抗拉強度。這些措施都能夠減少裂縫，延長橋梁的使用期限，并且要做到完善，不會出現(xiàn)差錯。

（1）對內(nèi)外兩層的水泥進(jìn)行溫度和含水分測量，最好分塊進(jìn)行，分出梯度進(jìn)行管理和測量。能夠延長水分蒸發(fā)的時間，保證混凝土的強度。保濕主要是靠澆水，主要要保證溫度升高時，水分蒸發(fā)量與混凝土中水分含有量的比例是反比，這樣才能起到保濕作用，減少干縮，從而能夠減少裂縫的生成；（2）潮濕環(huán)境條件下，混凝土的水化作用才能順利，也能夠保證混凝土的抗拉強度，同時也能預(yù)防裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，在橋梁進(jìn)行大體積的混凝土工程施工時，應(yīng)該正確地選擇材料，選取合理設(shè)計方案，并且能夠優(yōu)化設(shè)計方案，應(yīng)用科學(xué)的手段進(jìn)行施工，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)卡。此外運用合理的技術(shù)，這樣就能提升混凝土自身的抗拉能力，總而言之，施工技術(shù)需要不斷進(jìn)行完善，才能保證橋梁的質(zhì)量，還能避免因裂縫的出現(xiàn)而影響工程質(zhì)量，最終出現(xiàn)垮塌事故。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙志縉，趙帆.高層建筑施工（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2] 彭立海，等.大體積混凝土溫控與防裂[M].鄭州：黃河水利出版社，2015.

[3] 水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所.大體積混凝土[M].北京：水利電力出版社，1998.

作者簡介：郭宏裕（1980-），男，浙江寧波人，寧波交通工程建設(shè)集團有限公司工程師，研究方向：橋梁路基。

（責(zé)任編輯：王 波）