混凝土施工技術(shù)在道路橋梁施工中的應(yīng)用

王穩(wěn)生

（北京市政路橋股份有限公司，北京 102218)

0 引言

路橋建設(shè)是地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要命脈。而對(duì)于強(qiáng)調(diào)高新技術(shù)的相關(guān)城市中，路橋建設(shè)的基本意義還將會(huì)被進(jìn)一步擴(kuò)展，做到能夠與城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的完美融合。但傳統(tǒng)路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單一，所以與當(dāng)代文化、藝術(shù)等城市建造理念距離甚遠(yuǎn)。因此，行業(yè)內(nèi)需要根據(jù)實(shí)際需求來發(fā)展對(duì)應(yīng)技術(shù)，從而使路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在城市規(guī)劃中獲得更多發(fā)言權(quán)。

1 路橋建設(shè)中對(duì)混凝土技術(shù)的基本需求

1.1 建造強(qiáng)度的需求

從2015年到2020年，我國(guó)城市各大路橋的通過量增長(zhǎng)了37.2%，使得路橋結(jié)構(gòu)的通過壓力不斷增加，是事故率上升的主要原因。而在高強(qiáng)度作業(yè)下，市政路橋建設(shè)就應(yīng)該優(yōu)化施工計(jì)劃，并對(duì)傳統(tǒng)路橋建造模式進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)未來強(qiáng)度更高的路橋建造需求[1]。

1.2 施工速度的需求

部分混凝土雖然說強(qiáng)度可以得到保證，但加工過程中耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，所以通常會(huì)給人們生活帶來巨大影響。因此在未來的施工中，混凝土技術(shù)還要嘗試向著高效施工的方向發(fā)展，比如在混合料的混合中，需要與自動(dòng)化技術(shù)和專業(yè)混合設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的混合供料。

1.3 藝術(shù)方面的需求

在傳統(tǒng)路橋建造中為了保證施工質(zhì)量，大多數(shù)施工團(tuán)隊(duì)都會(huì)選擇更加穩(wěn)妥的施工建造方式。不過，傳統(tǒng)路橋建中藝術(shù)性設(shè)計(jì)表達(dá)難度較高，且有限的調(diào)整空間也很難滿足實(shí)際的藝術(shù)建造需求[2]。而當(dāng)今隨著城市文化符號(hào)一體化趨勢(shì)的增加，越來越多的城市也需要通過橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)來使其能夠符合城市整體的設(shè)計(jì)理念。在此情況下，就需要施工團(tuán)隊(duì)對(duì)已有的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)建造技術(shù)與藝術(shù)的融合。

1.4 空間性的需求

與中小城市不同，大城市面臨的問題更多是空間規(guī)劃。因此，在注重通過性的同時(shí)，現(xiàn)代的橋梁建筑還需要充分利用路橋建筑的空間性，從而使城市規(guī)劃更加合理。同時(shí)，部分設(shè)計(jì)理念較為先進(jìn)的城市，將路橋建筑作為城市的第三空間，從而對(duì)城市資源的分布問題進(jìn)行補(bǔ)充[3]。

2 現(xiàn)階段路橋施工中常用的混凝土技術(shù)

2.1 鋼纖維混凝土的施工技術(shù)

2.1.1 技術(shù)介紹

在混凝土施工中，傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)并未處理好材料與建筑強(qiáng)度之間的矛盾平衡，所以開裂問題的出現(xiàn)概率也通常較高。而針對(duì)此問題，現(xiàn)代施工技術(shù)通過鋼纖維混凝土交出了滿意的答卷。在該種技術(shù)中，施工人員會(huì)在成型混凝土中混入鋼纖維，所以混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題得到了有效抑制。同時(shí)，施工人員還可以根據(jù)具體的需求來改變鋼纖維的混入模式，從而實(shí)現(xiàn)部分建造需求。比如在溫度作用下，傳統(tǒng)混凝土?xí)霈F(xiàn)較為細(xì)小的裂縫，而切削鋼纖維的混入則能夠有效避免裂縫出現(xiàn)的同時(shí)，還能夠增加混凝土間的黏合力。

2.1.2 具體應(yīng)用要點(diǎn)

在鋼纖維混凝土的使用中，撒布式鋼纖維是該技術(shù)應(yīng)用中的一大要點(diǎn)。施工人員要根據(jù)實(shí)際施工需求來判斷鋼纖維的混入密度，并通過層布的方式來使其分布均勻?，F(xiàn)階段鋼筋混凝土的施工工藝逐漸成熟，所以人工操作、機(jī)械操作的方式都可以滿足實(shí)際施工需求。需要注意的是，鋼纖維撒布過程中要利用篩網(wǎng)來對(duì)鋼纖維進(jìn)行篩選，以保證質(zhì)量。而在混凝土的厚度控制上，多數(shù)情況下15mm 就可以滿足施工需求。而在質(zhì)量控制上，鋼纖維加入后的質(zhì)量不宜過大，保持0.14～0.16kg/ m2即可[4]。而在振搗過程中，錯(cuò)誤的振搗方式會(huì)使混凝土的混合出現(xiàn)不均勻的情況，所以就需要操作人員積累操作經(jīng)驗(yàn)，不過多數(shù)情況下混凝土氣泡消失后就可以直接應(yīng)用。在切縫處理上，鋼纖維混凝土與傳統(tǒng)混凝土的施工方式并無明顯差別，所以可以直接按照傳統(tǒng)施工方式進(jìn)行處理。

2.2 大體積混凝土施工技術(shù)

2.2.1 技術(shù)介紹

在路橋建設(shè)中，大體積混凝土施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，所以技術(shù)利用率也逐漸上升。因此，大體積混凝土施工技術(shù)開始出現(xiàn)在建造視野中。除了滿足基本的強(qiáng)度需求以外，大體積混凝土可以利用提前處理的方式來降低對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境需求。同時(shí)，在裂縫問題的處理表現(xiàn)上，部分大體積混凝土的施工效果甚至還要高于鋼纖維混凝土。不過，大體積混凝土也有劣勢(shì)，比如較大體積使得運(yùn)輸過程十分不便[5]。而在部分特殊空間的施工中，大體積混凝土的調(diào)運(yùn)也會(huì)成為問題。不過從整體上來看，如果施工環(huán)境能夠滿足大體積混凝土的施工需求，那么多數(shù)情況下該施工方式將會(huì)成為建造的最優(yōu)解。

2.2.2 具體應(yīng)用要點(diǎn)

在裂縫問題處理上，施工人員要保證施工環(huán)境的溫度恒定，從而降低裂縫的出現(xiàn)概率。從整體上看來，只要溫度控制得當(dāng)，其裂縫處理效果就基本上能夠滿足大多數(shù)施工需求。除此之外，溫度控制不僅是要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，還需要對(duì)大體積混凝土進(jìn)行控制，比如低熱水泥混凝土材料的使用就可以有效降低混凝土內(nèi)外部的溫度差，從而達(dá)到降低裂縫出現(xiàn)率的目的。另外，大體積混凝土的溫度控制應(yīng)該持續(xù)工程的整個(gè)周期，所以也需要施工人員提前為路橋結(jié)構(gòu)設(shè)置維護(hù)通道，以保證大體積混凝土在路橋結(jié)構(gòu)中的實(shí)際狀態(tài)。

3 混凝土技術(shù)在路橋施工中的具體應(yīng)用

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

其一，審核施工圖紙。在展開混凝土施工之前，需要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)審核施工圖紙，若在此過程中發(fā)現(xiàn)問題，需要在保證設(shè)計(jì)圖紙科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，采取有效措施進(jìn)行調(diào)整。

其二，對(duì)施工內(nèi)容加以明確。在完成混凝土施工之前的工作后，需對(duì)該次混凝土技術(shù)施工的具體內(nèi)容加以明確。這需要施工人員對(duì)整體工作內(nèi)容、各個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行全面掌握，準(zhǔn)確把控相關(guān)技術(shù)。

其三，確保能夠正常施工。施工人員與施工設(shè)備必須提前到位。通常而言，需要選取具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)素質(zhì)過硬的施工隊(duì)伍，確保施工能夠順利開展。所有用到的設(shè)備，均需檢查其性能是否正常，確保機(jī)械設(shè)備能夠保持良好運(yùn)行狀態(tài)，之后才可進(jìn)入操作區(qū)域。

3.2 混凝土配比

混凝土配比需要結(jié)合施工程序、工程實(shí)際情況來設(shè)置處理，從而確保混凝土的施工質(zhì)量。在配比中，要注意預(yù)防泌水現(xiàn)象，對(duì)水泥、水及砂石的比例、塌落度要合理控制，一般以90～100mm 為佳?；炷磷畛跄Y(jié)時(shí)間以7～8h 為宜，空氣含量應(yīng)在17%以內(nèi)。為維持混凝土質(zhì)量，空氣含量及最初凝結(jié)時(shí)間均應(yīng)控制到位。所用水泥，需要明確供應(yīng)商、強(qiáng)度及生產(chǎn)批號(hào)，把好原材料質(zhì)量關(guān)，且盡量采取硅酸水泥來配置混凝土。砂石的含泥量應(yīng)控制在1%以內(nèi)，確?；炷翉?qiáng)度適宜。若其含泥量太高，則需對(duì)其做清理處理。碎石的選用應(yīng)確保大小均勻，減水劑的性能應(yīng)理想，同時(shí)對(duì)外加劑的添加要適當(dāng)控制，且需考慮外加劑和水泥是否保持一致。另外，還需設(shè)計(jì)最佳摻和料，促使混凝土性能有效改善，來優(yōu)化混凝土的流動(dòng)性能，保證其后期強(qiáng)度，使之具有良好的密實(shí)性及細(xì)度。

3.3 澆筑過程控制

混凝土澆筑是混凝土施工的重要環(huán)節(jié)，在澆筑過程中，需要全面把控施工質(zhì)量。對(duì)實(shí)際送料的時(shí)間需嚴(yán)格控制，在混凝土初凝之前完成送料，還需對(duì)混凝土的塌落度進(jìn)行全面測(cè)量。在澆筑之前，應(yīng)和上次混凝土展開顏色對(duì)比，確認(rèn)基本一致。澆筑過程中，應(yīng)采用分層澆筑的方法，分層厚度需根據(jù)施工環(huán)境來決定。澆筑完成后要實(shí)施全面振搗并且保證振搗均勻性，防止振搗不充分造成混凝土凝固后出現(xiàn)氣泡。振搗過程中，需應(yīng)用兩次振搗的方式，減少混凝土內(nèi)部的氣泡[6]。

3.4 模板施工

模板施工是道路橋梁混凝土建筑的重要技術(shù)。施工人員應(yīng)對(duì)所需模板進(jìn)行設(shè)計(jì)，且設(shè)計(jì)應(yīng)符合建筑質(zhì)量的相應(yīng)要求，如模板的硬度、平整性等均需達(dá)到相關(guān)要求，要便于拆卸、安裝。在選料過程中，需要選擇外表光滑、表面平整、耐腐蝕能力較強(qiáng)、吸水性能良好的材料作為模板原材料?？傮w而言，模板設(shè)計(jì)及選擇，均需結(jié)合工程具體情況實(shí)施，不可盲目開展。如圓形構(gòu)件以鋼模板搭配相對(duì)較好，這樣能夠確?；炷凉饣壤硐?，在制作過程中，需對(duì)模板表面展開拋光處理。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)直接關(guān)系到混凝土施工的整體質(zhì)量。這是因?yàn)?，混凝土材料本身需要一定時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)再生，若不能對(duì)其及時(shí)維護(hù)，則會(huì)出現(xiàn)水分流失，導(dǎo)致鋪路色差，還會(huì)造成裂縫，對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量造成影響。在振搗操作完成之后，即可開始混凝土的養(yǎng)護(hù)。第一次澆筑之后12h 內(nèi)，可用麻袋、草墊在上面覆蓋，保持其溫度及濕度，促使混凝土達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度。初始凝固之后，可以覆蓋，實(shí)現(xiàn)基本固化，可澆水來達(dá)到固化的目的。在澆水過程中，按照小時(shí)為單位，對(duì)混凝土溫度進(jìn)行測(cè)量，若溫度下降5oC，不可噴水?；炷翝B出、模板泄露，均會(huì)在混凝土表面形成小孔，在拆除模具之后，需要用懸浮泥漿、砂子來對(duì)模具進(jìn)行覆蓋，對(duì)表面進(jìn)行清潔后，應(yīng)用相同強(qiáng)度、類型的水泥基砂袋來展開修補(bǔ)，保證施工達(dá)到預(yù)期效果[7]。

4 混凝土技術(shù)應(yīng)用中的質(zhì)量控制

多數(shù)情況下，混凝土施工中的質(zhì)量控制，主要針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫的處理。一般情況下，裂縫的處理主要針對(duì)以下幾個(gè)方面。

4.1 設(shè)計(jì)層的維護(hù)

可以看出，施工工藝不同，路橋結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)裂縫的概率也有較大不同。因此，當(dāng)出現(xiàn)問題后，施工人員需要對(duì)裂縫的發(fā)生原因進(jìn)行分析，并使用針對(duì)性的解決方案進(jìn)行處理。如果是大體積混凝土，需要檢查環(huán)境溫度與混凝土溫度間的差值，并盡可能的減少兩者的數(shù)據(jù)差。當(dāng)外部影響去除后，就可以重新對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行彌補(bǔ)處理。除此之外，混凝土施工與其他工藝也有一定的重合性，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也會(huì)出現(xiàn)沖突。處理思路主要是對(duì)技術(shù)矛盾點(diǎn)進(jìn)行處理，并通過再造的方式對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)[8]。

4.2 對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)路橋事故都是施工操作不夠規(guī)范所致。因此，不論是混凝土施工技術(shù)還是混凝土材料技術(shù)，相關(guān)人員都需要加快對(duì)應(yīng)的技術(shù)研發(fā)步伐，對(duì)工程中所利用的物料進(jìn)行科學(xué)管理。而如果是技術(shù)問題，這需要通過大規(guī)模的技術(shù)指導(dǎo)來對(duì)施工人員的素質(zhì)進(jìn)行整體提升。不過，從整體上來看，雖然大部分施工技術(shù)理論相對(duì)較復(fù)雜，但實(shí)際應(yīng)用中注意點(diǎn)相對(duì)較少，對(duì)操作人員的友好度也相對(duì)較高。

5 混凝土技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

技術(shù)的出現(xiàn)往往來自市場(chǎng)需求，所以未來混凝土的發(fā)展也離不開以下幾個(gè)方向。在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度保證上，更加高強(qiáng)度的材料將會(huì)直接應(yīng)用至混凝土的混合中，或者也可以通過對(duì)應(yīng)的支撐設(shè)計(jì)來降低混凝土材料的強(qiáng)度需求。而在藝術(shù)性的表達(dá)上，混凝土建造技術(shù)會(huì)著重朝與其他材料的連接性、自身材料表達(dá)多樣性的方向發(fā)展。而在空間和施工效率需求滿足上，新建造設(shè)備的進(jìn)入也能夠有效提高混凝土施工效率和空間利用效率。

6 結(jié)語(yǔ)

雖然混凝土施工技術(shù)在整個(gè)建造體系中的占比相對(duì)較少，但其發(fā)揮的作用不可忽視。因此，相關(guān)部門和施工團(tuán)隊(duì)要加強(qiáng)對(duì)其的重視，并嘗試將更多的資源分配到混凝土的相關(guān)建造技術(shù)中。混凝土施工技術(shù)要加快自身的技術(shù)革新，嘗試使自身能夠滿足各種需求的建造任務(wù)，也是技術(shù)創(chuàng)新的突破點(diǎn)。