市政路橋工程中大體積混凝土施工要點與質量控制

文｜廣東省建筑工程機械施工有限公司 董育彪

一、引言

我國城市建設進入十四五規(guī)劃實施全新時期，大量新型市政路橋工程建設得如火如荼，造型設計新穎的路橋為城市建設增加新的形象名片。新時期市政路橋工程建設具有設計獨特、美觀大氣、單體結構規(guī)格大、使用鋼筋混凝土用量多、不確定性因素多、施工質量控制要求高、現(xiàn)場施工技術難度大等特點，對未來我國的市政路橋工程提出新挑戰(zhàn)?；炷磷鳛橹匾慕ㄖ牧蠘嫵?，有效實施大體積混凝土質量控制是當前路橋工程施工單位面對的重要挑戰(zhàn)。

二、市政路橋工程的大體積混凝土主要施工要求

由于混凝土大量應用到市政路橋工程中的重要部位如梁體、墩體、承臺等受力結構中，需要混凝土保持高流動性、低粘度的技術特征，施工主要要點如下：

1.結構形式、分塊的要求

當路橋施工無法一次性澆筑完成構件時，要根據(jù)實際條件設水平施工縫，澆筑結構分塊合理并有必要的連結措施。

2.作為大體積混凝土構件澆筑過程集中釋放出水化熱，造成混凝土內外表面較大溫差導致裂縫出現(xiàn)，需采用合適的中低強度混凝土，并適當摻入減水劑控制水泥使用量。

3.市政路橋工程中大體積混凝土有塑性收縮、溫度收縮和自收縮特征，集中澆筑混凝土構件后易產(chǎn)生的溫度收縮，如新舊混凝土交界部分、變截面部分等采用水分蒸發(fā)抑制、原材料優(yōu)選、配合比優(yōu)化、保溫等措施。

三、市政路橋工程中的大體積混凝土施工要點

1.混凝土原材料準備

（1）水泥

水泥屬于混凝土澆筑過程中的重要材料，混凝土原材料質量對市政路橋質量有極為重要影響，宜選用中低熱的水泥，保存時有專門防潮措施。水泥跟水充分攪拌時集中析放較多水化熱，拌制時由專用控制水溫的儲水池進行拌合，水溫控制在2～8℃，配備冷水機進行制冷。

（2）粉煤灰

采用工作性能優(yōu)良的粉煤灰可以有效調節(jié)拌合物的流動能力以及保水性，并能優(yōu)化其可泵性。適量的粉煤灰能對控制混凝土收縮有較好效果，減少水化熱，是減少裂縫較好的外加劑，礦物摻和料用量在55%-65%范圍內能達到控制水化熱效果，通過大摻量摻和料能較好地解決中低強度大體積混凝土溫度控制問題，粉煤灰摻量比例宜適中，多量摻入影響早期強度生成。

（3）骨料

原材料細骨料優(yōu)先采用級配中粗砂，對細骨料級配要嚴格控制，含泥量指標十分重要，含泥量過多情況下會導致收縮過快，降低其抗拉強度。粗骨料提早存放通風好石料倉庫中，控制石料倉溫度為20℃，攪拌前用冷卻水快速對粗骨料進行降溫，以保證粗骨料使用溫度不大于25 ℃。

（4）優(yōu)化配合比

大體積混凝土配合比設計的出發(fā)點主要從低水化熱、控制溫度提升速度、低收縮方面考慮，配合比設計優(yōu)化混凝土比例盡可能減少水泥使用量，摻入適量膨脹劑對混凝土進行收縮補償，水泥水化熱調控材料抑制混凝土的水化溫升速率，采用以淀粉衍生物作為主要組分，摻合料與水泥表面產(chǎn)生化學作用，減慢水泥水化速率，降低水膠比，選擇適合的緩凝、減水外加劑以提升混凝土流動能力和可工作性，改善和易性，控制混凝土塌落度在120±20mm之間。

2.大體積混凝土施工中的分塊澆筑施工要點

市政路橋工程大體積混凝土現(xiàn)場一次性澆筑結構大、需要較長時間、工程量大，因此需要采用分塊澆筑方式，通?？梢圆捎梅謱?、分段跳倉的方式，主要有全面分層、分段分層、斜面分層3 種方法，具體澆筑形式需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況靈活使用。其中面積小而厚度大選擇全面分層，分段澆筑適宜用于混凝土面積大、厚度小、抗?jié)B要求低的路橋結構，斜面分層適宜用于路橋平面構件大、呈現(xiàn)長條形時，斜面坡度為1∶3 澆筑。如在承臺結構澆筑混凝土時，縱、橫方向有規(guī)律地分層、分條帶施工，縱向由一側向另一側澆筑，橫向從中間向兩邊澆筑，每一層厚度控制不超過30 cm，條帶寬度2 m左右，接茬時間在40 min以內。

3.混凝土拌合料入倉溫度控制

拌合料入倉時對溫度控制比較嚴格，尤其是在高溫季節(jié)環(huán)境中控制難度比較大。如路橋承臺的澆筑溫度控制要求為28.0 ℃，考慮到夏季溫度條件加上運輸距離、澆筑時溫度上升速度快，拌合料攪拌出機溫度控制不超過26.0 ℃，經(jīng)多次對不同骨料對比試驗發(fā)現(xiàn)粗骨料表面體積大，堆積孔隙率較細骨料大，冷卻降溫速度快，操作簡便，且不影響混凝土實際含水量，直接采用冷水機組儲備用水淋濕降溫能達到滿意效果。

4.大體積混凝土振搗施工要點

市政路橋結構構件通常厚度大、鋼筋密度高，為防止少振、漏振，根據(jù)構件尺寸特點選擇適合型號振搗器，現(xiàn)場提供功率適宜插入式振搗器，分別從前、中、后方分配振搗器，特別是構件底部鋼筋密集，指定專門振搗工人負責對下層鋼筋實施操作，二次振搗能提升混凝土對下層鋼筋握裹力，振動棒上下抽動、快插慢拔，控制不與周邊模板、內部鋼筋、預埋管線碰撞，振搗器進入深度控制在5cm—10cm 之間，保持均勻振搗操作，以混凝土表面不再出現(xiàn)泛漿、氣泡、下沉為準。澆筑帶按照行列式順序從低處向高處實施。

5.大體積混凝土收漿抹面及施工縫處理要點

路橋工程澆筑混凝土構件厚度比較大，澆完后達到初凝前進行2-3 次收漿工作，目的是把混凝土表面磨光并閉合其收縮裂縫，分別使用木抹子、鐵抹子實施抹光、壓平、收漿，平整度在規(guī)定范圍內。施工縫的處理可通過預埋連接鋼筋的方式來強化上下層之間的連接，在新一層澆筑前把上一層表面鑿毛清除表面浮漿并濕潤后再澆筑，以便新舊兩層混凝土連接強度滿足要求。

四、市政路橋工程中大體積混凝土質量控制

市政路橋工程中大體積混凝土施工的質量控制主要有：

（1）澆筑施工質量控制

在澆筑過程路橋結構內部溫度受到澆筑溫度、散熱溫度、水泥水化熱的絕熱溫度直接影響，因此，路橋大體積混凝土澆筑過程中實施嚴格溫度控制是主要環(huán)節(jié)，需要認真分析抗裂構造措施和確定溫控指標，澆筑作業(yè)前實施精確熱工計算。錨固區(qū)由于應力集中容易導致開裂，承臺、墩柱等大體積構件的截面尺寸過大，導致混凝土水化溫升快、開裂風險高。當橋梁的承臺體積過大時，厚度超過1.5m 時，通入冷卻水管（圖1），內部布置專門冷卻系統(tǒng)進行降低混凝土水化熱，內部循環(huán)流動冷卻水確?；炷羶韧鉁夭畈淮笥?5℃。

圖1 內部通入冷卻管降溫

大體積混凝土澆筑發(fā)生裂縫問題比較多，可以從提高抗力和降低收縮兩個方向入手。在提升抗力方向，主要利用鋼纖維等增韌方法來實施澆筑混凝土。在降低收縮方面，可在混凝土表層均勻地布設抗裂鋼筋網(wǎng)片，對降低混凝土收縮產(chǎn)生裂縫問題比較有效果。在大體積混凝土分層、分節(jié)施工時由于表面水蒸發(fā)率高難以實施蓄水養(yǎng)護，比較容易出現(xiàn)塑性裂縫，采用水分蒸發(fā)抑制方法控制表面水汽蒸發(fā)，在混凝土表面泌水層上形成穩(wěn)定單分子膜，能有效保證混凝土表面質量。

市政路橋工程實施大體積混凝土澆筑可選擇在夜間進行，避開白天高溫影響，控制澆筑時初凝溫度，在進行混凝土泵送時在水平、垂直泵管上綁扎上草袋并噴低溫水。

在混凝土結構內部不同的部位、不同的深度實施測溫布點，設置大體積混凝土無線測溫系統(tǒng)，能實時對混凝土內部溫度、內外溫差設置安全閾值，超過正常閾值自動報警，注意控制溫度不能過快或者過早冷卻，影響混凝土的水化和早期強度，測溫系統(tǒng)用于市政路橋工程的大體積混凝土澆筑過程中溫度變化的自動監(jiān)測，保證現(xiàn)場溫度得到有效控制。

（2）運輸質量控制

路橋工程大體積混凝土體積比較大，連續(xù)性強、澆筑時間長，需要混凝土數(shù)量比較多。要控制運輸距離和到達施工時間，以確保澆筑混凝土質量。一方面設計合理的運輸時間段、運輸路線，提前做好運輸方案和供應數(shù)量準備。另一方面加強與商品混凝土供應廠家聯(lián)系，保證供應的連貫性，以確保運送至現(xiàn)場混凝土性能滿足澆筑作業(yè)需要。

（3）振搗施工質量控制

現(xiàn)場大體積混凝土振搗作業(yè)需要分層實施，振搗施工質量要點主要控制入模厚度300mm-500mm 之間，以防止裂縫的產(chǎn)生。全面分層振搗時從短邊開始，分層厚度控制1.5-2.0m，分段分層每段面積至少50m2，斜面分層在坡腳處設置振動器。

振搗時注意控制時間和方式，振搗方式有人工、機械兩種，鋼筋密集的部位、混凝土坍落度大情況下采用人工方式，混凝土數(shù)量大、面積大情況下采用機械方式。對產(chǎn)生的泌水及時用專用工具排出。振搗過程中的質量檢查由專人現(xiàn)場負責，并注意檢查振搗附近支撐發(fā)生異常。

（4）養(yǎng)護質量控制

大體積混凝土養(yǎng)護質量控制主要是減少表面溫度提前大量散失，水份蒸發(fā)過快，控制混凝土內外溫差在規(guī)定范圍值內，保持表面有一定濕度促使水泥的水化順利完成，減少混凝土后期不正常收縮、裂縫等質量問題發(fā)生。大體積混凝土保溫保濕時間、覆蓋物、覆蓋物層數(shù)可根據(jù)施工方案要求確定，大體積混凝土結構構件如承臺在澆筑完成12h 內直接用薄膜覆蓋，表面加上濕麻袋并及時澆水（圖2）。

圖2 路橋工程大體積構件噴水養(yǎng)護

五、結語

混凝土作為市政路橋工程的重要材料之一，具有廣泛應用意義，針對大體積混凝土施工過程中需要選擇合格的原材料，摻入適當?shù)耐饧觿?，從原材料入倉、攪拌、運輸、澆筑采取不同形式的降溫、控溫、測溫措施，后期養(yǎng)護中及時調整保溫手段，減慢溫度上升速度，以減少大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題，強化混凝土質量控制，從而保證市政路橋工程大體積混凝土施工質量。