混凝土在道路橋梁工程中的應用

許淑英

（中交三公局第二工程有限公司，天津 301800）

1 我國道路橋梁工程施工的特點

1.1 道路橋梁工程施工的單一性

我國在道路橋梁工程施工方面有嚴格、科學的具體要求，依托施工地點和施工技術要求，根據(jù)施工圖、相關規(guī)范、標準、施工環(huán)境等情況分別設置各類要求。當前，在我國橋梁工程施工中，施工和設計并不是一體的，它是由兩家獨立的公司單獨實施，因此，在工作交流和銜接過程中難免存在一些障礙。

1.2 道路橋梁施工管理情況復雜

道路橋梁工程施工管理復雜，往往存在交叉作業(yè)或與其他沿線設施交叉，如鐵路工程、電力工程、水利工程、通信工程、各行政級別交通道路、居民區(qū)等不同領域的全方位協(xié)作和支持。道路橋梁工程的施工現(xiàn)場有很多施工單位的協(xié)作隊伍，在施工過程中，各個協(xié)作隊伍之間又會存在交叉作業(yè)，會出現(xiàn)很多安全和管理方面的問題，協(xié)調(diào)和管理工作量大且復雜。這些交叉作業(yè)問題是工程行業(yè)普遍存在的現(xiàn)象，因此，施工管理人員與技術人員要科學地對施工順序、作業(yè)流程和質量、安全等方面的要求進行交底。

2 混凝土在道路橋梁工程中的應用分析

2.1 混凝土施工技術前期準備工作

道路橋梁工程施工階段管理和質量控制工作較為煩瑣，它的重要性卻至關重要，是工程質量得以保障的前提，若施工管控不到位導致工程質量問題或質量缺陷，通過目前的技術手段是無法完全修復的。施工前期準備工作主要包括以下內(nèi)容：

（1）做好圖紙設計和審核工作。設計人員要嚴格調(diào)查現(xiàn)場情況，充分利用地勘資料，依據(jù)具體情況進行圖紙設計。圖紙的審核要認真、嚴格對待，施工單位要聯(lián)合建筑業(yè)主、建筑工程設計、工程監(jiān)理等專業(yè)人員一起進行圖紙會審，及時發(fā)現(xiàn)設計圖中存在的問題并共同解決。

（2）嚴格交底工作。對于一些危大工程、超危大工程，按照相關要求及時編制方案和組織專家論證，通過后及時宣貫培訓。

（3）試驗人員根據(jù)當?shù)貙嶋H工程情況，參與混凝土原材料選擇工作，選擇品質良好、質量穩(wěn)定、供應及時和經(jīng)濟效果明顯的材料。按照施工方案或施工組織設計，設計滿足施工要求的配合比，既要保證混凝土配合比強度達標、性能穩(wěn)定、耐久性達到設計年限要求，又要考慮經(jīng)濟性能，更不可忽視混凝土工作性與現(xiàn)場施工條件和施工方法的匹配性，如增大混凝土流動性，無疑需要增加水泥漿用量，提高原材料成本的同時，增加水泥用量或提高水膠比，降低混凝土強度或耐久性能，易導致混凝土結構物開裂等質量風險，但在施工人員數(shù)量方面，可以節(jié)約勞動力成本。但是，這種調(diào)整需要有理論基礎和實踐基礎的專業(yè)人員來完成，否則該類風險可能會造成質量事故。因此，質量控制與成本控制需要一起合理規(guī)劃，嚴格管控。

2.2 混凝土配合比設計和相關材料選擇

在重慶駙馬長江大橋南岸錨碇，為增大結構抗拉性能，補償混凝土干縮收縮現(xiàn)象和減少開裂、易于施工方面考慮，采用聚丙烯纖維微膨脹抗?jié)B自密實混凝土。由于自密實混凝土膠凝材料用量相對較大，水化熱較高、水膠比較大，且錨塞體結構及鋼筋布置復雜空間狹長，不利于溫控設施的布置。對聚丙烯纖維微膨脹抗?jié)B自密實混凝土與聚丙烯纖維微膨脹抗?jié)B普通混凝土的工作性能、力學性能、耐久性和經(jīng)濟效益進行對比研究分析，為項目建設提供合理的施工技術方案和基本試驗數(shù)據(jù)支撐。

2.2.1 混凝土配合比

合理設計混凝土的配合比在工程中具有非常重要的作用?；炷恋脑O計和生產(chǎn)要按照相關標準選擇合理的各項參數(shù)。而這些標準和參數(shù)需要滿足在不同情況下（如不同原材料、施工工藝、水膠比、水泥用量、砂率、最大粒徑、坍落度等條件）的混凝土配合比的設計和驗證。要在最大程度上減少泌水情況，在合理范圍內(nèi)控制好混凝土的工作性。如在不同的季節(jié)，混凝土配合比中外加劑的用量和成分就有明顯差別，嚴格控制混凝土的工作性和凝結時間，如采用泵送工藝，還應檢測混凝土壓力泌水率。嚴格控制混凝土凝結時間，保證混凝土初凝時間不宜過短、終凝時間不宜過長，普通混凝土一般初凝時間在5～7h 左右、終凝時間在7～9h 左右。不同部位和不同的施工工藝對混凝土的要求會有明顯的區(qū)別，如隧道初支噴射混凝土的初凝時間為3min、終凝時間為5min；水下混凝土凝結時間較長?；炷恋暮瑲饬恳灿忻黠@區(qū)別，隨著含氣量的增加，混凝土耐久性提高、和易性改善，但抗壓強度會降低，而且兩者的關系是負線性相關，一般混凝土含氣量在3%～5%為宜。不同的施工情況，混凝土的材料選擇也有不同，要在滿足強度、耐久性指標的情況下綜合考慮經(jīng)濟性等指標，確定合理的原材料。

2.2.2 地材的選擇（如骨料、碎石）

在混凝土組成材料的選擇中，按照國家相關標準進行檢測和選擇，確保各種材料的質量達到相應要求是確保工程質量的前提。在細骨料的選擇中，普通混凝土宜采用中粗砂，含泥量應小于3%（對水工結構根據(jù)不同設計耐久年限，要求不同），對高性能混凝土、高強度混凝土或有特殊使用要求的，各檢測指標要求更為嚴格。骨料的成分不得有其他有害雜質，避免影響結構物的使用性能。碎石的選擇應在滿足施工條件的情況下，選擇粒徑較大、孔隙率較小的碎石。在選擇料場過程中，應考察料場的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品穩(wěn)定性。特別注意堿骨料潛在危害和堅固性指標的檢測。

2.2.3 外加劑的選擇

混凝土中外加劑的選擇和使用也很重要，外加劑作為混凝土的摻合料，對混凝土各種性能的影響十分顯著。在膠凝材料和水膠比不變的情況下，可以大幅提高混凝土流動性，在流動性不變時，又可以減少水泥漿的使用，節(jié)約水泥。近幾年，隨著外加劑行業(yè)的高速發(fā)展，不同功能的外加劑相繼出現(xiàn)，給混凝土施工帶來了極大的技術經(jīng)濟改善，外加劑應根據(jù)工程實際選擇質量好、減水率大、性能穩(wěn)定、敏感度低的產(chǎn)品，選擇有較好口碑的廠家進行供貨。要特別注意外加劑與水泥的融合程度，聚羧酸外加劑的性能十分敏感，當水質、攪拌時間、水泥成分、溫度、砂石料質量變化時，均能明顯影響聚羧酸外加劑的效果。另外，聚羧酸減水劑生產(chǎn)過程中自帶的引氣成分極易引進大而不均勻、不穩(wěn)定的氣泡，對硬化后的混凝土外觀質量和內(nèi)部密實度影響較大。

2.2.4 萬利項目T 梁梁板施工

采用C50 混凝土，經(jīng)過對各種材料檢測與選擇，最終決定采用機制砂，配合比各項參數(shù)為：P·O42.5 水泥用量為441kg/m3；二級粉煤灰用量為49kg/m3；機制砂用量為721kg/m3；碎石（5～10mm）用量為541kg/m3；碎石（10～20mm）用量為541kg/m3；減水劑產(chǎn)量為1.1%，砂率為40%，容重為2 450N/m3，坍落度為215mm，每方混凝土成本價由原來的350元降到311 元，經(jīng)濟效果顯著。

2.3 嚴格控制混凝土的施工質量

2.3.1 做好混凝土的攪拌、運輸工作

施工單位要按照現(xiàn)場情況確定的配合比選取原料，嚴格管控各種材料進場檢測和存放要求，防止出現(xiàn)攪拌不均勻的情況。混凝土運輸罐車在裝料前應確保存儲罐內(nèi)清潔，無自由水。根據(jù)施工季節(jié)不同做好相應防護工作，冬季裹好防寒篷布，夏季炎熱天氣選擇淺色罐運輸混凝土?？刂苹炷翝仓r間，避免混凝土出站后長時間等待，不得向混凝土中直接加水，可根據(jù)需要，按試驗人員要求補充與配合比相同水膠比的水泥漿。在混凝土攪拌過程中，施工單位要根據(jù)現(xiàn)場的天氣情況合理安排施工時間，避免施工安排不合理導致施工后的混凝土在凝固之前受雨水沖刷。

2.3.2 混凝土澆筑質量控制

混凝土施工過程至關重要，如果施工工藝不良或施工質量管理失控，無論多么科學合理的配合比，品質優(yōu)良和性能穩(wěn)定的原材料、混凝土，均無法生產(chǎn)出質地密實、堅固耐久的混凝土結構物，因此，必須加強澆筑質量的管控。一是混凝土澆筑施工前要詳細檢查鋼筋、模板等位置，確保混凝土粒徑滿足最小鋼筋間距要求并保證鋼筋保護層厚度。二是切實按照施工方案和作業(yè)指導書進行澆筑和振搗，如確?；炷料侣涓叨仍?m以內(nèi)（個別結構物為3m），對于超過該要求的高度可設溜管、溜槽、串筒等減速裝置施工，防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。三是嚴格控制混凝土的澆筑時間，在混凝土初凝前澆筑及收面工作完成。四是在混凝土澆筑前仔細檢查模板的密封性、強度和剛度，加強監(jiān)管，避免漏漿和跑模。五是根據(jù)現(xiàn)場結構實際情況科學合理地安排施工順序。

2.3.3 大廣擴容項目40mT 梁施工質量管控

在大廣項目施工期間，由于地材缺乏，尤其砂資源緊缺，料源管控十分困難，砂品種繁多，加上施工順序不合理，導致梁板端頭1/3 處總是出現(xiàn)流沙、粘模現(xiàn)象，經(jīng)過一系列跟蹤調(diào)查、分析，認為砂性能不穩(wěn)定，要求物資設備部按照兩個料倉劃分為已檢料倉和待檢料倉，每個料倉只能放置一種或兩種砂，并且分開堆放，不得混合，砂石作為透水性材料，進場時含水率很大，經(jīng)過1～2d 的自然存放，含水率就會趨近穩(wěn)定。同時，安排拌和站上料鏟車不得隨意鏟料，每次只能使用同一料倉的同一材料，材料發(fā)生明顯變化時及時反饋，從而保證混凝土性能穩(wěn)定。對于施工工藝方面的問題，由于梁板長40m、高2.2m，寬度較小且存在變截面，倒角處極易聚集水泡，導致脫模后表面麻面現(xiàn)象明顯。解決辦法是改變下料順序，由一側下料改為兩側下料，優(yōu)化分層厚度，每層厚度不易超過振搗棒長度的1.25 倍，反復對比，采用50 型振搗棒，每層45cm 厚效果最佳。改善振搗工藝，以附著式振搗為主，插入式振搗為輔。經(jīng)過反復對比，附著式每次25～30s 效果較理想，振搗棒在使用中避免碰觸模板、鋼筋、保護層墊塊等，每次振搗不宜過厚。

2.4 做好混凝土施工后的養(yǎng)護工作

混凝土施工完成后應及時養(yǎng)護，根據(jù)不同部位和要求的混凝土選擇在初凝或終凝后實施養(yǎng)護，避免產(chǎn)生干縮裂縫和應力裂縫。養(yǎng)護過程中最主要的是嚴格控制結構物的內(nèi)部和表面溫差、表面和大氣溫差，當混凝土施工后的養(yǎng)護措施不及時、不到位時，就會使混凝土表面的水揮發(fā)得很快，混凝土就會產(chǎn)生裂紋。對施工后的混凝土進行養(yǎng)護要選用符合實際條件的養(yǎng)護劑、養(yǎng)護膜、鋪草簾、灑水養(yǎng)護或自然養(yǎng)護、濕砂養(yǎng)護等，還要考慮道路橋梁工程當?shù)氐臍夂驐l件，根據(jù)天氣情況確定養(yǎng)護方式和養(yǎng)護時間，一般養(yǎng)護時間要在7d或14d 以上。在蘭州南繞城項目梁板施工中，由于甘肅地區(qū)氣候干燥，水分蒸發(fā)塊，混凝土極易產(chǎn)生干縮裂縫，混凝土施工后應二次收面，及時養(yǎng)護。經(jīng)過對比分析，梁板混凝土施工后未及時養(yǎng)護的，梁板表面產(chǎn)生干縮裂紋的概率是100%，7d 回彈強度降低30%～40%、28d 回彈強度降低20%～30%，拆模后及時噴水養(yǎng)護，覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護7d 以上的表面無干縮裂紋，強度增長明顯。

3 結語

混凝土施工技術在道路橋梁工程施工中的應用是經(jīng)多部門反復溝通并在施工過程中利用PDCA管理流程不斷優(yōu)化改進的過程，試驗人員不僅應有足夠的試驗知識，而且應熟悉和掌握常見的施工工藝，對比分析，確定科學合理的試驗參數(shù)，以試驗數(shù)據(jù)為指導不斷優(yōu)化，充分提高試驗檢測與施工生產(chǎn)的契合度，為創(chuàng)建品質工程打下良好基礎。