公路桥梁大体积混凝土浇筑施工技术研究

2021-01-22赵士元

四川水泥 2021年1期

关键词：骨料体积桥梁

赵士元

道路桥梁 Roads and Bridges

公路桥梁大体积混凝土浇筑施工技术研究

赵士元

（徐州市路兴公路工程有限公司，江苏徐州 221116）

随着我国国省干线公路的建设，在桥梁施工中，混凝土的浇筑是经常进行的，如何保证施工质量，对于造成混凝土桥梁施工裂缝的原因，并提出相应的解决方案供同行参考。对大体积混凝土桥梁施工技术的发展提出了一些看法。

公路桥梁；大体积混凝土；浇筑施工；技术研究

0 前言

在公路桥梁施工中，大体积混凝土施工经常发生，大体积混凝土的施工技术是什么？如果混凝土的体积碎片发生在一定的水化过程中，当混凝土的体积收缩超过规定的一个或多个时，应采取适当措施，有效控制因温差和收缩变形引起的应力混凝土裂缝的发展，或将裂缝减至最小，这种施工技术称为大体积混凝土施工技术，其一般性除了限于结构的最小截面和混凝土内外温差外，还限于平面尺寸。近年来，大量的混凝土桥梁施工过程中在原有的裂缝中取得了一些经验成果，由于介绍了施工技术措施，目前没有因温差或收缩引起的特殊裂纹。现将实施方法介绍如下。

1 大体积混凝土的设计要求

为保证桥梁的最终施工质量，必须做好完整、准确的准备工作，并在混凝土加固的早期进行控制，混凝土的合理设计对桥梁质量起着重要的作用。特别是大体积混凝土的设计要求体现在以下几个方面：（1）在一般混凝土设计过程中，应采取合理的结构和分工。桥梁施工中是否允许水平施工连接，以便根据温度裂缝细分的要求，科学地进行施工连接。（2）对于桥梁的实心混凝土，为了避免内部混凝土中难以扩散的热量的形成，当大体积混凝土出现裂缝时，施工混凝土应选择强度在C20-C35之间的中低强度。（3）如果不影响压力基础，则应改善结构的约束条件。例如，混凝土垫层上的滑动层更有利于减少质量问题。

2 混凝土浇筑硬化温控技术

2.1 连筑及涂层硬化温控技术

这种方法的优点保证了地板覆盖物的质量，同时混凝土层也能起到散热的作用，有助于降低混凝土砌块的温度。

2.2 温控参数

混凝土浇筑温度控制在28℃以内，混凝土内表面温差控制在25℃以内，混凝土迅速下降，保持在10℃以下。

2.3 混凝土浇筑完成和保温层铺设

应根据具体情况选择材料，并通过计算确定的总厚度。浇筑和排水大体积混凝土时，可采用塑料、布、养护纸和养护液覆盖外露表面。在混凝土表面还可保持一定的水分，以保证水分混合均匀，防止水分在混凝土表面流动。

施工现场昼夜温差大或天气条件恶劣时，应准备足够的保温材料。另外，保温层应根据温度变化情况进行调整，从温度监测结果来看，内部温度上升越快，表面保温效果就越差。混凝土内外温差大于控制值时，若保温层相应增加，若混凝土内外温差不超过20℃，则可分层拆除保温层。但是，为了确保混凝土内部和表面是温暖的，并且它们之间的温差在内部和表面温度的控制值之内，应移除所有隔热层。冬季施工时，保护混凝土应在冻结前达到冻结临界强度。只有当温度冷却到5℃时，才能去除绝缘材料。大体积混凝土的储存深度可达30mm左右。根据储存深度，可在附近砖墙表面涂防水砂浆，用粘土堆起小隆起，并设置水管和进水管。在此基础上，通过调节蓄水深度来控制温度。

2.4 总温度降低

一般来说，降低温度的方法是总温度降低。具体方法如下：首先，用水对集料进行预聚，取得了良好的效果。但必须设置排水设施，以保护总含水量的稳定；其次，应选择低温地下水进行开采。如果水温为5C~10C，冷却效果更为明显。当骨料在2~3℃的吊顶内储存时，骨料温度应比日照温度低2~4℃，骨料堆放高度宜在7m左右，并应保证足够的储备。

浇筑可在低温季节和夜间进行，以保证较低的浇筑温度和较低的温控成本。由于夏季气温较高，白天应加快混凝土的不凝结。另外，混凝土受阳光照射的时间要少，暴露面积要少，混凝土含量要少，日照引起的温升也要少；另外，如果夏季气温较高，混凝土泵管应连续洒水，以保证其湿润，以降低混凝土因温度升高。

3 大体积混凝土裂缝的基本类型和成因

3.1 塑性收缩裂缝

裂缝通常发生在干燥的夏季，炎热或多风，裂缝的形状和大小不固定，中间位置一般较宽，两侧相对较长，最大长度可达2-3m，最小可达到20cm。一般前的具体设置会由于一般前表面的快速失水而导致一定量的收缩现象。此时，水浸现象已不能满足具体要求。如果不采取措施，加适量的水，就会出现裂缝。整个结构温度较高，水泥活性或水灰比低，一旦发生混凝土开裂。

3.2 温度裂缝

温度裂缝一般是由水泥水化热引起的结构内外温差大引起的。水泥在浇筑和硬化混凝土质量中发生化学反应，形成大量的水化热，整个混凝土结构内部不能产生热量，表面热量消散快，内外温差过大。在环境温度的影响下，混凝土结构会产生温度变形和温度应力变形。只要数据超过混凝土材料的强度，就会拉住混凝土材料的变形，造成一定程度的断裂。

3.3 干缩裂缝

大体积混凝土的收缩与各种材料参数有关。水灰比、集料性能、外加剂和含水量主要由其结构决定。由于水的蒸发，内部会出现裂缝和变形。大体积混凝土浇筑后的裂缝多为网状或平行裂缝，一周内容易出现，养护后也是其高发期。混凝土结构的凝结水在搅拌硬化后受外界自然因素影响，内部水分趋于较大，表面失水也继续蒸发，造成较大变形。表面干缩是由于混凝土内部粘结而产生的拉应力引起的收缩裂缝结构。

3.4 沉降裂缝

沉降裂缝是一种影响较大的裂缝，通常贯穿于建筑物内部。这种结构主要是由于桥基的地质条件不同。另一个很常见的因素是长期浸没或地基不均匀沉降。这种裂缝在北方寒冷地区非常严重。工程模板一般安装在冻土上。天气暖和时，会有不同程度的沉降。从混凝土结构来看，会出现严重的沉降裂缝。裂缝的沉降对工程质量有很大的影响，这涉及到很多方面。

4 施工工艺分析

采用适当的施工措施，既能节约施工成本，又能有效降低施工成本。小体积混凝土内外温差能有效减小温度裂缝。提高大体积混凝土质量。

4.1 块状筑造

在大体积混凝土施工过程中，为了有效降低大体积混凝土的内外温度，经常采用分块浇筑。同时，在这种分块筑造法中，分为层状结构和箱形两种。今天建筑物分层灌溉的方法包括多层方法。采用三种灌水和灌水方法，包括分段和坡面分层。综合分层法可使混凝土散热均匀，无竖向裂缝，但混凝土的搅拌运输应满足初凝前混凝土连续浇筑的要求，使桥梁平整、无缝。针对混凝土粘结程度低、渗水量大、冲蚀破坏小的特点，对平面面积大、厚度薄的倾斜分层建筑，采用分段浇筑法。目前桥梁大体积混凝土施工多采用二次整体浇筑和整体分层浇筑。

4.2 浇筑温度降低

主要措施有骨料预冷（水冷、风冷等）。最好在低温下浇筑混凝土或在夜间完成。浇筑温度过高时，应采取防止加热措施，传输时间尽可能减少，极大地优化暴露时间和有效的运输保护措施。泵送混凝土时，应在管道上覆盖冷水，以减少混凝土在泵送过程中对太阳辐射热的吸收，使其达到混凝土温度的极限。在桥梁混凝土施工中常用的措施有水泥、冷却水和骨料、冷却混合水和缩短运输路线。

4.3 控制施工进度

温度变化对大体积混凝土施工进度的影响非常明显。分步浇筑应注意分层间隔。当定点温度下降时，选择合适的时间让顶层混凝土等底面，即最高温度上升后再去底层。最后，底部混凝土的恢复度不超过原最大温升。二次浇铸可分为几层，每层间隔时间不宜过长。如果混凝土没有完全调整，如果要进行下一个施工步骤，则必须在混凝土凝固之前完成浇筑。

4.4 混凝土搅拌工艺的改进

为改善混凝土的搅拌工艺，采用二次加料或二次糊浆的砂浆、石袋拌合新工艺，使凝结土的固结度提高10%左右，混凝土的抗拉强度也有所提高，混凝土的最终抗拉强度仅次于混凝土。二次振捣可解决粗集料底部漏水、横筋与钢筋混凝土之间存在裂隙的问题，钢筋间的密实度可使混凝土抗压强度提高10%-20%。

4.5 预埋水管

预埋水管可以降低混凝土连续流的温度，并能将混凝土块冷却到稳定体积，水管的直径一般为25 mm-19 mm薄壁钢管或铝管。两层水管之间的距离取决于平均距离为1.5-3m，且两层均通过坡度在管道中应覆盖第一层混凝土厚度，但供水时间应适合第二次升温。混凝土不应超过第一次升温，并且需要避免温度过程大而陡而导致裂缝。

5 大体积混凝土质量控制措施

5.1 工程前期质量控制

（1）工程设计。国省干线公路桥梁大体积混凝土施工是质量控制的首要环节。应避免使用高强度混凝土，应在C20和C30之间选择具有一定强度等级的中等强度混凝土。在混凝土砌块设计中，设置水平施工缝时，砌块必须按设计要求设计合理的连接方式。钢筋隔墙的设计应尽量减小钢筋间距，提高钢筋分布密度。

（2）员工管理。不断提高建筑管理质量，确保有关人员理解和控制设计图纸，了解设计意图及施工中的难点和重点，学习相关设计规范，提高施工人员的施工理论和实践水平。

5.2 材料的控制

（1）水泥的选择。混凝土温度的变化直接影响水泥用量。在施工中应采用低水泥加热的混凝土，在施工中应尽量减少水泥用量。

（2）骨料的选择。细骨料和粗骨料是混凝土施工中不可缺少的材料。细骨料的选择应选用砂土，相对水泥用量可有效减少。粗骨料的选择应为5-20 mm石料，它能降低混凝土在施工过程中形成的可能性，提高混凝土结构的稳定性。粉煤灰作为混凝土施工的原材料，其主要作用是提高混凝土的工作能力，提高混凝土的工作能力，提高混凝土的耐热性。