熊　曄（安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司）

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橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量分析

熊曄（安徽省建設(shè)工程測試研究院有限責(zé)任公司）

在高架橋建設(shè)中，空心薄壁墩施工質(zhì)量對橋梁的長期穩(wěn)定和使用功能的正常發(fā)揮有很大影響。為了對空心薄壁墩的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行有效的分析判定，本文主要結(jié)合超聲檢測、雷達(dá)檢測以及其他檢測方法，對施工過程及后期運營空心薄壁墩的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行全面的、準(zhǔn)確檢測分析，以及加固修復(fù)之后的質(zhì)量情況進(jìn)行控制評價。

橋梁工程；空心薄壁墩；混凝土；澆筑質(zhì)量

1　前言

交通體系對于城市的發(fā)展至關(guān)重要，近年來，伴隨著城市化進(jìn)程的加快以及城市規(guī)模的擴(kuò)大以及人口的不斷增加，城市交通供需越來越緊張，高架橋由于可以疏散交通，提高運輸效率，可以有效緩解交通道路擁擠的現(xiàn)象，在現(xiàn)今道路建設(shè)中應(yīng)用越來越廣泛。對高架橋結(jié)構(gòu)施工時期的質(zhì)量及運營后健康狀況進(jìn)行檢測分析評估，可以為城市高架橋長期安全穩(wěn)定的運營及維修提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策依據(jù)，因此極為重要。在高架橋施工中，空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重，減輕了軟弱地基的負(fù)荷，減少了自身的截面尺寸，使外觀上變得更加的輕盈，因此應(yīng)用極為廣泛。空心薄壁墩施工質(zhì)量對橋梁的長期穩(wěn)定和使用功能的正常發(fā)揮有很大影響?；诖耍瑢招谋”诙盏膬?nèi)部質(zhì)量進(jìn)行有效的分析判定極為重要。事關(guān)地鐵空心薄壁墩質(zhì)量分析主要表現(xiàn)為：施工過程中的澆筑質(zhì)量以及應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的影響。本文主要探討橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的分析。

2　橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量主要影響因素

在橋梁工程的空心薄壁墩中進(jìn)行混凝土澆筑，容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，如表1所示，為某橋梁工程空心薄壁墩混凝土在澆筑過程中產(chǎn)生的變形，數(shù)據(jù)的獲得是通過超聲檢測、雷達(dá)檢測以及其他監(jiān)測方式。

表1　監(jiān)控變形數(shù)據(jù)表

通過分析可知，混凝土的澆筑質(zhì)量與溫度、混凝土的收縮性、構(gòu)造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程密切相關(guān)。

2.1溫度

混凝土長期置于自然環(huán)境中，由于長期受自然界氣溫的影響以及日輻射的照射等，并且混凝土結(jié)構(gòu)本身具有的熱傳導(dǎo)性能差，使得混凝土結(jié)構(gòu)的表面溫度迅速上升或者下降，但內(nèi)部溫度恒定，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)存在極大的溫度梯度，從而產(chǎn)生溫度形變，在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。在橋梁結(jié)構(gòu)中，這種溫差應(yīng)力大小甚至超過荷載應(yīng)力，這使得混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生極其嚴(yán)重的裂損現(xiàn)象。

由于溫度變化，導(dǎo)致混凝土澆筑質(zhì)量降低，從而引發(fā)裂縫，主要有兩種情形，即：①承臺澆筑以及薄壁墩的墩身存在較長時間的澆筑間隔，這時由承臺澆筑所產(chǎn)生的溫度趨于穩(wěn)定，但墩身新澆混凝土在溫度應(yīng)力作用，由于底板約束，且早期的混凝土具有較低的彈性模量以及較大的徐變硬度，且還處于塑性狀態(tài)，此時壓應(yīng)力快速松弛，當(dāng)混凝土溫度降低時，承臺冷縮，使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，薄壁墩墩身出現(xiàn)裂縫。②內(nèi)外溫差驟然降低出現(xiàn)裂縫?；炷猎跐仓囟容^高時，在早齡期遇到晝夜溫差或者是遇到寒潮襲擊情況，使得內(nèi)外存在較大的溫差，此時混凝土表層的溫度會急劇上升，混凝土本身為熱量的不良導(dǎo)體，這是混凝土內(nèi)外會產(chǎn)生極大的溫度差，使得表層混凝土急劇收縮，使得混凝土的徐變形不能有效發(fā)揮，從而導(dǎo)致混凝土表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土表面開裂。

2.2混凝土收縮

對混凝土來講，其收縮過程時間長，需要20d左右，但混凝土在進(jìn)行初期硬化時，需要3～5d時間便可以達(dá)到最大收縮量，這對混凝土產(chǎn)生極大的損害。從時間角度考慮，收縮變形有兩種，即：塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫。塑性收縮裂縫主要產(chǎn)生在混凝土澆筑之后，未硬化仍處于塑性狀態(tài)的裂縫；干燥收縮裂縫主要產(chǎn)生在混凝土硬化之后的3～5d時間內(nèi)，當(dāng)養(yǎng)護(hù)不足或者是處于高溫干燥環(huán)境，此時混凝土具有較大的收縮性，此時的混凝土的水化熱也超過這一最大值。

2.3構(gòu)造、材料等其他因素

（1）薄壁墩臺的結(jié)構(gòu)厚度較小，截面的抗拉能力較差，對于面積較大的表面，其產(chǎn)生的收縮能力極易超過混凝土的抗拉力，因此，容易出現(xiàn)貫通裂縫。對于薄壁墩臺，其底部設(shè)計一般同大體積的承臺固結(jié)相同，形成大量的鋼筋聯(lián)結(jié)，造成極大的剛度約束，從而使得墩臺混凝土在變形過程中存在極大的應(yīng)力，進(jìn)而形成裂縫。

（2）水泥的質(zhì)量不滿足生產(chǎn)需求，則容易使混凝土產(chǎn)生離析或者是泛漿現(xiàn)象。骨料當(dāng)中含有泥土或者是使用不滿足設(shè)計需求的骨料，墩臺便具有極高臺身，從而造成混凝土拌以及料自上而下卸落，極易離散，再加上振搗難度較大，使得混凝土具有極差的均勻性，造成表面或者是局部存在較多的砂漿，進(jìn)而造成收縮裂縫。

（3）薄壁墩具有較高的臺身，且具有極其稠密的鋼筋，加上混凝土攪拌的不均勻性，攪拌時間過長特性，此外，水灰比重過大等施工因素均會導(dǎo)致混凝土在澆筑過程中質(zhì)量產(chǎn)生問題，導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3　橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量控制

對于橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量控制，主要從以下幾個方面進(jìn)行：

（1）將裂縫看做是一項重要的技術(shù)指標(biāo)，精心做好混凝土的施工配合比設(shè)計，具體來講：對單方混凝土的水泥以及水的用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，通常情況下，水泥用量應(yīng)低于 350kg/m3，在結(jié)合摻加粉煤灰等活性材料前提下，降低水泥用量以及水熱化的產(chǎn)生，盡可能通過粗細(xì)骨料的良好級配，滿足設(shè)計強(qiáng)度的需求；盡可能利用較低的水灰比、砂率、施工坍落度，采用粒徑較大且連續(xù)的級配粗骨料，盡量利用中粗砂；對于外加劑的摻量，應(yīng)盡可能降低，更不允許超過合理的范圍，對于收縮性指標(biāo)沒有明確的減水劑，禁止使用。

（2）在進(jìn)行施工方案設(shè)計時，要在施工現(xiàn)場允許的條件下，盡可能利用普通混凝土進(jìn)行澆筑，在澆筑過程中，不宜利用泵送混凝土。

（3）盡可能降低墩臺自身混凝土與承臺混凝土澆筑的時間間隔，兩者的齡期差異不能過大。

（4）對于晝夜溫差較大的天氣，最好不安排施工，在炎熱的天氣，要盡可能確保模板濕潤。

（5）對于混凝土的澆筑水平要進(jìn)行嚴(yán)格控制，在進(jìn)行澆筑時，要確保混凝土不能從高處直接進(jìn)行卸落，可以通過串筒或者是流槽的模式確保其均勻進(jìn)倉，并要保證振搗均勻。

（6）增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，在進(jìn)行施工時，最好利用麻袋覆蓋淋水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確保溫度與濕度恒定，不宜采用直接淋水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對于溫差較大的天氣，應(yīng)該設(shè)置專門的保溫措施，最好采用表面噴養(yǎng)護(hù)劑的方式并結(jié)合麻袋覆蓋淋水的模式進(jìn)行雙重養(yǎng)護(hù)。

此外，在進(jìn)行墩身施工時，要對橋墩的空間位置的施工測量以及混凝土收縮變形等進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保工程的順利實施，還要提升整個施工系統(tǒng)以及操作平臺系統(tǒng)，對于千斤頂、液壓控制平臺等設(shè)備要進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保在整個公路橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的整體提高。

4　結(jié)束語

本文首先對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析，包括溫度、混凝土的收縮性、構(gòu)造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程幾個過程。在次基礎(chǔ)上，本文從六個方面，對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量的控制措施進(jìn)行了分析。在高架橋施工中，空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重，減輕了軟弱地基的負(fù)荷，減少了自身的截面尺寸，使外觀上變得更加的輕盈，因此應(yīng)用極為廣泛。希望通過本文對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質(zhì)量分析研究，為相關(guān)人員進(jìn)行相關(guān)研究工作提供借鑒與參考。

［1］蔣玉龍．寒冷干燥地區(qū)橋梁混凝土薄壁墩防裂技術(shù)研究［D］．武漢理工大學(xué)，2007.

［2］徐美麗．空心薄壁墩混凝土表面缺陷成因分析及控制［J］．交通世界，2012（15）：277～278．

［3］王 云，朱華山，鐘小軍．空心薄壁墩身底部裂縫成因及預(yù)防方案分析［J］．湖南水利水電，2009（3）：37～40．

［4］甘丹寧．薄壁空心高墩施工技術(shù)探討及其質(zhì)量控制［J］．大眾科技雜志，2005（11）：19．

熊 曄（1982-），男，工程師，本科，主要從事市政道橋工程試驗檢測工作。

U445.57

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2095-2066（2016）11-0161-02

2016-3-27