游 丘 林， 楊 雷

(1.中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 試驗(yàn)檢測(cè)研究院，四川 郫都 611730；2.中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

韓灘雙島大橋位于金堂縣沱江上游600 m處，工程全長(zhǎng)1 641 m，橋面寬38 m，按雙向6車道設(shè)計(jì)，是成都市目前跨度最大、鋼箱梁最重、主塔柱最高的一座雙塔雙索面斜拉橋。大橋主塔高137.5 m，呈鉆石型。下塔柱由6個(gè)不規(guī)則的箱室構(gòu)成，高10 m，下橫梁高度為2 m；中塔柱為77.6°的內(nèi)傾角，高度為70 m，結(jié)構(gòu)尺寸為5.5 m×8.8 m，箱室壁厚分別為60 cm和1.2 m；中橫梁高度為5 m，圓弧過渡段為11 m，圓弧半徑為50 m；上塔柱高度為38.7 m，布置了17組鋼錨梁，上橫梁高度為3.8 m，塔冠高8 m。主要工程量：?jiǎn)蝹€(gè)主塔混凝土總量為87 00 m3，鋼筋2 000 t。

2 主塔混凝土施工方案

主塔混凝土為單塔分層澆筑，其中下橫梁及下塔柱連續(xù)三層采用臂架泵車入倉；下塔柱三層以上、中橫梁、上塔柱、上橫梁、蓋帽采用混凝土地泵入倉?；炷猎诰嚯x主塔4 km處的SZ90自動(dòng)稱量拌和站集中拌制，所有混凝土均由21 m3混凝土攪拌車運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。在距離主塔18 km處設(shè)有另一座SZ90自動(dòng)稱量拌和站作為應(yīng)急攪拌站；1臺(tái)車載泵、2臺(tái)塔吊和2 m3吊罐作為混凝土應(yīng)急入倉方案。[1]

2.1 下塔柱混凝土施工方案

下塔柱及橫梁高12 m，分三層進(jìn)行澆筑，第一次澆筑高度為5 m、第二次澆筑高度為5 m，第三次澆筑高度為2 m。下塔柱上、下側(cè)分別設(shè)置現(xiàn)澆支架，現(xiàn)澆支架采用型鋼焊接桁架作為主受力結(jié)構(gòu)(I56b和I36b)，左、右側(cè)各布置8片桁架，桁架間距為1.2 m。橫向設(shè)置分配梁(I28b)，面板采用18 mmWISA板。下塔柱內(nèi)側(cè)箱室采用鋼管腳手架和木模在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)。為防止在混凝土澆筑過程中下塔柱外側(cè)箱室內(nèi)模系統(tǒng)上浮，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置臨時(shí)連接將內(nèi)模與下塔柱豎向主筋進(jìn)行連接，同時(shí)在各箱室模板之間設(shè)置對(duì)拉鋼筋相對(duì)定位，并將所有對(duì)拉鋼筋與外模支架對(duì)拉鋼筋連通。

2.2 中塔柱混凝土施工方案

中塔柱因第①、②節(jié)段高度較低，故優(yōu)先采用汽車泵入模，第③～第節(jié)采用三一重工HBT80C-2118地泵進(jìn)行混凝土輸送。中塔柱泵管順?biāo)恐芯€側(cè)的順橋向面布置，以充分利用結(jié)構(gòu)仰角、減少布設(shè)難度。在待澆段模板高度范圍內(nèi)，泵管不得附在模板上，以避免振動(dòng)導(dǎo)致模板變位?；炷翝仓r(shí)，為了減小混凝土自由落體高度，采用懸掛溜筒下料進(jìn)行混凝土布料。溜筒布置間距為1.5 m，溜筒單節(jié)長(zhǎng)度為1 m，根據(jù)澆筑高度，在澆筑過程中接長(zhǎng)或縮短溜筒長(zhǎng)度，從而保證混凝土自由落體高度不大于2 m。混凝土澆筑對(duì)稱下料、分層振搗，分層澆筑厚度不得超過30 cm?；炷琳駬v時(shí)分區(qū)定塊、定員作業(yè)，混凝土振搗應(yīng)密實(shí)，無漏振、過振現(xiàn)象。振搗采取快插慢拔方式，嚴(yán)格控制棒頭插入混凝土的間距、深度與作用時(shí)間，并密切觀察振搗情況，在混凝土泛漿、不再冒出氣泡時(shí)視為混凝土振搗密實(shí)，防止混凝土表面出現(xiàn)蜂窩、麻面，甚至空洞等缺陷。混凝土振搗間距小于40 cm，振搗上層混凝土?xí)r要插入下層混凝土5 cm以上。將每個(gè)振動(dòng)點(diǎn)的振搗時(shí)間控制為35～45 s?；炷翍?yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆筑，上下兩層混凝土的澆筑時(shí)間間隔不宜超過90 min，在混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑，防止產(chǎn)生施工縫。由于節(jié)段高度達(dá)6 m，故其下方3 m范圍內(nèi)的混凝土振搗需操作人員進(jìn)入塔柱內(nèi)進(jìn)行，以確保質(zhì)量。

2.3 中橫梁混凝土施工方案

中橫梁結(jié)構(gòu)尺寸高度為5 m，寬度為6.8 m，長(zhǎng)度由10.36～9.11 m漸變，內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)尺寸：高3.8 m，寬5.6 m，四側(cè)倒角為50 cm×50 cm，上下底板厚度均為60 cm(圖1)。兩側(cè)塔柱段的結(jié)構(gòu)尺寸高度為5 m，橫向?qū)挾葹?.632 m,縱向?qū)挾葹?.8 m，上下橫隔板厚度為60 cm，縱向塔柱厚度為2.5 m,橫向塔柱厚度為60 cm?；炷翝仓捎脙膳_(tái)地泵同時(shí)進(jìn)行，地泵布置在主塔前后兩側(cè)，配置罐車7輛(每臺(tái)地泵配3輛罐車)。從中橫梁中部往兩側(cè)塔柱分層進(jìn)行澆筑，每層厚度為50 cm，當(dāng)澆筑完下倒角及中橫梁底板(第一層)后，需對(duì)地泵進(jìn)行沖洗后方可進(jìn)行下層澆筑。中橫梁處采用溜槽(Ф630鋼管切割形成)進(jìn)行澆筑，在溜槽長(zhǎng)度方向上開設(shè)3個(gè)孔洞接Ф250帆布下料筒用于中橫梁下料；塔柱混凝土下料采用地泵軟管直接下料。溜槽布置情況見圖1。

圖1 中橫梁溜槽平面布置圖

澆筑前，在塔柱順橋向壁厚0.6 m墻的模板上間隔1 m上下共布置了8個(gè)10 cm×10 cm的振搗孔，同時(shí)每面墻上設(shè)置了1個(gè)平板振搗器，共計(jì)4個(gè)，在斜拉索精扎螺紋鋼錨固區(qū)與張拉區(qū)交接位置處的模板上設(shè)置平板振搗器，每個(gè)塔柱(靠塔吊側(cè))邊角各設(shè)置1個(gè)，本次共設(shè)置了4個(gè)。澆筑過程中下料連續(xù)、均勻，控制混凝土入模速度，盡量減小其沖擊力，混凝土振搗主要使用插入式振搗器(Ф30、Ф50、Ф70等)，附著式振搗器輔助，分區(qū)專人振搗，分區(qū)由專人監(jiān)督，以確?；炷翝仓軐?shí)。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支架有無異樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、變形時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)仓?，馬上加固，測(cè)量人員利用支架上的反光貼觀察支架的沉降變形情況，若出現(xiàn)異常，則須調(diào)整后方可繼續(xù)澆筑混凝土。為保證混凝土質(zhì)量，澆筑完成后對(duì)達(dá)到一定強(qiáng)度的終凝混凝土必須及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通過提前布置的冷卻水管并在中橫梁混凝土頂面進(jìn)行土工布+蓄水養(yǎng)護(hù)，塔柱進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

3 主塔C55泵送混凝土澆筑常見的問題

根據(jù)其他類型橋梁工程施工經(jīng)驗(yàn)，主塔C55泵送混凝土施工常易出現(xiàn)以下現(xiàn)象或質(zhì)量缺陷：(1)混凝土在經(jīng)攪拌車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后其坍落度、擴(kuò)展度損失大而影響到混凝土拌和物的工作性能，從而導(dǎo)致出現(xiàn)泵送入倉困難或堵泵現(xiàn)象，影響混凝土的澆筑速度，澆筑成型后的混凝土容易出現(xiàn)蜂窩麻面情況，更嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成混凝土狗洞、施工冷縫；(2)混凝土出現(xiàn)深度超過鋼筋保護(hù)層的裂縫或貫穿性裂縫；(3)混凝土澆筑成型后強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等。由于主塔具有塔身高、懸空外露的特點(diǎn)，若出現(xiàn)質(zhì)量缺陷將很難處理，不但影響工程進(jìn)度、質(zhì)量，還會(huì)給項(xiàng)目及企業(yè)帶來一定的負(fù)面影響，因此，主塔C55泵送混凝土施工是主塔施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。筆者詳細(xì)介紹了主塔C55泵送混凝土采取的施工質(zhì)量控制措施以及取得的效果，希望能為后續(xù)類似工程施工提供參考。

4 主塔C55泵送混凝土施工質(zhì)量控制措施

工程實(shí)踐證明：項(xiàng)目的所有參與人員的認(rèn)識(shí)程度對(duì)其混凝土施工質(zhì)量控制起著決定性的作用，決定著所有參與人員的重視程度，項(xiàng)目決策、措施到位的深度以及落實(shí)程度。

主塔混凝土施工前，項(xiàng)目技術(shù)部通過組織主塔C55泵送混凝土施工技術(shù)交底，以及組織相關(guān)人員到類似工程施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)的方式，從理論和實(shí)際出發(fā)講解并分析了C55泵送混凝土施工中容易出現(xiàn)的各種常見問題、質(zhì)量缺陷以及所帶來的相應(yīng)負(fù)面影響，讓參建人員深刻認(rèn)識(shí)到質(zhì)量控制的重要性，形成上下一心確保主塔混凝土質(zhì)量的氛圍，從而保證以下決策、措施的制定和人、機(jī)、物、資金的投入，所采取的主要措施如下[2]。

4.1 混凝土原材料質(zhì)量控制

(1)膠凝材料、摻和料、外加劑的質(zhì)量控制。所進(jìn)場(chǎng)的每批次水泥、粉煤灰、硅粉、減水劑必須經(jīng)過試驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)合格并滿足相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求后才能用于工程，并分別存放于獨(dú)立的儲(chǔ)罐；減水劑還需做與水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)和混凝土配合比拌和物性能復(fù)核試驗(yàn)。

(2)砂石骨料的質(zhì)量控制[3]。由于工程周邊城市大發(fā)展，建設(shè)項(xiàng)目猶如雨后春筍，加之城市基本建設(shè)已經(jīng)大力建設(shè)了數(shù)十年，周邊方圓數(shù)百公里區(qū)域已無優(yōu)良砂石骨料，周邊所能獲得的砂石骨料大多為由鵝卵石加工的人工砂和碎石，由于其含泥量、破碎面大多不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，項(xiàng)目部采取“走出去”的方式，到距離工程所在地300 km以外的區(qū)域選取礦山開采原料濕法生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)人工砂和人工碎石(粒徑為5～10 mm、10～20 mm)，進(jìn)場(chǎng)后每車取樣檢測(cè)需滿足規(guī)范要求才能用于工程，且砂石骨料均與其他混凝土骨料分開，單獨(dú)分倉存放于框架式彩鋼瓦搭建的堆場(chǎng)中，以此確保骨料含水量表里一致、均勻，從而保證所拌制的混凝土拌和物性能均勻、穩(wěn)定，避免了混凝土因拌和物性能波動(dòng)過大而影響到澆筑及成品的質(zhì)量。

4.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定

混凝土配合比由項(xiàng)目部試驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)，并邀請(qǐng)全國(guó)知名混凝土專家丁慶軍教授蒞臨現(xiàn)場(chǎng)全程指導(dǎo)混凝土配合比試驗(yàn)設(shè)計(jì)及論證。設(shè)計(jì)論證通過后經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)復(fù)核配合比并報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可用于工程施工，從而確保了配合比的可行性。主塔C55泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。[4]

在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到以下混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送、澆筑等實(shí)際情況：坍落度控制在180～240 mm、擴(kuò)展度控制在550～620 mm，且經(jīng)時(shí)3 h無損失，5 h損失在10%以內(nèi)(坍落度、擴(kuò)展度均按上限控制)；含氣量控制≤3%；水泥為P·O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為II級(jí)粉煤灰；硅粉為EBS-92半加密硅粉，固定每m3摻量為20 kg；外加劑采用VIVID-500聚羧酸高性能減水劑；砂為人工砂；石子為直徑5～10 mm、10～20 mm，兩種級(jí)配的最佳摻配比例為20∶80。

表1 主塔C55泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)表

4.3 混凝土試生產(chǎn)及試泵送澆筑

采取混凝土試生產(chǎn)及試泵送澆筑的目的是通過試生產(chǎn)確定最終的施工配合比。試泵送澆筑模擬澆筑過程檢驗(yàn)根據(jù)試生產(chǎn)確定的施工配合比拌制的混凝土實(shí)際泵送入倉的效果，達(dá)到提前練兵和組織協(xié)調(diào)混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送、澆筑、養(yǎng)護(hù)等一整套完整流程以及獲得混凝土強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求的目的，從而為主塔混凝土的順利澆筑創(chuàng)造良好條件。

混凝土試生產(chǎn)的原則：以設(shè)計(jì)配合比為基準(zhǔn)，保持水膠比、用水量、砂率不變，適當(dāng)微調(diào)減水劑摻量，根據(jù)試生產(chǎn)混凝土拌和物和易性及力學(xué)性能指標(biāo)，選取坍落度、擴(kuò)展度最大、經(jīng)時(shí)損失最小，拌和物性能最好的配合比作為最終施工配合比。[5]

混凝土試生產(chǎn)檢測(cè)項(xiàng)目為混凝土拌和物坍落度、擴(kuò)展度、經(jīng)時(shí)損失、含氣量、溫度等指標(biāo)，以及每種試生產(chǎn)配合比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件3 d、7 d的抗壓強(qiáng)度。混凝土試生產(chǎn)選取的3個(gè)試驗(yàn)方案見表2。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的試生產(chǎn)混凝土拌和物性能、力學(xué)性能、可泵性見表3。

表2 混凝土試生產(chǎn)試驗(yàn)方案表

表3 混凝土試生產(chǎn)試驗(yàn)成果表

由表3可知：(1)3種試生產(chǎn)方案混凝土7 d抗壓強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到28 d設(shè)計(jì)齡期強(qiáng)度控制值，基準(zhǔn)有少量泌水和翻拌輕微受阻的情況；(2)由于拌和樓生產(chǎn)拌和方量大造成拌和物性能比室內(nèi)試驗(yàn)放大并引起含氣量超過設(shè)計(jì)控制值；(3)綜合3種試生產(chǎn)方案并進(jìn)行比較后選取2號(hào)方案作為施工配合比試泵送澆筑，1號(hào)方案作為備用參考。

試泵送澆筑選用2號(hào)方案生產(chǎn)混凝土后運(yùn)輸至距拌和站6 km處與主塔基本相同的倉號(hào)澆筑，運(yùn)輸罐車和混凝土泵機(jī)均為以后主塔澆筑所用?；炷吝\(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后在罐車?yán)锓胖? h和4 h測(cè)定混凝土拌和物的和易性，其拌和物性能結(jié)果和試生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果基本一致，同條件取樣成型試件3 d、7 d齡期抗壓強(qiáng)度也與試生產(chǎn)標(biāo)養(yǎng)試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果基本一致，故最終選定2號(hào)方案作為最終混凝土配合比，1號(hào)方案作為備用參考。

4.4 混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)

混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)的主要目的是為了保證混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求并防止混凝土產(chǎn)生裂縫。由于本工程使用C55高強(qiáng)混凝土，其膠凝材料用量非常高且倉號(hào)鋼筋布置密集、斷面尺寸小(600 mm×1 200 mm)，溫控措施不到位混凝土澆筑后開裂風(fēng)險(xiǎn)更高。故該工程溫控主要從澆筑入倉及澆筑后混凝土內(nèi)外溫差兩方面進(jìn)行控制預(yù)防。

(1)混凝土入倉溫度控制?；炷寥雮}溫度按≤28 ℃控制，其主要為原材料及混凝土運(yùn)輸、泵送控制。該工程入倉溫度控制措施為：拌和用水采用深井地下水(常年水溫15 ℃～20 ℃)；水泥入罐溫度控制在50 ℃及以下，生產(chǎn)混凝土?xí)r使用儲(chǔ)罐內(nèi)放置10 d以上的水泥；砂石骨料均采用框架式彩鋼瓦搭建的料場(chǎng)堆放，必要時(shí)噴拌和用水降低骨料溫度；夏季施工時(shí)盡量避開高溫時(shí)段澆筑，運(yùn)輸罐車配置噴淋裝置用以降低罐車溫度，在混凝土泵送管路安裝噴淋裝置，澆筑前先通水以降低泵送管路溫度。

(2)混凝土內(nèi)外溫差的控制及養(yǎng)護(hù)。夏季施工倉號(hào)配置噴淋裝置，使?jié)仓陂g倉面溫度降低；冬季低溫施工時(shí)采用澆筑后用保溫被覆蓋以防止內(nèi)外溫差過大造成溫度開裂；澆筑結(jié)束至混凝土初凝后保濕養(yǎng)護(hù)，終凝后過水養(yǎng)護(hù)；24 h后松動(dòng)模板防止內(nèi)外溫差過大造成裂縫及表面龜裂現(xiàn)象。

(3)上下兩倉澆筑時(shí)間間隔控制。該工程上下兩倉混凝土澆筑間隔時(shí)間均控制在14～18 d以內(nèi)。因?yàn)橄聦踊炷笼g期越長(zhǎng)、越穩(wěn)定，溫度變形越小，但對(duì)上層新澆混凝土的溫度變形約束越大，就越容易造成上層混凝土出現(xiàn)裂縫。必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的同條件試件抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)確定拆模時(shí)間。

(4)所有參與人員必須全程參與。該工程從混凝土試生產(chǎn)、試澆筑、正式澆筑等過程所有參與人員必須全程參與，切實(shí)做到心中有數(shù)，才能確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

5 取得的效果

通過上述施工質(zhì)量控制措施的逐一布置落實(shí)，韓灘雙島大橋主塔混凝土C55泵送混凝土施工過程井然有序，從正式澆筑到目前，半年時(shí)間過去了，澆筑了近40倉約5 000多m3混凝土，混凝土拌和物性能穩(wěn)定，未發(fā)生拌和物性能波動(dòng)過大從而影響混凝土泵送入倉的現(xiàn)象，混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土進(jìn)行實(shí)體回彈強(qiáng)度檢測(cè)其結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，除西塔中橫梁因單次澆筑方量達(dá)500 m3、倉號(hào)內(nèi)未布置安裝冷卻水管造成淺表性龜裂外(東塔中橫梁因西塔中橫梁發(fā)現(xiàn)表面龜裂后采用了布置冷卻水管措施)，未發(fā)現(xiàn)其他裂縫。

6 結(jié) 語

金堂韓灘雙島大橋主塔C55泵送混凝土施工及質(zhì)量控制實(shí)踐證明：只有通過提高全體參建員工的認(rèn)識(shí)，統(tǒng)一思想，慎重?cái)M定混凝土配合比，嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，并通過混凝土試生產(chǎn)、試泵送澆筑確定最終的施工配合比，以及切實(shí)有效的混凝土溫控及養(yǎng)護(hù)措施等，是可以有效地避免韓灘雙島大橋C55泵送混凝土在施工中出現(xiàn)混凝土拌和物工作性能不穩(wěn)定從而影響泵送澆筑、混凝土強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求、混凝土出現(xiàn)裂縫、蜂窩麻面甚至狗洞等常見的質(zhì)量問題，同時(shí)亦避免了因質(zhì)量缺陷對(duì)施工進(jìn)度、項(xiàng)目及企業(yè)造成的不良影響，所取得的經(jīng)驗(yàn)值得類似工程借鑒參考。