李利

摘 要：大體積混凝土屬于橋梁工程施工建設(shè)中的主體部分，關(guān)系著橋梁工程的整體質(zhì)量，在施工當(dāng)中需要重視技術(shù)運(yùn)用與管理，采取具體的控制措施。本文以貴黔高速鴨池河特大橋主墩承臺(tái)施工項(xiàng)目為具體實(shí)例，結(jié)合研究資料，對(duì)具體的大體積混凝土施工技術(shù)管理展開(kāi)深入分析。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;大體積混凝土;施工技術(shù)

1 工程概況

鴨池河特大橋是典型的為雙塔雙索面混合梁斜拉橋，主跨長(zhǎng)度達(dá)到800m，主墩為整體式鋼筋混凝土承臺(tái)，尺寸為25.5m×38.5m×8m，混凝土設(shè)計(jì)為C40，單次澆筑量約2000立方，屬于大體積混凝土工程。

2 大體積混凝土施工中裂縫問(wèn)題

混凝土為脆性材料，從抗拉強(qiáng)度表現(xiàn)來(lái)看，只有抗壓強(qiáng)度十分之一左右，而大體積混凝土有著較大尺寸，對(duì)其加熱之后再進(jìn)行降溫，輔以一定的約束條件能夠有效提升其拉應(yīng)力。倘若出現(xiàn)溫度變化過(guò)大的情況，大體積混凝土則極易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，原因就在于混凝土內(nèi)部溫度主要由水泥水化熱、結(jié)構(gòu)散熱等溫度表現(xiàn)構(gòu)成，通常來(lái)講大體積混凝土的散熱效果并不好，內(nèi)部會(huì)達(dá)到60～70℃且有著較長(zhǎng)的延續(xù)期，而當(dāng)外部溫度驟降則會(huì)造成內(nèi)外層溫差過(guò)大，對(duì)施工形成不利影響。

3 橋梁工程大體積混凝土的施工技術(shù)管理

3.1 原材料選擇方面

混凝土的原材料基本選用的是水泥、骨料、水以及適量外加劑等，在對(duì)其材料進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，要深入分析周邊可用的各種原材料的性能、規(guī)格與型號(hào)，結(jié)合大體積混凝土的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇優(yōu)質(zhì)原材，抓好原材質(zhì)量的源頭把控。其次，還要做好質(zhì)量檢測(cè)工作，避免原材在質(zhì)量方面暴露缺陷。本項(xiàng)目原材選擇如下：

水泥：選用水化熱表現(xiàn)更低的海螺P.O42.5水泥。

砂：選用優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂，同時(shí)對(duì)其含泥量嚴(yán)格把控，細(xì)度模數(shù)控制在2.6～3.1之間。

碎石：選用5～25mm粒徑的連續(xù)級(jí)配碎石，采用5～9.5mm/9.5～25mm兩檔碎石根據(jù)配比摻配使用，確?；炷列阅鼙憩F(xiàn)滿(mǎn)足指標(biāo)。碎石選用粒型好、強(qiáng)度高、含泥量小、針片狀小、級(jí)配優(yōu)的優(yōu)質(zhì)碎石，降低膠凝材料用量以降低水化熱。

外加劑：選用聚羧酸類(lèi)緩凝高效減水劑，其緩凝時(shí)間應(yīng)充分考慮混凝土澆筑時(shí)間，盡量延長(zhǎng)初凝時(shí)間，降低水化放熱速率、延緩水化熱放熱峰值時(shí)間，使混凝土水化熱釋放比較平緩，減小混凝土內(nèi)部溫度的驟然下降的程度，避免出現(xiàn)早期熱裂縫。

粉煤灰：選用周邊黔西縣電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰，通過(guò)提高粉煤灰質(zhì)量與摻量、節(jié)約水泥，降低水化熱、降低收縮值、增加混凝土和易性去達(dá)到提高混凝土后期強(qiáng)度的效果。

水：混凝土拌合用水可就近采用鴨池河河水，經(jīng)檢查質(zhì)量合格。

3.2 配比設(shè)計(jì)方面

根據(jù)材料的性能對(duì)承臺(tái)大體積砼配合比進(jìn)行大量交叉配合比試驗(yàn)，優(yōu)選出配合比。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行試拌，對(duì)配合比進(jìn)行反復(fù)調(diào)配，得出最優(yōu)生產(chǎn)配比，使其具有良好的工作性能，滿(mǎn)足施工要求。承臺(tái)混凝土量大，本項(xiàng)目混凝配比設(shè)計(jì)的初凝時(shí)間為14～16小時(shí)，終凝時(shí)間18～24小時(shí)，坍落度為9cm。

3.3 運(yùn)輸與攪拌方面

大體積混凝土施工時(shí)應(yīng)根據(jù)最大澆筑量、運(yùn)輸能力、澆筑速度等因素，計(jì)算攪拌能力、運(yùn)輸運(yùn)能及前場(chǎng)澆筑能力，以確保大體積混凝土能連續(xù)澆筑。本項(xiàng)目采用2套90型拌和站集中拌制，2臺(tái)9018拖泵泵送入模，2套布料桿布料。為確保砂石料含水率的穩(wěn)定，砂石料搭設(shè)防護(hù)棚進(jìn)行遮雨遮陽(yáng)，由試驗(yàn)室對(duì)骨料的含水量進(jìn)行檢測(cè)，以調(diào)整骨料和水的用量。攪拌過(guò)程中應(yīng)控制好攪拌時(shí)長(zhǎng)和坍落度，運(yùn)輸則采用砼罐車(chē)。如果氣溫過(guò)高，可在水池內(nèi)適量加冰，通過(guò)降低水溫去達(dá)到降低混凝土出機(jī)溫度的效果。

3.4 澆筑方面

承臺(tái)高8m，共分4次澆筑，每次澆筑2m高，采用泵車(chē)加布料桿進(jìn)行布料。待溫控設(shè)施準(zhǔn)備好并檢驗(yàn)通過(guò)后可進(jìn)行砼澆筑，澆筑時(shí)采用水平分層法，布料從兩側(cè)向中間布料，分層厚度約30cm，在下層混凝土初凝前，必須要完成上層混凝土澆筑，同時(shí)要確保澆筑的連續(xù)性。混凝土需要振搗密實(shí)，振動(dòng)棒的移動(dòng)半徑不能超出作業(yè)半徑的1.5倍，并且要插入下層混凝土中深度達(dá)5～10cm。對(duì)澆筑區(qū)域進(jìn)行分區(qū)，定人定崗振搗，避免交叉施工導(dǎo)致漏振現(xiàn)象。承臺(tái)大體積混凝土頂層澆筑完成后頂面一般浮漿較厚，澆筑后4～6h對(duì)頂面進(jìn)行初步收抹，待初凝前再用木抹子對(duì)混凝土頂面展開(kāi)再度收抹、壓實(shí)，閉合收水產(chǎn)生的裂縫能夠有效預(yù)防表面龜裂現(xiàn)象。每次混凝土需待前次混凝土溫度峰值過(guò)后方可澆筑，避免內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，間隔時(shí)間宜為5-7天。

3.5 養(yǎng)護(hù)方面

養(yǎng)護(hù)采用外部保溫和內(nèi)部降溫的方案，使結(jié)構(gòu)中心與混凝土表面溫差小于25℃，混凝土初凝后開(kāi)始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。頂面采用土工布+蓄水養(yǎng)護(hù)的方式，養(yǎng)護(hù)用水采用冷卻熱水結(jié)合河水，通過(guò)冷卻水管出水管排出，做好水溫量測(cè)，確保養(yǎng)護(hù)水與結(jié)構(gòu)體內(nèi)溫差滿(mǎn)足規(guī)范要求;側(cè)面采用薄膜保水養(yǎng)護(hù)的方式確保砼外表面保持濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)每天做好溫度量測(cè)，包括大氣氣溫、天氣變化情況、結(jié)構(gòu)體內(nèi)各測(cè)點(diǎn)溫度、冷卻水進(jìn)出水口溫度等信息，并通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量、閥門(mén)、進(jìn)水口水溫等方式確保各部位溫差滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.6 冷卻水管設(shè)計(jì)及溫度控制

大體積混凝土如何控制其內(nèi)外溫差小于25℃是防止溫度裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行有限元仿真分析，考慮混凝土澆筑溫度、外界溫度、冷卻水管降溫效果、水化熱放熱特征，得出不同階段、不同齡期的溫度分布規(guī)律，溫控驗(yàn)算符合后方可實(shí)施。

為降低承臺(tái)體內(nèi)溫度，避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，在結(jié)構(gòu)體內(nèi)應(yīng)當(dāng)多布設(shè)冷卻水管通水而達(dá)到降溫效果，水管中的循環(huán)水在流動(dòng)狀態(tài)下能夠帶走混凝土內(nèi)部部分熱量，有效降低溫度。冷卻水管的布設(shè)圖紙需要經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)算，每次澆筑的2m高承臺(tái)沿高度方向布設(shè)3層冷卻水管，層間間距0.6m，水平間距1m，冷卻水管采用Φ32×1.5mm鋼管，各層冷卻水管按縱橫交叉布置，相鄰冷卻水管拐角處以圓弧鋼管過(guò)渡，鋼管間需要用鋼絲軟管連接，同時(shí)綁扎牢固。

每次混凝土澆筑完成后立即進(jìn)行微小流量通水，避免管道因布料、振搗等原因破裂，造成水泥漿滲入凝固后堵塞管道。混凝土初凝之后需要加大水流量，按1.5～2.5m3/h的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，具體流量需要結(jié)合溫度量測(cè)及指展開(kāi)調(diào)整，溫控要求如下：⑴承臺(tái)施工期為夏季，混凝土澆筑溫度需控制在15～28℃;⑵混凝土內(nèi)部最高溫小于70℃;⑶養(yǎng)護(hù)期間混凝土中心溫度與表面溫度差距不應(yīng)大于25℃;⑷養(yǎng)護(hù)期混凝土外表溫度與大氣溫度的差距不宜超20℃;⑸混凝土表溫與養(yǎng)護(hù)水溫差不大于15℃;⑹降溫速率不宜超過(guò)2℃/d。

結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)情，各層冷卻水管均需要布設(shè)2個(gè)通水裝置，通水裝置由直徑為325mm 的鋼管制作而成，其長(zhǎng)度為2m，設(shè)置多個(gè)出水口，利用軟管與冷卻水管進(jìn)行連接，所有出水口都需要設(shè)置閥門(mén)，能夠?qū)蝹€(gè)回路進(jìn)行單獨(dú)控制。

為了保證循環(huán)冷卻水能夠有序開(kāi)展，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)事先備好2～4臺(tái)水泵，作業(yè)隊(duì)?wèi)?yīng)配備專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)通水的人員，主要負(fù)責(zé)對(duì)管路故障的排除，確保冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定作業(yè)。施工過(guò)程中操作人員需要遵從技術(shù)員指揮，及時(shí)開(kāi)關(guān)閥門(mén)。

冷卻水管使用要求及其控制：

3.6.1 卻水管使用前應(yīng)進(jìn)行抗?jié)B檢查，采取閉水試驗(yàn)，防止管道漏水、封堵;

3.6.2 安裝前應(yīng)分組編號(hào)，利用水平分部鋼筋作為下支撐按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行安裝，平面定位采用U型鋼筋定位架固定保證施工時(shí)不發(fā)生位移。

3.6.3 通過(guò)對(duì)冷卻流量進(jìn)行調(diào)節(jié)而達(dá)到控制溫度的效果，應(yīng)當(dāng)結(jié)合測(cè)溫結(jié)果去確定具體的通水流量、速度以及時(shí)長(zhǎng)。水溫差大時(shí)，提高水流速度;水溫差小時(shí)，降低水流速度。在冷卻水的流動(dòng)及排出作用下，混凝土內(nèi)部的熱量被帶走。此外，水流量及水溫都要每隔2小時(shí)進(jìn)行測(cè)量，做好準(zhǔn)確記錄。

3.6.4 對(duì)冷卻水進(jìn)水溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控與及時(shí)調(diào)整，確保其溫度要比混凝土溫度低大概10℃，而循環(huán)過(guò)后的冷卻水還可用作混凝土養(yǎng)護(hù)水。

3.7 溫度監(jiān)測(cè)

進(jìn)行溫度測(cè)點(diǎn)的布置，通過(guò)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的溫控措施。在承臺(tái)內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，根據(jù)檢測(cè)頻率要求，及時(shí)檢測(cè)溫度變化，用于指導(dǎo)內(nèi)降外保等溫控措施的實(shí)施。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，大體積混凝土的施工往往會(huì)受到多方因素的影響而暴露出一定的質(zhì)量安全問(wèn)題，因此需要做好施工技術(shù)管理工作去找到問(wèn)題的解決方法。一方面，要對(duì)大體積混凝土骨料選擇、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、攪拌澆筑以及養(yǎng)護(hù)提高重視;另一方面，還要對(duì)大體積混凝土的內(nèi)外受力、抗拉強(qiáng)度、水化熱、溫度等方面做好控制，如此一來(lái)才能夠有效改善橋梁工程中大體積混凝土的質(zhì)量問(wèn)題，保證橋梁工程項(xiàng)目的安全穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG/TF50—2011? 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]公路橋梁施工系列手冊(cè).墩臺(tái)與基礎(chǔ)/中交第二航務(wù)工程局有限公司主編.-北京：人民交通出版社，2014.5.

[3]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998.

[4]郝東，頡俊杰.橋梁工程中大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析[J].甘肅科技縱橫，2018，47（10）：55-58.

[5]武慧軍.市政橋梁工程中大體積混凝土施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2018（31）：252-253.