文/安西艷
隨著我國城市建設(shè)步伐的日益加快,以道路、橋梁為代表的基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展,為廣大人民群眾的交通出行帶來了極大便利。在此背景下,為了提高路橋產(chǎn)品的長壽性與高質(zhì)性,我們有必要對混凝土施工技術(shù)在道路橋梁工程施工中的應(yīng)用展開探究討論。
混凝土施工技術(shù)是圍繞混凝土材料形成的技術(shù)體系,其包含有配比、拌和、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多個環(huán)節(jié)?,F(xiàn)階段,該技術(shù)被廣泛應(yīng)用到道路橋梁工程的施工實踐中,并表現(xiàn)出以下特點(diǎn):
第一,混凝土材料在凝固前始終為流體材質(zhì),具有很好的流動性與可塑性?;诖耍瑢⒒炷敛牧蠎?yīng)用于道路橋梁工程施工中,一方面可充分滿足設(shè)計、施工人員對施工產(chǎn)品的形狀要求,另一方面也有助于實現(xiàn)路橋結(jié)構(gòu)縫隙的充分填滿,降低路面開裂、路基沉降等故障風(fēng)險的發(fā)生幾率[1]。
第二,混凝土材料的主要成分為水、水泥、骨料以及添加劑,這些構(gòu)成材料通常具有價格低廉、易于獲得的特點(diǎn)。所以,將混凝土作為道路橋梁工程施工的主要結(jié)構(gòu)材料,可實現(xiàn)工程投入成本的有效節(jié)約。同時,混凝土材料在澆筑完成后的保養(yǎng)方法也比較簡易,因此其所構(gòu)成路橋產(chǎn)品的養(yǎng)護(hù)成本也比較低。
第三,混凝土本身具有極高的材料強(qiáng)度、性能穩(wěn)定性、抗壓能力與負(fù)載能力,與路橋工程產(chǎn)品室外投用、頻繁承壓的應(yīng)用特點(diǎn)相符合。因此,在保證混凝土材料配比科學(xué)、質(zhì)量合格的前提下,由其制成的道路橋梁往往具備可觀的安全性、長壽性與穩(wěn)固性。
第四,受惠于混凝土施工技術(shù)在我國建筑領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用,市面上的混凝土、水泥、添加劑等材料已形成了多功能、多類型的發(fā)展趨勢。僅從添加劑這一角度來看,就有防凍劑、引氣劑、減水劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等多個種類,在此背景下,將混凝土施工技術(shù)應(yīng)用到道路橋梁工程施工當(dāng)中,不但能賦予混凝土結(jié)構(gòu)以特殊的功能,如透水、防水、防凍等,也可顯著提高圖紙設(shè)計、方案編制的自由度與靈活性,從而全方位、多角度地強(qiáng)化道路橋梁工程施工的成果質(zhì)量。
凡事皆具有兩面性,混凝土施工材料在保有成本低廉、強(qiáng)度優(yōu)異、養(yǎng)護(hù)簡單、功能多樣等優(yōu)勢特點(diǎn)的同時,也存在一定的故障風(fēng)險。所以,相關(guān)人員在混凝土施工技術(shù)的實際應(yīng)用過程中,必須要注重細(xì)節(jié)上的實踐把控,力求達(dá)到趨利避害、補(bǔ)齊短板的技術(shù)落實效果。從目前來看,道路橋梁工程施工中混凝土施工技術(shù)的常見問題主要有以下幾個方面:
道路橋梁作為廣大人民群眾交通出行的基礎(chǔ)性支持設(shè)施,勢必會持續(xù)承擔(dān)著上方車輛、行人的荷載壓力。此時,若施工過程中混凝土施工質(zhì)量未達(dá)到道路橋梁預(yù)期荷載的承受標(biāo)準(zhǔn),將導(dǎo)致混凝土路面、橋面在重壓之下發(fā)生結(jié)構(gòu)破損,出現(xiàn)開裂、形變、塌陷等事故問題。在此基礎(chǔ)上,若相關(guān)人員并未及時對此類風(fēng)險進(jìn)行維修處理,路橋表面裂縫、形變以及塌陷的程度還會在重壓之下進(jìn)一步增大,最終導(dǎo)致道路橋梁無法正常使用,形成極大的交通安全隱患與整改成本需求[2]。
混凝土材料主要由水泥、添加劑、骨料、水等原材料拌和而成,任何一個材料的性能、比例出現(xiàn)不合格問題,將會直接影響到混凝土材料的應(yīng)用效果,進(jìn)而削弱道路橋梁工程施工的成果質(zhì)量。例如,在海綿城市理念下開展道路工程建設(shè)施工時,若選取的骨料過于致密,或混凝土材料的拌合密度過高,將導(dǎo)致雨水大量積蓄、徑流在路面上方,在降低雨水地下滲透能力的同時,易引起由路面積水導(dǎo)致的交通擁堵問題。反之,若在防水等級較高的路段中,選擇將風(fēng)化程度較高的石塊作為粗骨料,也會使混凝土材料內(nèi)部出現(xiàn)多個肉眼難以察覺的孔洞,進(jìn)而削弱路橋表面的水分抵御能力。
除此之外,混凝土材料本身也存在一定的固有缺陷。例如,混凝土材料的凝聚力與抗拉性能并不高,若相關(guān)人員在混凝土施工技術(shù)的運(yùn)用中未加入預(yù)應(yīng)力鋼筋作為支持,道路橋梁施工產(chǎn)品成型后的抗拉強(qiáng)度將很難達(dá)到理想水平。此時,一旦道路、橋梁在地質(zhì)變動下受到過大拉力影響,將很容易發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)的偏位現(xiàn)象,并造成混凝土抗剪切能力的大幅降低,最終引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的開裂問題。
混凝土材料對溫度比較敏感,若其在保存、養(yǎng)護(hù)、投用等環(huán)節(jié)中受到高熱、高寒的異常溫變影響,將很難保證自身性能的穩(wěn)定性,進(jìn)而損害道路橋梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。例如,當(dāng)混凝土路面、橋面所處環(huán)境溫度過高時,水泥會出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象,進(jìn)而使得混凝土內(nèi)部發(fā)生散熱、絕熱等作用的堆積疊加情況。其后,若環(huán)境溫度在夜間或陰雨天驟降至較低水平,混凝土內(nèi)外便會形成夠大的溫度差與溫度應(yīng)力,導(dǎo)致道路、橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹開裂。
混凝土材料的成分配合比對其性能質(zhì)量具有直接性影響,所以相關(guān)人員在選擇原材料類型、調(diào)配原材料比例時,必須要堅持合規(guī)性的工作原則,嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50119-2013)等相關(guān)規(guī)范開展配比實踐。同時,混凝土配合比的確認(rèn)并非一蹴而就的,而是在多次試驗檢測與數(shù)據(jù)變更中獲得的。因此,相關(guān)人員在混凝土的配合比控制過程中,應(yīng)保證細(xì)心、耐心、專心,以實現(xiàn)混凝土最終配比效果與道路橋梁工程施工需求之間的完全對應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,相關(guān)人員在混凝土配比原材料的選用中還應(yīng)著重把控以下幾點(diǎn):
首先,水泥在混凝土材料中占最大比重,其價格、性能極其重要。所以,相關(guān)人員在選擇水泥供應(yīng)廠商時,應(yīng)盡量選擇業(yè)內(nèi)知名的大型水泥生產(chǎn)廠,而不宜選擇新廠或小作坊,以便水泥質(zhì)量的初步保證。同時,在選擇資質(zhì)合格、規(guī)??捎^的合作廠商后,相關(guān)人員還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、管理、技術(shù)等多個方面做出綜合考量,盡量選取單一類型的水泥產(chǎn)品,并保證其性能強(qiáng)度符合混凝土配比要求[3]。
其次,在選擇粗細(xì)骨料時,相關(guān)人員通常應(yīng)選擇致密性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)完整、質(zhì)地堅硬的砂料、石料,并對石料的粒徑尺寸做合理控制。同時,由于道路橋梁與人民群眾的生活工作密切相關(guān),所以還應(yīng)避免含有毒有害物質(zhì)的骨料摻雜到混凝土當(dāng)中。
第三,在選擇添加劑時,應(yīng)按需選擇防凍、減水、早強(qiáng)、促凝等功能劑。同時,應(yīng)對添加劑的配比用量進(jìn)行控制。一般來講,添加劑的投入量不應(yīng)超過水泥用量的2%。
第四,在選擇混凝土技術(shù)的施工用水時,應(yīng)采取就近原則,并對道路橋梁施工區(qū)域附近的地表水、地下水、自來水進(jìn)行成分檢驗,在確定水體無有害物質(zhì)、無大量雜質(zhì)、無pH值異常且符合施工需求后,即可進(jìn)行使用。
在混凝土拌和施工正式開展之前,相關(guān)人員應(yīng)先做好拌和設(shè)備的合理選擇。從當(dāng)前來看,為了降低人工壓力,同時也為了實現(xiàn)拌和過程的精準(zhǔn)控制與可視化呈現(xiàn),可選用智能化的自動拌和機(jī)械。同時,在購置拌和設(shè)備時,必須要選取正規(guī)的市場渠道,切忌盲目追求成本控制而購買質(zhì)量無保證的設(shè)備產(chǎn)品,以免因小失大,造成混凝土材料質(zhì)量的異常波動。在準(zhǔn)備工作完成后,相關(guān)人員應(yīng)先選取一定量的原材料按比例進(jìn)行試拌,并對拌和后的混凝土材料進(jìn)行性能檢查。若材料符合預(yù)期,則可正式開展大批量的混凝土材料拌和工作;若材料不達(dá)標(biāo),則需要對骨料比、水灰比等配比參數(shù)作出進(jìn)一步調(diào)整。正式拌和時,相關(guān)人員要控制好拌和環(huán)境的溫度、適度,以免對混凝土的配比情況產(chǎn)生異常影響。此外,若選擇在露天環(huán)境中進(jìn)行拌和施工,還可根據(jù)室外溫度進(jìn)行投入水分的適當(dāng)調(diào)整,以免混凝土在拌和過程中出現(xiàn)大量的水分蒸發(fā)現(xiàn)象,造成配合比中水分的異常流失。
拌和完成后,便可將混凝土材料運(yùn)輸至現(xiàn)場中進(jìn)行檢驗投用。此時,相關(guān)人員應(yīng)對運(yùn)輸車輛進(jìn)行合理選擇與性能優(yōu)化。通常情況下,應(yīng)選擇負(fù)載能力在15噸以上的車輛,并對車廂內(nèi)部噴涂隔熱保護(hù)劑,以保證混凝土材料在運(yùn)輸過程中的質(zhì)量穩(wěn)定。此外,在運(yùn)輸過程中,駕駛?cè)藛T還應(yīng)保證車輛的勻速、穩(wěn)定行進(jìn),在非必要情況下嚴(yán)禁出現(xiàn)急剎車、急轉(zhuǎn)彎等操作行為,以免混凝土受過大應(yīng)力作用而發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致材料拌和質(zhì)量的削弱。
在道路橋梁工程的施工階段,混凝土施工技術(shù)主要包含澆筑與振搗兩個部分。在澆筑過程中,相關(guān)人員應(yīng)對混凝土材料的初凝、終凝時間作出明確,并選擇在混凝土的凝固區(qū)間內(nèi)實施澆筑作業(yè),以確保上下兩層間混凝土的充分混合,避免混凝土在成型后出現(xiàn)分層現(xiàn)象,降低道路、橋梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在澆筑施工的基礎(chǔ)上,相關(guān)人員還需要運(yùn)用振搗棒或振搗機(jī)械對混凝土實施充分振搗,以實現(xiàn)混凝土材料內(nèi)部氣泡的全面排放,使混凝土密度達(dá)到施工設(shè)計的理想水平。通常情況下,道路橋梁工程中混凝土的振搗次數(shù)應(yīng)為兩次[4]。
在混凝土路面、橋面澆筑成型,并經(jīng)歷攤鋪、碾壓等施工環(huán)節(jié)后,相關(guān)人員就需要實施出科學(xué)的養(yǎng)護(hù)處理。從當(dāng)前來看,混凝土路面的養(yǎng)護(hù)主要分為覆蓋加護(hù)和灑水養(yǎng)護(hù)兩個方面。一方面,相關(guān)人員應(yīng)用塑料薄膜、草墊、棉被等物對混凝土進(jìn)行覆蓋保護(hù),以此避免路面受到光照、高溫、雨淋等影響,防止混凝土材料在凝固過程中出現(xiàn)開裂問題。另一方面,相關(guān)人員應(yīng)定期進(jìn)行灑水、噴涂養(yǎng)護(hù)劑等工作,也能達(dá)到降低混凝土表面溫度、防止路橋表面形變開裂的效果。
總而言之,混凝土施工技術(shù)在道路橋梁工程建設(shè)中占有重要地位,其質(zhì)量對人們路上、橋上交通出行的便利性、安全性具有直接影響。所以,相關(guān)人員在施工實踐中,必須要做好材料選擇、拌和施工、澆筑振搗等所有環(huán)節(jié)的技術(shù)把控,以確?;炷潦┕べ|(zhì)量持續(xù)處于理想水平。