錢倫

（甘肅萬泰建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

市政工程建設(shè)力度不斷增強，公路橋梁工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量逐步提升，此類工程施工技術(shù)要求高、難度大，尤其是當(dāng)前多數(shù)工程是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，如何保障大體積混凝土澆筑施工質(zhì)量則是重中之重。大體積混凝土存在抗拉強度偏低的問題，在具體施工中，受到水化熱和環(huán)境因素影響，混凝土容易出現(xiàn)裂縫問題，不僅會降低結(jié)構(gòu)整體承載力，還會影響到建筑物整體安全性、耐久性以及美觀性。所以，把握大體積混凝土施工技術(shù)要點，做好施工全過程質(zhì)量控制，旨在建造符合要求的工程項目，推動市政路橋工程高水平建設(shè)和發(fā)展。

1 大體積混凝土開裂的原因

混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸在1m 以上，即大體積混凝土，其開裂的原因通常是由于溫度應(yīng)力變化導(dǎo)致，問題較為普遍。相較于普通混凝土而言，大體積混凝土的尺寸大、結(jié)構(gòu)大、鋼筋布置密度大、水泥用量大、設(shè)計標(biāo)號高，具有較強的承載和防水性能，而且大體積混凝土施工時間長、工藝要求高、收縮變形概率大，容易受到季節(jié)溫度因素影響。導(dǎo)致大體積混凝土開裂的原因多樣，大致分為以下幾點。

1.1 混凝土自身因素

混凝土在物理或是化學(xué)反應(yīng)下發(fā)生形變，將會大大影響混凝土穩(wěn)定性。如果混凝土穩(wěn)定性較差，則會降低混凝土的抗?jié)B能力，尤其是其中加入的溶液物質(zhì)，也會影響混凝土的耐久性?；炷翝仓髸l(fā)生一定的收縮，如果沒有負(fù)載混凝土，則會受到這一特性影響而發(fā)生開裂，在任一荷載作用下混凝土結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)徐變變形、彈性變形。結(jié)構(gòu)徐變能夠降低大體積混凝土溫度應(yīng)力，增加收縮裂縫問題出現(xiàn)概率，但相應(yīng)的也會造成預(yù)應(yīng)力損失，結(jié)構(gòu)變形隨之增加，因此要多角度考量徐變對大體積混凝土的影響[1]。

1.2 混凝土原料因素

混凝土收縮開裂現(xiàn)象較為普遍，其主要原因是原材料質(zhì)量不合格，配置完成的混凝土收縮應(yīng)力超出抗拉強度，導(dǎo)致表面開裂。水泥類型、用量將直接影響混凝土收縮大小和強度，水泥顆粒越粗，表層發(fā)生裂縫的概率隨之下降，所以做好這一因素的管控至關(guān)重要。混凝土骨料表面所攜帶的泥土?xí)绊懰酀{、骨料咬合連接，弱化界面結(jié)構(gòu)，進而導(dǎo)致混凝土整體抗拉強度下降，出現(xiàn)裂縫。實際上，加入外加劑情況下，混凝土初期干縮值較大，而加入了凝性AE 減水劑的混凝土干縮值要高于不加外加劑的混凝土，而且混凝土澆筑后如果未能及時養(yǎng)護處理，更容易出現(xiàn)混凝土裂縫問題[2]。

1.3 其他因素

大體積混凝土澆筑環(huán)節(jié)，關(guān)于裂縫的控制，做好前期構(gòu)造設(shè)計也是極為重要的。結(jié)構(gòu)計算中需要確定結(jié)構(gòu)物受力體系相關(guān)參數(shù)，而傳統(tǒng)計算模型與結(jié)構(gòu)物實際狀態(tài)有所差異，而這也會導(dǎo)致內(nèi)力計算結(jié)果和實際情況有所偏差，如果此類因素缺少充分考量，則會誘發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫[3]。

2 大體積混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)要點

大體積混凝土施工環(huán)節(jié)眾多，各環(huán)節(jié)之間聯(lián)系密切，如果某一環(huán)節(jié)操作不當(dāng)，質(zhì)量不符合要求，會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，進而干擾下一道工序的順利進行。因此，要明確施工質(zhì)量控制要求，把握控制技術(shù)要點，便于及時發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題。

2.1 工程概況

蘭州中川國際機場三期擴建工程，機場工程高架橋及落客平臺工程設(shè)計起點樁號為K0+167.964，終點樁號為K1+852.051，全長1684.087m，其中落客平臺橋梁長724.047m，兩側(cè)引橋各長480.020m；落客平臺橋梁標(biāo)準(zhǔn)寬度為46.5m，引橋標(biāo)準(zhǔn)寬度為12.5m。A匝道橋梁道路設(shè)計起點樁號為AK0+0.000，終點樁號為AK0+587.622，全長587.622m，橋梁寬度為8～9m；B1 和B2 匝道橋梁設(shè)計起點樁號為BK0+42.952，終點樁號為BK0+128.992，每側(cè)各長86.04m，標(biāo)準(zhǔn)寬度為8m。落客平臺橋梁設(shè)計標(biāo)高為1955.395m，地面標(biāo)高為1941.20m。高架道路橋梁道路設(shè)計等級為城市次干路，設(shè)計車速為40km/h；A、B 匝道橋梁道路設(shè)計為城市支路，設(shè)計車速為20km/h。橋梁設(shè)計基準(zhǔn)期為100 年，設(shè)計荷載等級為城市-A 級。

2.2 施工準(zhǔn)備

該工程橋梁承臺幾何尺寸均大于1m，最小承臺尺寸為5.7m×5.7m×2m，屬于大體積混凝土。在大體積混凝土施工前期準(zhǔn)備階段，要熟悉圖紙內(nèi)容，充分調(diào)查分析，收集工程項目相關(guān)資料信息，編制合理的大體積混凝土施工方案，并做好充分技術(shù)交底；優(yōu)化配合比設(shè)計，原材料選擇要充分滿足強度要求，選擇水化熱小的礦渣水泥，減少水泥用量，最大程度上降低混凝土水化熱程度；優(yōu)化骨料級配，加入一定量混合料；材料供應(yīng)滿足連續(xù)澆筑作業(yè)需要，并且配備配套運輸工具、串筒、振動器、攤鋪機械設(shè)備等，澆筑后進行仔細(xì)的質(zhì)量檢驗；合理配備施工人員開展施工活動；鋼筋、模板、支架和預(yù)埋件等鋪設(shè)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，加工安裝后進行仔細(xì)的質(zhì)量檢驗；配備發(fā)電設(shè)備，保證作業(yè)照明系統(tǒng)安全穩(wěn)定；了解氣候變化情況，規(guī)避炎熱或是雨天澆筑混凝土[4]。具體作業(yè)流程見圖1。

圖1 大體積混凝土施工流程

2.3 大體積混凝土施工技術(shù)要點

2.3.1 鋼筋安裝

按照承臺施工圖紙要求進行鋼筋綁扎施工，鋼筋綁扎過程中把防雷接地鋼筋提前預(yù)埋[5]。在完成承臺鋼筋安裝完成后，仔細(xì)檢查驗收，如果不符合要求及時返工整改。

2.3.2 測溫管設(shè)置

承臺邊緣向內(nèi)0.5m 交點區(qū)域，設(shè)置溫度監(jiān)測孔，預(yù)埋PVC 管，直徑為10cm，預(yù)埋期間使用鐵絲將PVC管固定在架立鋼筋上，管體全長1.5m，外露0.2m，預(yù)埋1.3m。在混凝土強度達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)前向管道內(nèi)注水，實時測量水溫變化，并用灑水降溫來調(diào)節(jié)氣候溫度和混凝土表面溫度，溫差不超過25℃。在混凝土澆筑期間，要做好質(zhì)量監(jiān)管，避免漏水和堵塞問題，澆筑后使用M10 水泥漿灌注、封控，并清理干凈[6]。

2.3.3 模板安裝

在這一環(huán)節(jié)，結(jié)合工程項目要求選擇定型鋼模，工廠提前預(yù)制加工完成，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后拼裝即可。具體拼裝時，要確保模板接頭平滑、平順，將表面打磨到有光澤度即可。然后在模板表面上均勻涂抹脫模劑，凝固后經(jīng)檢驗合格后方可進行下一環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場主要是選擇吊車+人工配合方式起吊安裝，使用拉桿加固模板，保證模板穩(wěn)定、牢固。在完成模板安裝工序后由現(xiàn)場工程監(jiān)理人員仔細(xì)檢查，包括各項尺寸規(guī)格和模板牢固程度，合乎要求后進行混凝土澆筑，不符合要求上報相關(guān)部門，由施工人員明確整改要點，重新整改，直到驗收合格[7]。

2.3.4 大體積混凝土澆筑

為了保證大體積混凝土澆筑質(zhì)量，應(yīng)做好混合料配合比設(shè)計，基于試驗確定最佳的低水化熱水泥材料；細(xì)骨料為中砂，含泥量不超過3%；粗骨料則是二級配5～16mm、16～31.5mm 石子，含泥量不超過1%，滿足篩分曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；外摻劑則選擇粉煤灰或是復(fù)合型外加劑，減少水泥用量，起到降低水泥水化熱的作用?；炷辽奥?0%～45%，滿足泵送要求下盡可能降低坍落度，以此來降低混凝土收縮變形概率。做好混凝土出機溫度，如果氣溫較高，砂石堆場可以設(shè)置遮陽棚，噴灑冷水降溫。具體澆筑中，承臺混凝土借助汽車泵泵送入模，分層澆筑，控制混凝土坍落度處于180～220mm 范圍內(nèi)。澆筑前仔細(xì)清理干凈模板雜質(zhì)，禁止模板上有碎屑和積水，檢驗后澆筑混凝土；表面仔細(xì)處理，使砂漿與模板緊貼，保證混凝土表面光滑、無蜂窩。大體積混凝土分段、連續(xù)澆筑，并且保證澆筑過程勻速進行，充分振搗來增強混凝土強度。從兩邊朝著中間進行，薄層連續(xù)澆筑，便于充分散熱，避免出現(xiàn)冷縫，依據(jù)30cm 厚度分層澆筑，并使用插入式振搗器充分振搗，避免漏振當(dāng)混凝土停止下沉、表面泛漿時為最佳。同時也要避免振搗器從混凝土中拔出時出現(xiàn)空洞，插入式振搗器要避免與混凝土預(yù)埋構(gòu)件、鋼筋接觸?；炷翝仓蠹皶r檢查表面質(zhì)量，初凝前二次收面，直到混凝土表面達到光滑狀態(tài)時最佳[8]。

2.3.5 拆除模板

拆模時，混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫差均不宜大于15℃，在氣溫急劇變化時不宜拆模，避免生拉硬拽損壞構(gòu)造物。拆除模板后及時清理干凈，保管好便于下次使用。剛拆模時混凝土溫度較高，禁止?jié)姙鏊?，?guī)避熱震裂縫出現(xiàn)，保證混凝土表面養(yǎng)護水溫度小于混凝土表面溫度，溫差在25℃以下。拆除模板后，人工鑿毛處理墩柱和承臺連接位置。

2.3.6 混凝土養(yǎng)護

在完成上述工序后，及時對混凝土進行養(yǎng)護處理，鞏固施工質(zhì)量，避免后期出現(xiàn)裂縫病害。在夏季施工中，混凝土澆筑完成后，立即在表面覆蓋清潔的塑料薄膜，初凝后取掉塑料薄膜，改用浸濕的透水土工布進行覆蓋，并經(jīng)常灑水，保持潮濕狀態(tài)最少7 天，同時采用冷卻管蓄水降溫，保證內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。冬季施工中，需加強混凝土的保溫養(yǎng)護，以蓄熱法為主，并且選用帆布搭設(shè)棚架包裹承臺，在混凝土內(nèi)部加溫養(yǎng)護，表面選擇塑料薄膜覆蓋，以此來起到保溫保濕作用，減小混凝土內(nèi)外溫差[9]。

2.3.7 加強溫度監(jiān)測

大體積混凝土澆筑完成后，應(yīng)對里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度進行監(jiān)測，在完成混凝土澆筑工作后，重點監(jiān)測混凝土內(nèi)部與表面溫度變化情況，盡可能減小內(nèi)外溫差。監(jiān)測前7 天，每天監(jiān)測4h，后期調(diào)整為8h。如果是惡劣天氣，溫度維持難度則會大大提升。這就需要結(jié)合氣候條件，控制混凝土溫度在40～90F 范圍內(nèi)，寒冷天氣下混凝土溫度則不小于40F，炎熱天氣最高溫度限制是90F。因此，依據(jù)溫度監(jiān)測工作需要，可以選擇工業(yè)級溫濕度傳感器設(shè)備，獲取精準(zhǔn)全面的數(shù)據(jù)信息[10]。

另外，施工現(xiàn)場要加強動態(tài)控制，仔細(xì)檢驗和分析混凝土各項指標(biāo)變化情況，在發(fā)現(xiàn)問題時及時告知工程師，經(jīng)過多方協(xié)商溝通來處理混凝土質(zhì)量問題。而試驗人員也要定期抽查混凝土坍落度，發(fā)現(xiàn)有混凝土離析情況及時處置。而混凝土澆筑后做好面層搓平，使用木抹子抹平混凝土表面，收水后也要搓平兩次，避免出現(xiàn)收縮裂縫，提升混凝土施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土施工專業(yè)性較強，具體施工中影響因素多樣。如何保障大體積混凝土施工質(zhì)量和安全，就是要把握施工技術(shù)要點，選擇合適的質(zhì)量控制措施貫徹落實到施工全過程，有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，建造質(zhì)量和效益并重的工程項目。