凌征富

（貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550001）

0 引言

以實(shí)際工程為例，在該路橋工程中，基礎(chǔ)和承臺(tái)等部位均是大體積混凝土，對(duì)于該工程施工的要求主要是達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和盡量降低施工成本?？紤]到路橋工程所處的環(huán)境條件差，施工中的影響因素多，只有加強(qiáng)施工技術(shù)管理，才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期管控目標(biāo)。以下結(jié)合任河特大橋工程，對(duì)路橋基礎(chǔ)大體積混凝土施工具體情況進(jìn)行探討。

1 工程概況

重慶城口（陜渝界）至開州高速公路，是國(guó)家高速公路網(wǎng)銀川至百色國(guó)家高速公路（G69）中的渝境北段中的一段，也是重慶市高速公路網(wǎng)“三環(huán)、十二射、七聯(lián)線”中的第八射重慶至安康（沿江路）中的一段。本項(xiàng)目起自城口（陜渝界），與陜西省擬建的安康至嵐皋（陜渝界）高速公路相接，北上通向西安；止于開州區(qū)，通過已建的開州至萬(wàn)州高速公路到達(dá)萬(wàn)州港。

該高速公路中有多座橋梁工程：任河特大橋、沱溪河大橋、A 匝道1#橋和2#橋、B 匝道橋、C 匝道橋、D匝道橋、L匝道4#橋和5#橋，共計(jì)54個(gè)墩臺(tái)號(hào)。以任河特大橋?yàn)槔?，左幅橋型布置為?×40）m+（3×40）m+（3×40）m+（4×40）m+（2×30）m+（2×30）m+（4×40）m+（95+180+95）m+（2×40）m，橋梁總長(zhǎng)1 250m；右幅 橋 型 布 置 為（4×40） m+ （3×40） m+ （3×40） m+（3×40）m+（4×30）m+（4×40）m+（95+180+95）m+（2×40）m，橋梁總長(zhǎng)1 250m。主橋位于直線段，引橋位于城口互通立交；主橋采用連續(xù)剛構(gòu)，引橋采用40m及30m 預(yù)制T 梁結(jié)構(gòu)。橋臺(tái)為重力式U 形肋板式橋臺(tái)、擴(kuò)大樁基礎(chǔ)，橋墩為柱式墩、空心墩、樁基礎(chǔ)。全橋共有31 個(gè)承臺(tái)，規(guī)格最大為主墩承臺(tái)，尺寸為13.6×13.6×5m，混凝土設(shè)計(jì)用量為924.8m3，設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。

2 大體積混凝土施工特點(diǎn)和材料要求

2.1 大體積混凝土施工特點(diǎn)

該橋梁大體積混凝土的施工特點(diǎn)有：①混凝土的尺寸和體積大，配筋密集，對(duì)質(zhì)量提出較高要求。②混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C40，由于水泥用量大，在水化熱和收縮作用下易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土的配合比。③因混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，溫度應(yīng)力易引起裂縫，必須解決水化熱問題，控制混凝土體積變化，避免出現(xiàn)裂縫問題[2]。④為滿足混凝土施工需求，本工程采用自建的拌和站生產(chǎn)混凝土，混凝土質(zhì)量易于控制，需要經(jīng)過嚴(yán)格的配合比設(shè)計(jì)及外加劑、摻和料的檢驗(yàn)。

2.2 原材料選取要求

為滿足施工質(zhì)量要求，原材料選擇時(shí)要注意：①水泥以硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥優(yōu)先，要求含堿量低、水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、品質(zhì)穩(wěn)定。②粗骨料要求級(jí)配良好，含泥量達(dá)標(biāo)，能滿足泵送要求，以5～25mm 的連續(xù)級(jí)配碎石為宜，以控制混凝土收縮變形。③細(xì)骨料以中砂優(yōu)先，相比于細(xì)砂能減少水和水泥用量，含泥量小于0.2%，不能含有雜質(zhì)。④外加劑主要是緩凝劑、減水劑等，使用時(shí)按照《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求控制。⑤保證混凝土強(qiáng)度、坍落度的條件下，適當(dāng)增加摻合料、骨料的用量，以減少水泥用量，更好地控制水化熱，改善混凝土的和易性。⑥混凝土出罐溫度不高于25℃，初凝時(shí)間為6h。⑦混凝土配合比設(shè)計(jì)：坍落度大于160mm，水灰比在0.4～0.5 之間，砂率40%左右，對(duì)混凝土配合比試配后，最后得出優(yōu)化配合比。

3 路橋基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 工藝流程

該大橋承臺(tái)需要一次性施工完畢，施工中應(yīng)注意大體積混凝土溫度控制。鋼筋在鋼筋場(chǎng)下料，由平板車運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，人工配合吊車綁扎安裝成型；模板采用大塊鋼模板；混凝土采用罐車運(yùn)輸至工點(diǎn)，采用臥泵泵送或泵車泵送入模；大體積承臺(tái)混凝土溫控措施采用循環(huán)冷卻水管，冷卻水管的安裝按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布設(shè)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果布置冷卻水管道數(shù)量及冷卻水流量，施工時(shí)根據(jù)溫度監(jiān)控進(jìn)行冷卻水流量調(diào)整，以保證承臺(tái)表里溫差不大于25℃，澆筑體表面與大氣溫差不大于20℃，混凝土防裂安全系數(shù)不小于1.15。施工工藝流程見圖1。

圖1 承臺(tái)大體積混凝土施工工藝流程

3.2 基坑開挖技術(shù)要點(diǎn)

（1）利用控制點(diǎn)、加密點(diǎn)對(duì)承臺(tái)進(jìn)行放樣，放出邊線和中線，作為鋼筋綁扎、模板安裝的控制依據(jù)。

（2）基坑開挖以挖掘機(jī)為主，光面爆破和人工開挖為輔。本工程放坡開挖，采取支擋防護(hù)措施；嚴(yán)格控制底部標(biāo)高，避免超挖；開挖后設(shè)置明顯的標(biāo)識(shí)，防止發(fā)生安全事故。

（3）樁頭破除使用風(fēng)鎬，從上到下逐層破除，直至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高；對(duì)頂面鑿毛處理后，澆筑混凝土接樁，以提高新舊混凝土的黏結(jié)性。

（4）隱蔽工程檢查，內(nèi)容包括：①基底平面位置、尺寸、標(biāo)高和設(shè)計(jì)圖紙相符；②樁身鋼筋長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)要求相符；③基坑開挖坡壁穩(wěn)定情況、基底排水措施均要滿足施工要求[3]。

3.3 鋼筋制作安裝

鋼筋制作安裝時(shí)，鋼筋原材料進(jìn)廠檢驗(yàn)，合格后分批分類堆放；鋼筋加工、連接、綁扎、安裝均嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求。以任河特大橋主墩承臺(tái)為例，在墊層混凝土達(dá)到2.5MPa 以后方可進(jìn)行鋼筋安裝，首先安裝底層鋼筋，底層鋼筋安裝完成后，采用∠63角鋼制作成勁性骨架，橫縱向均勻布設(shè)5排，增加承臺(tái)整體穩(wěn)定性，勁性骨架安裝完成后安裝頂面鋼筋、側(cè)面及內(nèi)部架立筋，冷卻水管同步安裝，逐步完成承臺(tái)鋼筋安裝工作。

本項(xiàng)目承臺(tái)最高為5m，為方便下料和振搗承臺(tái)底部混凝土，其頂部橫橋向、縱橋向每隔3.5m 預(yù)留人孔，作為泵車軟管下料口，見圖2。人孔尺寸為1.2m×1.2m，待承臺(tái)澆到3.5m厚度時(shí)，補(bǔ)焊人孔處鋼筋。

圖2 人孔預(yù)留位置示意圖 （單位：cm）

鋼筋安裝完成后，嚴(yán)格執(zhí)行三級(jí)質(zhì)檢程序，檢查內(nèi)容見表1，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行下道工序施工。

表1 鋼筋安裝實(shí)測(cè)項(xiàng)目

3.4 循環(huán)冷卻水管安裝

本項(xiàng)目承臺(tái)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，分為5m 承臺(tái)、3m承臺(tái)、2.5m 承臺(tái)三類。每個(gè)類型選擇結(jié)構(gòu)尺寸具有代表性的承臺(tái)進(jìn)行水化熱分析，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙布置冷卻管，并開展密水檢查，保證管道通水暢通。另外，為防止冷卻管堵塞，本標(biāo)段承臺(tái)布設(shè)冷卻管時(shí)，每層均設(shè)置單獨(dú)的進(jìn)出口。

承臺(tái)混凝土澆筑及養(yǎng)生過程中，開啟循環(huán)冷卻管，水泵抽水循環(huán)冷卻，施工現(xiàn)場(chǎng)配備了足夠的抽水設(shè)備及電源，以保證冷卻水供應(yīng)。管內(nèi)水流速不小于0.7m/s，1～7d內(nèi)管內(nèi)流量采用2～3m3/h，水化熱計(jì)算采用流量2.5m3/h。循環(huán)冷卻工作在混凝土澆筑及養(yǎng)生過程中連續(xù)進(jìn)行，采用冷卻水的出水淋灑承臺(tái)表面，以減小混凝土內(nèi)外溫差，承臺(tái)內(nèi)外表面溫度差不高于25oC，直至承臺(tái)混凝土內(nèi)外溫度趨于穩(wěn)定為止。冷卻工作完畢后，對(duì)冷卻管壓注水泥砂漿，截除高出承臺(tái)頂?shù)睦鋮s管。

3.5 墩柱鋼筋安裝

墩柱鋼筋安裝時(shí)，依然要按照規(guī)范要求施工，注意事項(xiàng)如下：

（1）預(yù)埋墩身鋼筋時(shí)，檢測(cè)垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）預(yù)埋主筋如果需要接長(zhǎng)，要求相鄰的主筋長(zhǎng)短錯(cuò)位，長(zhǎng)短間距不低于1m；同一排接頭位于同一個(gè)水平面，在絲口設(shè)置保護(hù)套[4]。

（3）豎向主筋預(yù)埋前，標(biāo)記準(zhǔn)確位置，定位焊接點(diǎn)位圈鋼筋。

（4）澆筑混凝土，委派專人檢查鋼筋預(yù)埋情況，看位置有無(wú)移動(dòng)，看固定是否牢靠，對(duì)異常情況進(jìn)行復(fù)位并固定。

3.6 模板安裝與拆除

該項(xiàng)目模板采用專業(yè)廠家生產(chǎn)加工的整體大塊定型鋼模板，以保證結(jié)構(gòu)外表的平整和美觀。承臺(tái)澆筑高度最大為5m，模板拼裝尺寸為1.5m×4.6m，為了適應(yīng)不同承臺(tái)施工需求，模板標(biāo)準(zhǔn)單位尺寸分為三種：第一種是2.5m×2.5m；第二種是1.5m×2m；第三種是1m×2m。模板入場(chǎng)后，報(bào)質(zhì)檢部及監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收，確保模板的平整度、剛度、尺寸、結(jié)構(gòu)形式、拼接錯(cuò)臺(tái)等滿足要求后方可使用。

（1）承臺(tái)鋼筋綁扎完成后，即可安裝模板，遵循先遠(yuǎn)后近、不擋吊裝視線的原則。板塊之間的接縫，使用5mm 厚、30mm 寬的雙面膠帶進(jìn)行密封處理，保證模板不漏漿。安裝就位后，使用全站儀復(fù)核平面位置和高程，保證模板準(zhǔn)確就位。

（2）澆筑混凝土后，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 可拆模，注意保護(hù)混凝土成品，對(duì)缺陷部位及時(shí)修補(bǔ)。拆模遵循先安后拆的原則，橫向順序?yàn)椋合炔鸪嚯x吊機(jī)最近的模板，后拆除距離吊機(jī)遠(yuǎn)的模板。

（3）模板安拆時(shí)注意事項(xiàng)如下：①安裝前清理模板表面，均勻涂刷脫模劑。②使用PVC 管作為模板拉桿，拆模后切除，灌漿后進(jìn)行打磨，保證拉桿孔平滑美觀。③施工中對(duì)安全通道加強(qiáng)管理。④嚴(yán)格按照施工順序施工，做好安全防護(hù)措施。⑤吊裝操作手要持證上崗，現(xiàn)場(chǎng)專人指揮，不得違規(guī)起吊。

3.7 混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑環(huán)節(jié)，為滿足施工連續(xù)性，本項(xiàng)目配置2 個(gè)HZS120 拌和機(jī)、10 個(gè)水泥罐、1 輛裝載機(jī)、10輛罐車，保證混凝土能夠及時(shí)、連續(xù)澆筑。橫向水平分層澆筑，每層厚度控制在30cm；左右相互交替連續(xù)澆筑，直至所有混凝土澆筑完畢；每層混凝土澆筑后及時(shí)振搗，遵循快插慢拔的原則，直至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面平坦。澆筑完成后，用雙層土工布覆蓋，進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，時(shí)間為2周。使用冷卻水管蓄水養(yǎng)護(hù)，混凝土脫模前保持模板濕潤(rùn)，減少混凝土的收縮變形[5]。

4 混凝土質(zhì)量缺陷和質(zhì)量管理措施

4.1 大體積混凝土裂縫成因

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，是一種常見的質(zhì)量缺陷，分析原因主要有三個(gè)：

（1）水泥產(chǎn)生水化熱，混凝土內(nèi)部的熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)外溫差變大。

（2）外界氣溫變化，如果遇到氣溫驟降的情況，會(huì)增加內(nèi)外層混凝土的溫差，出現(xiàn)溫度應(yīng)力。

（3）混凝土收縮，混凝土在凝固過程中，80%的水分會(huì)蒸發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土體積收縮。

4.2 質(zhì)量管理措施

為保證大體積混凝土施工質(zhì)量，從配合比設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工等方面進(jìn)行控制。重點(diǎn)管理內(nèi)容有兩個(gè)：

（1）外觀質(zhì)量控制

為保證混凝土外觀質(zhì)量，從施工前、施工中兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，通過測(cè)量檢查，精準(zhǔn)控制技術(shù)參數(shù)，見表2。

表2 大體積混凝土實(shí)測(cè)項(xiàng)目

（2）溫度控制

①選用普通硅酸鹽水泥，摻用粉煤灰及外加劑來(lái)降低水泥水化熱。②采取夜間澆筑方式，并對(duì)混凝土原材料進(jìn)行預(yù)冷降溫處理，將澆筑溫度控制在30℃左右。③在大體積結(jié)構(gòu)物的關(guān)鍵位置，提前埋設(shè)溫度監(jiān)控管道，設(shè)置水平冷卻管，進(jìn)行24h溫度監(jiān)測(cè)。④在混凝土養(yǎng)生階段，采用雙層麻袋片澆水的保溫措施，在模板內(nèi)蓄水，進(jìn)行測(cè)溫記錄等。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大體積混凝土容易出現(xiàn)外觀和質(zhì)量缺陷，例如孔洞、露筋、裂縫等。本文結(jié)合路橋承臺(tái)項(xiàng)目，總結(jié)了大體積混凝土的施工技術(shù)要點(diǎn)，闡述了質(zhì)量控制措施。希望通過本文的分析，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工管理提供參考。