李東鵬

北京興懷基業(yè)建筑工程有限公司 北京 101400

影響我國橋梁工程施工的因素很多，其中對大體積混凝土的施工技術進行高度重視，是橋梁工程建設的重點。大體積混凝土的裂縫主要是由于溫度變化與混凝土的收縮所產(chǎn)生的收縮應力與溫度應力，是出現(xiàn)裂縫的主要原因。對收縮應力與溫度應力進行有效的控制，是解決大體積混凝土結構裂縫施工質(zhì)量的主要方法；同時還應該對混凝土的運輸、澆筑、養(yǎng)護等因素進行控制，并對混凝土的入模溫度與混凝土的內(nèi)外溫差等影響因素進行控制，避免溫差過大，造成混凝土出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。本文結合懷柔區(qū)南華大街及東延道路改擴建工程（下穿京承鐵路立交橋工程）主體結構預制施工進行探究大體積混凝土施工質(zhì)量要點。

1 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類

大體積混凝土結構的特點主要有：表面系數(shù)比較??；體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1米；水泥水化熱釋放比較集中；內(nèi)部升溫比較快并在降溫過程中受一定條件的約束，產(chǎn)生較大的拉應力。大體積混凝土的宏觀裂縫按其成因有荷載裂縫、變形裂縫、堿骨料反應裂縫及施工裂縫。

1.1 荷載裂縫

橋梁工程中的大體積混凝土在常規(guī)靜、次應力與動荷載的作用下形成裂縫又叫做荷載裂縫，按裂縫的起因可以歸納為直接應力裂縫、次應力裂縫。直接應力裂縫就是由于外荷載所導致的直接應力而出現(xiàn)的裂縫。產(chǎn)生原因主要是：第一，對結構計算時，模型的計算不合理，實際受力和結構受力假設的情況不符，荷載出現(xiàn)漏算、少算或不算的情況，配筋和內(nèi)力計算失誤，結構的安全系數(shù)不夠；結構設計沒有考慮施工的可行性，設計截面不夠；鋼筋布置錯誤或設計偏少，結構剛度不足等。第二，在施工過程中，對于堆放的材料與施工機具沒有加以限制；對于結構的受力特征不夠了解，隨意進行安裝、運輸及調(diào)動；沒有按照施工圖紙進行施工，對施工順序進行了更改，沒有對結構進行相關試驗等。第三，在使用過程中，超出設計荷載的車輛過橋、發(fā)生爆炸、暴雪、地震、車輛撞擊等情況[1]。

1.2 變形裂縫

混凝土耐久性直接影響混凝土的使用壽命和使用成本，變形裂縫的控制是混凝土耐久性的重要影響因素?；炷磷冃瘟芽p產(chǎn)生的成因主要是溫度變化、收縮裂縫、混凝土水灰比和坍落度過大或者使用過量粉砂。混凝土的性質(zhì)是熱脹冷縮，在內(nèi)部結構與外部環(huán)境發(fā)生溫度變化時，混凝土會產(chǎn)生變形，如果變形受到約束，就會在結構內(nèi)產(chǎn)生應力，當應力大于混凝土拉伸強度時，就會出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫的特點是表面裂縫的走向通常沒有規(guī)律。貫穿或深層裂縫的走向通常和主筋接近平行或完全平行；裂縫寬度和大小不一致，隨著溫度的變化而發(fā)生改變?；炷潦湛s是混凝土在空氣中發(fā)生硬結、體系變小的情況。混凝土不受外力的影響會發(fā)生自發(fā)變形，在遭受外部約束時，會在混凝土中形成拉應力，導致混凝土發(fā)生開裂。導致混凝土出現(xiàn)裂縫的因素包括溫度收縮、干燥收縮、塑形收縮等。在硬化初期，是由于水泥通過水化凝固結硬的過程，使體積發(fā)生變化，后期是由于混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)而發(fā)生干縮變性的情況。流動性好、坍落度大滿足泵送條件，但容易產(chǎn)生局部砂漿多、粗骨料少的現(xiàn)象，混凝土脫水干縮時，就會產(chǎn)生表面裂縫。

混凝土的強度對水灰比的變化十分敏感，大體上是水泥和水計量變動的影響，采用含泥量大的粉砂配置混凝土抗拉強度低、收縮大，容易因塑性收縮產(chǎn)生裂縫。

1.3 鋼筋銹蝕引起的堿骨料反應裂縫及施工裂縫

鋼筋混凝土的堿骨料膨脹裂縫的深度多數(shù)不會超過保護層厚度，寬度多為（0.3至0.5）mm。當堿骨料反應受到鋼筋或外力的約束時，其膨脹力將垂直于約束力的方向，膨脹裂縫會平行于約束力的方向，出現(xiàn)順筋裂縫。堿骨料反應裂縫通常伴隨有滲出物，多為半透明的乳白色或黃褐色，有時也呈茶褐色或黑色。與收縮產(chǎn)生的網(wǎng)狀裂縫有相似處，但收縮裂縫出現(xiàn)的時間較早，多在施工后若干天內(nèi)，而堿骨料反應裂縫出現(xiàn)較晚，多數(shù)在施工后10至20年出現(xiàn)。因施工操作（如制作、脫模、養(yǎng)護、堆放、運輸?shù)跹b等）引起的裂縫。

2 大體積混凝土在橋梁工程中的施工技術要點

通過參與懷柔區(qū)南華大街及東延道路改擴建工程（下穿京承鐵路立交橋工程）主體結構預制施工，主要施工內(nèi)容為框架橋主體（如圖一）、兩側引道機動車道U型槽結構、兩側非機動車道擋墻、橋體附屬工程。其中框架橋頂板厚90cm,底板厚100cm，邊墻厚90cm，中墻厚90cm,框架內(nèi)設計凈空5.8m，框架總高7.7m，框架寬48.5m，框架長28.823m。淺談下施工中的技術要點：

圖1 框架橋主體結構圖

2.1 配比設計

在工程施工過程中，采取最優(yōu)的配比設計，不僅經(jīng)濟還可以減少裂縫出現(xiàn)的概率。本項目采用的是購買商品混凝土，首先必須控制好原材的質(zhì)量，尤其是砂石的含泥量，這對混凝土的收縮變形及抗拉強度影響比較大，配合比的計量要準確滿足規(guī)范的要求。其次嚴格控制水灰比，水灰比越大，體積收縮就越大，特別是在混凝土初凝時水灰比大將出現(xiàn)大量不規(guī)則的裂縫。大體積混凝土，要在保證強度的前提下，減少水泥用量，可用優(yōu)質(zhì)的粉煤灰代替部分水泥，這樣既能經(jīng)濟又能降低水化熱，減小混凝土的收縮，或者應選用中低熱硅酸鹽水泥，對防止裂縫有利。

2.2 運輸

在進行大體積混凝土的澆筑施工時，還要對運輸?shù)臅r間與車輛的數(shù)目進行嚴格的控制，除正常的車輛使用，還要為施工的特殊需求與突發(fā)情況配備車輛。混凝土施工若車輛供應不及時容易出現(xiàn)施工縫，為了避免對質(zhì)量產(chǎn)生影響，一定要保證充足的車輛及時運輸。

2.3 大體積混凝土的澆筑

本項目橋體主體采用商品混凝土，標號C40、P8。施工前技術人員必須將鋼筋工程和模板工程經(jīng)監(jiān)理等驗收合格后方可澆筑，澆筑前必須向供應商寫明混凝土的技術要求如:低堿混凝土、強度、抗?jié)B指標、初凝時間、坍落度及違約懲罰辦法等?；炷恋浆F(xiàn)場必須設專人負責檢測，與設計不符時應立即停止?jié)仓?jīng)技術確認后再繼續(xù)施工，商品混凝土出廠必須有原材料堿活性等級和混凝土堿含量報告[2]。

澆筑混凝土分層式澆筑：

箱涵底板及頂板采用分層澆筑，澆筑方向為從箱涵最外側邊墻向中間合攏，傾斜分層的垂直厚度0.25～0.35m。頂板混凝土方量較大，應適當調(diào)整澆筑寬度。頂板施工時由墻向跨中推進澆筑。頂板及底板混凝土澆筑方向及合攏位置。

混凝土的搗固必須嚴格按規(guī)范及技術交底進行。做到不漏振、不過振，振搗按梅花型布置，棒距不大于1.25倍的作業(yè)半徑，并插入下層10～15cm。隨著混凝土的送進及時搗棒，兩棒手之間的分界處必須作明顯的標記，以防漏振。每道墻體配70mm插入式振搗器3個，并留有3個備用。

墻體澆筑時必須在墻體施工縫處提前鑿毛處理，并清理干凈。澆筑時自由落差超過2.0m時必須使用串筒，防止混凝土離析。根據(jù)墻體和頂板所處位置和外露面的特點，分出不同的澆筑速度，墻體澆筑時應保證對稱澆筑，墻體澆筑按水平分層進行，每層厚度0.4～0.5m。

墻體澆筑時應保證對稱澆筑，墻體澆筑按水平分層進行，每層厚度0.4～0.5m，墻體頂板混凝土方量較大，應適當調(diào)整澆筑寬度。頂板施工時由墻向跨中推進澆筑，此時斜向分層厚度0.25～0.35m，斜長3.5～4.0m。

在混凝土澆筑過程中，應根據(jù)氣候條件確定澆筑速度，掌握混凝土供應量情況，出現(xiàn)問題及時改變澆筑順序，派專人負責各道墻的振搗情況，保證混凝土質(zhì)量，做到不漏振、不過振，嚴把質(zhì)量關。

2.4 混凝土的養(yǎng)護

大體積混凝土施工時，需要根據(jù)養(yǎng)護的要求及現(xiàn)場的實際來進行養(yǎng)護。首先，保濕養(yǎng)護的持續(xù)時間不得少于14d；其次，根據(jù)工程的具體情況，盡可能延長養(yǎng)護時間，拆模后立即回填或再覆蓋保護，同時預防驟冷氣候影響，防止混凝土早期和中期裂縫。

3 大體積混凝土在橋梁工程施工中質(zhì)量控制的方法

3.1 加強施工前的準備

橋梁工程在進行大體積混凝土施工過程中，施工程序多，工程量大，要進行全方位的考慮，充分考慮混凝土的用量等因素。影響施工質(zhì)量的原因有很多，所以，要加強施工前的準備，對施工前的原材料、鋼筋、模板、支架的質(zhì)量及后勤保障工作進行有效的把控，確保符合施工規(guī)范要求，保證施工順利進行。

施工組織機構及安排，組織具有豐富經(jīng)驗的管理、技術人員組成項目部，各專業(yè)技術工人配備齊全來承擔本工程施工任務。加強與建設單位、設計單位、監(jiān)理單位等參建單位的溝通協(xié)調(diào)工作。施工技術準備，技術準備是施工準備工作的核心，是現(xiàn)場施工準備工作的基礎。對于超過一定規(guī)模的危大工程，施工單位應當組織召開專家論證會對專項施工方案進行論證。專家論證前專項施工方案應當通過施工單位審核和總監(jiān)理工程師審查。接收并核對設計文件，確定相關技術方案；交接樁及建立測量控制系統(tǒng)；建立質(zhì)量保證體系；簽訂安全及相關協(xié)議；建立質(zhì)量、環(huán)保、安全、文明施工保證體系；施工物資準備，開工前編制材料計劃，統(tǒng)一組織各種施工用料采購工作。臨時工程及施工現(xiàn)場布置，施工單位在施工中要按照工程的特點，過程中動態(tài)控制與監(jiān)督。

3.2 混凝土溫度的控制

混凝土澆筑的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25～30℃?；炷敛鹉r，混凝土的表面溫度與中心溫度之間、表面溫度與外界氣溫之間的溫差≤20℃。采取溫控的方法通常有兩種方案，一種是降溫方法，另一種是保溫方法。第一，降溫的方法：采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。內(nèi)部降溫法是在混凝土內(nèi)部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度，冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行；第二，保溫方法：保溫法是在結構外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂等），在緩慢的散熱過程中，保持混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。循環(huán)冷卻水管要在大體積混凝土的內(nèi)部埋設。為了減少混凝土內(nèi)外的溫差，可以利用大體積混凝土的構件，在內(nèi)部預埋冷卻循環(huán)水管的方式，將水泥混凝土水泥中的水化熱帶走，能夠減少大體積混凝土熱量聚集。冷卻水管宜采用直徑30MM的標準鑄鐵水管，管與管之間的連接采用與之配套的接頭。對循環(huán)冷卻水管進行布置，通常會采取回形布置的方式都是根據(jù)混凝土結構尺寸進行布置，冷卻水管在埋設和澆筑的過程中，接頭部分采用膠帶纏裹，防止漏水，使用完畢后灌漿封孔，露出混凝土部分切除。覆蓋保溫法是防止混凝土快速散熱，造成內(nèi)外溫差大，引起混凝土開裂[3]。

3.3 加強對混凝土澆筑施工質(zhì)量的控制

在橋梁工程的施工過程中，還需要加強對混凝土澆筑施工質(zhì)量的控制，保證澆筑材料與設備的有效性，保證大體積混凝土施工的科學、高效與安全，使?jié)仓|(zhì)量更加科學、合理。此外，還要嚴格控制振搗的時間，便于澆筑過程更加順利，加強監(jiān)督混凝土澆筑與振搗工藝，技術人員在施工中要認真負責，重視大體積混凝土的澆筑和振搗施工工藝，嚴格控制施工的質(zhì)量。在施工中還要采取分段、分層澆筑，在明顯的位置進行分層的澆筑的標記，把握好每一層澆筑的厚度。施工人員在振搗施工過程中，要采取分層振搗，并高度重視底板的混凝土，從底層開始逐漸向上進行振搗施工。另外，為了提升振搗施工的密實度，應該先對坑洼的位置進行振搗，再進行高處的振搗，保證高低接觸位置的混凝土不發(fā)生過振和漏振的情況。

3.4 控制混凝土養(yǎng)護期的質(zhì)量

在橋梁工程施工過程中，還要對混凝土的養(yǎng)護工作進行高度的重視，加強對混凝土的養(yǎng)護，避免混凝土出現(xiàn)裂縫等情況。在施工過程中，施工人員要定期對混凝土的溫度變化進行密切的觀察。在炎熱的季節(jié)進行混凝土澆筑時，要注意對原材料的遮蓋，防止日光曝曬，在澆筑之后要做好保溫與保濕的養(yǎng)護，防止混凝土被陽光直射。在冬期進行混凝土澆筑時，應采取相應方法，提升原材料的溫度，并做好保溫與保濕養(yǎng)護。在大風天進行澆筑時，需要對作業(yè)面進行擋風，減少混凝土周邊的風速，對塑料薄膜進行及時的覆蓋，使混凝土的表面保持濕潤，避免風干。在雨雪天不適宜澆筑的混凝土，在需要施工時，要采取有效的方法，保證混凝土的施工質(zhì)量。

4 結束語

總之，大體積混凝土的施工質(zhì)量對橋梁工程的品質(zhì)有重大的影響。因此，要從多角度對大體積混凝土的施工技術進行全面的分析，由于大體積混凝土施工是一項系統(tǒng)性的工程，施工工序復雜，影響因素多，涉及的范圍廣，這些因素都會對施工的質(zhì)量產(chǎn)生影響。需要技術人員熟練掌握大體積混凝土的施工控制要點重點，對大體積混凝土的各項施工工序進行嚴格控制，同時，施工人員要有良好的工作態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ骶?，監(jiān)理人員要嚴格監(jiān)督施工，發(fā)現(xiàn)問題要進行及時的分析處理，嚴把質(zhì)量關，保證橋梁工程的建設品質(zhì)。