淺談大體積混凝土冬季施工質量控制

張政兵

（中鐵六局集團太原鐵路建設有限公司，山西 太原 030012）

隨著我國經濟的快速發展，基礎建設工程項目逐漸增多，特別是在公路工程建設中，橋涵施工任務非常艱巨，大體積混凝土的使用也越來越廣泛。

1 大體積混凝土冬季施工質量控制的重要意義

混凝土是由膠凝材料（如水泥）、水和骨料等按照適當的比例配置，經混合攪拌，固化成型的一種人工石材。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌和物一定的和易性，以便于施工，水泥漿硬化后，則將骨料膠結為一個堅實的整體。

大體積混凝土是結構方面最小幾何尺寸在1 m以上，同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土。

影響大體積混凝土冬季施工質量的因素主要有：選用了不合格的原材料及外加劑、混凝土的配置與攪拌不符合要求、混凝土的運輸與澆筑方法不正確、混凝土的保溫措施不得當等。其特點：一是多樣性，主要包括原材料、施工工藝、溫度的控制和養護等因素；二是隱蔽性，一旦發生質量問題，短時間內不易被發現，但隨著使用年限的增加，施工質量問題就會逐漸凸顯，如橋涵積水下沉、開裂變形等；三是嚴重性，施工質量問題不但增加施工和維修成本，而且會影響施工單位的信譽度和招投標資格，如果發生嚴重的質量事故，還會追究施工企業和相關領導的責任。大體積混凝土冬季施工中如果施工質量控制不好，不但影響橋涵的外觀質量，增加施工的維修成本，而且影響橋涵的耐久性，縮短橋涵的使用壽命，早期質量問題如不及時發現和整治，任其發展，將會改變橋涵的受力條件，降低橋涵結構的承載能力，影響橋涵的質量安全，如果發生質量施工會給國家和人民財產帶來不可彌補的損失。

因此，施工單位必須對大體積混凝土冬季施工質量控制引起足夠的重視，認真分析影響大體積混凝土冬季施工質量的因素，并結合現場實際施工情況，采取有效的防控措施，才能保證橋涵的施工質量，建設創優質工程，樹立施工企業的良好形象，對提高施工企業經濟效益和社會效益，適應公路的發展要求，促進經濟的穩定發展都具有非常重要的意義。

2 大體積混凝土冬季施工中影響施工質量的因素

文章以中鐵六局集團有限公司長安高速公路長治至平順段LJ17合同段工程為例，預應力砼連續箱梁（辛莊中橋）1座6×25 m，預應力砼連續箱梁（微子跨公鐵立交橋）755.08 m，樁基96根，承臺28個，蓋梁44片，梁板218片，大量承臺、梁板屬于大體積混凝土，而且進入冬季施工，工期緊、任務重、施工難度大。如何有效地控制大體積混凝土冬季施工質量成為該工程的重要內容，根據施工現場的要求，結合大體積混凝土冬季施工的經驗，對影響大體積混凝土冬季施工質量的因素從以下4個方面進行分析。

2.1 原材料及外加劑的質量不合格

大體積混凝土中的原材料主要是指水泥、砂、水、碎石。水泥是混凝土中的膠凝材料，是最主要的原材料，如果水泥不合格，就無法保證混凝土的質量。造成水泥不合格的主要因素有：在施工前期，項目經理質量意識不強，采購時沒有組織進行公開招投標，或私自選用小廠水泥；材料管理人員在驗收材料時，沒有嚴格按照驗收材料制度進行卡控，責任心不強，致使不合格水泥進場；水泥進場后，保管人員管理不善也會影響水泥質量，沒有采取“下鋪上蓋”的保管措施致使水泥受潮變質。同時在原材料砂、碎石送檢時，某些試驗檢驗人員為一時的私利，對原材料試驗數據進行篡改，將本來不合格的數據改為“合格”，這無疑給工程質量留下了隱患。

外加劑一般主要指早強劑、防凍劑、引氣劑等，主要改善混凝土或砂漿拌和物的強度及其他物理力學性能。外加劑不合格會引起構筑物表面開裂，影響構筑物的整體美觀，影響構筑物的質量。外加劑不合格的主要原因有，在選購外加劑時選用了無生產資質廠家的外加劑；包裝的包裝袋、塑料桶、金屬桶存在破損現象；貯存外加劑時沒有用專門的倉庫及固定的場所妥善保管，導致外加劑受潮變質；在外加劑送檢時由于檢驗數據的誤差，致使外加劑某些參數受到影響，使某些不合格的外加劑“合格化”。

2.2 混凝土的配置與攪拌不符合工藝要求

混凝土的配置主要指水灰比的配置及砂率的控制，混凝土的配置控制不好水灰比和砂率，就會影響到混凝土的整個配置，給工程實體質量帶來很大的影響。造成水灰比配置存在問題的原因是由于實驗室操作人員在試配過程中疏忽、大意等原因造成試配水灰比偏大；攪拌站拌料操作人員未能按照試驗室配合比進行拌制。合理的砂率能保證流態混凝土具有好的工作性和強度，因為砂率小時容易產生泌水和離析，砂率較大時，則加快坍落度損失。砂率存在問題的主要原因是前期試驗室在確定混凝土配合比時，由于試配人員的自身文化素質的限制，導致砂率配比數據有偏差。

混凝土攪拌不符合要求的主要原因是：混凝土攪拌方式不正確，沒有采用機械攪拌，導致混凝土攪拌不均勻；混凝土攪拌時間不夠，混凝土未能充分攪拌；混凝土攪拌用的各種原材料沒有經過電子計量的配料裝置稱量，沒有將計量誤差控制在規定范圍之內；還有攪拌站設備陳舊，沒有及時更新設備和控制數據，致使設備數據不夠精確，從而影響混凝土的攪拌參量。

2.3 混凝土的運輸與澆筑方法不正確

混凝土的運輸應采用攪拌罐車來運輸，混凝土的運輸存在的主要問題體現在施工組織編制不合理，混凝土攪拌站設置過遠，導致運輸距離長，運輸中的全部時間超過混凝土的初凝時間；混凝土在運輸中沒有保持勻質性，產生了分層離析現象，運至澆筑地點的混凝土坍落度達不到規范要求；施工便道不通暢，影響混凝土運輸時間等。

混凝土澆筑是橋涵工程施工中的關鍵環節，混凝土澆筑的好壞直接影響著工程質量。造成混凝土澆筑方法不正確的主要原因有：在混凝土澆筑前沒有選取設計規定的坍落度數值；在混凝土澆筑入模時，對深而窄的部位進行澆筑時，事先沒有進行砂漿平整；澆筑振搗不到位，使混凝土表面出現蜂窩、麻面及“狗洞”現象；混凝土沒有分層澆筑，澆筑厚度過大、不到位；還有技術負責人技術交底不到位，沒有交到操作人員手中，致使某些操作人員盲目施工，影響混凝土澆筑質量。

2.4 混凝土的保溫措施不得當

混凝土的強度只有在正溫養護條件下，才能持續不斷地增長，冬季混凝土的保溫措施不當就會嚴重影響混凝土的質量，影響混凝土保溫措施的因素有：施工養護人員對混凝土保溫認識不到位，對大體積混凝土冬季施工保溫的重要性理解不透徹，致使混凝土保溫措施不得當；混凝土在罐車運輸途中未能對罐車很好地進行保溫，致使混凝土的溫度散失嚴重；混凝土澆筑完畢后，施工人員沒有及時用塑料薄膜和草袋覆蓋；施工工地搭設的保溫棚內溫度達不到施工要求；混凝土構筑物拆模后未能及時用棉被、草袋等覆蓋物覆蓋保溫。

3 大體積混凝土冬季施工質量控制的措施

通過以上分析，施工單位了解了影響大體積混凝土冬季施工質量的因素，同時，必須采取有效的質量控制措施，才能保證大體積混凝土冬季施工的質量控制，延長橋涵使用壽命。

3.1 原材料及外加劑的質量控制措施

原材料在選用時，首先，項目經理組織相應人員進行招投標，杜絕原材料在源頭上不合格的現象；其次，在材料驗收階段，收料人員要嚴把收料關口，嚴禁不合格的原材料進場；再次，原材料進場后必須做好保管工作，防止受潮變質。由于是冬季施工，所以在選用原材料水泥時宜選用抗凍性比較高的水泥，目前，市場上各種水泥抗凍性高低次序為：硅酸鹽水泥＞普通硅酸鹽水泥＞礦渣硅酸鹽水泥＞火山灰或粉煤灰硅酸鹽水泥。因此，應首選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，而且水泥標號不宜小于32.5號，混凝土的水泥最小用量不應小于300 kg/m3，水灰比不應大于0.6。混凝土所用骨料砂、碎石必須清潔，不得含有冰雪等冰結物及易凍裂的礦物質，同時在原材料檢驗時，檢驗人員本著客觀、公正的職業道德去檢驗，嚴禁任意改動試驗數據。

在外加劑的選購上，要選擇有生產資質的廠家，外加劑必須有出廠合格證；在外加劑運輸及保管過程中，要注意包裝是否存在破損現象，保管時，必須有專門的保管場所或倉庫，防止受潮變質。在摻加外加劑時，注意摻和材料對混凝土抗凍、抗滲等性能的影響，在摻入提高抗凍性效果顯著的外加劑，如減水劑、早強劑、速凝劑、防凍劑等時，其摻量見表1（以占水泥重量百分比計）。

表1 混凝土外加劑的摻量

表2 混凝土最短攪拌時間表

3.2 混凝土的配置與攪拌質量控制措施

進行混凝土配置時，一定要控制好水灰比、砂率。試驗室操作配置人員要認真、負責地進行水灰比及砂率的配置工作，在水灰比的配制過程中，根據現有的研究表明，可以適當提高水泥標號，但不應低于32.5號，其水灰比也不會超過0.6，而且由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應從拌和水中扣除掉。

混凝土攪拌要采用機械攪拌，采用機械攪拌才能保證混凝土攪拌得均勻透徹，從而增強混凝土強度和提高抗凍性；混凝土攪拌必須確保攪拌時間，只有時間保證了，混凝土才能攪拌的均勻透徹，所以必須遵循混凝土最短攪拌時間（見表2）；混凝土攪拌用的各種原材料必須經過電子自動計量的配料裝置稱量，只有通過計量稱量，才能保證砂、石料的摻量；計量是關鍵環節，操作人員及質檢人員加強監視，分析打印報表，發現誤差超出或雖在允許范圍之內，但連續或穩定正（負）偏差，均要查找原因及時排除。生產系統中的計量控制數據，要定期檢定，經大修、中修或停產一段時間后要進行標定。

3.3 混凝土的運輸與澆筑中的質量控制措施

在編制混凝土運輸施工方案時，一定要考慮混凝土的運輸距離，縮短運輸距離不僅可以節約混凝土運輸成本，而且對混凝土在運輸過程中的保溫措施是非常有效的，所以要正確選擇攪拌機擺放位置，選擇最佳路線，縮短運輸時間；混凝土在運輸途中，罐車應保持勻速轉動，同時要進行合理調度，避免混凝土罐車在現場長時間等待致使混凝土出現分層離析現象；混凝土運輸便道要通暢，如果條件允許盡量硬化路面，做好便道路拱，防止積水現象的發生，同時在道路兩旁做好排水溝，保證雨后道路通暢。

混凝土在澆筑前，要選取設計規定的坍落度，施工中嚴格按照設計的坍落度數據卡控，控制好坍落度就能保證混凝土的和易性和流動性；混凝土在澆筑入模時，對于深而窄的構件或部位（如小斷面的翼墻）可在底部澆筑一層50～100 mm的水泥砂漿（配合比與混凝土的砂漿相同），然后再澆筑混凝土；同時注意搗固，用振搗棒振搗時采用“快插慢拔”的方式進行振搗，為保證深處的混凝土得到搗實，每次澆筑的混凝土不能太厚，混凝土太厚就會影響到振搗，澆筑厚度保證在25～35 cm范圍之內；混凝土分層連續灌注，中途不得間斷，在澆筑時避免過振與漏振，不允許產生分層離析泌水現象；技術人員在編制技術交底時一定要通俗易懂，讓每個拿到技術交底的人均能理解技術交底的內容，這樣，現場操作人員就不會出現理解上的偏差了。

3.4 混凝土施工中的保溫質量控制措施

人力資源部要加強對施工人員的教育，提高施工人員的責任意識，并對施工人員專業培訓和考試，合格后方可持證上崗。混凝土在運輸過程中，一定要做好保溫措施，采用棉被等包裹罐車，減少混凝土因在運輸途中的溫度損失；在施工工地搭設的保溫棚必須配專人看管，并在保溫棚內掛上溫度計，隨時檢查保溫棚內的溫度變化，以便及時調整空調、電爐、煤球爐的溫度；混凝土澆筑完畢及時進行塑料薄膜、草簾等物加蓋保溫、鋼模表面可先掛草簾、麻袋等保溫材料并扎牢，然后再澆筑混凝土；保溫材料不宜直接覆蓋在剛澆筑完畢的混凝土層上，可先覆蓋塑料薄膜，上部再覆草袋、麻袋等保溫材料；保溫材料的鋪設厚度為：一般情況下0℃以上鋪一層，0℃以下鋪兩層或3層；大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫，其保溫層厚度、材質應根據計算確定。

4 總結

通過對影響大體積混凝土的質量因素分析，施工單位及時采取了有效的控制措施，嚴格按照施工工藝和施工方案組織施工，保證了施工質量，取得了較好的施工效果，經專家驗收評估，工程質量達到了預期的目標。

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