橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量分析

熊　曄（安徽省建設工程測試研究院有限責任公司）

?

橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量分析

熊曄（安徽省建設工程測試研究院有限責任公司）

在高架橋建設中，空心薄壁墩施工質量對橋梁的長期穩定和使用功能的正常發揮有很大影響。為了對空心薄壁墩的內部質量進行有效的分析判定，本文主要結合超聲檢測、雷達檢測以及其他檢測方法，對施工過程及后期運營空心薄壁墩的內部質量進行全面的、準確檢測分析，以及加固修復之后的質量情況進行控制評價。

橋梁工程；空心薄壁墩；混凝土；澆筑質量

1　前言

交通體系對于城市的發展至關重要，近年來，伴隨著城市化進程的加快以及城市規模的擴大以及人口的不斷增加，城市交通供需越來越緊張，高架橋由于可以疏散交通，提高運輸效率，可以有效緩解交通道路擁擠的現象，在現今道路建設中應用越來越廣泛。對高架橋結構施工時期的質量及運營后健康狀況進行檢測分析評估，可以為城市高架橋長期安全穩定的運營及維修提供重要的基礎數據和決策依據，因此極為重要。在高架橋施工中，空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重，減輕了軟弱地基的負荷，減少了自身的截面尺寸，使外觀上變得更加的輕盈，因此應用極為廣泛。空心薄壁墩施工質量對橋梁的長期穩定和使用功能的正常發揮有很大影響。基于此，對空心薄壁墩的內部質量進行有效的分析判定極為重要。事關地鐵空心薄壁墩質量分析主要表現為：施工過程中的澆筑質量以及應力產生裂縫的影響。本文主要探討橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量的分析。

2　橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量主要影響因素

在橋梁工程的空心薄壁墩中進行混凝土澆筑，容易產生裂縫現象，如表1所示，為某橋梁工程空心薄壁墩混凝土在澆筑過程中產生的變形，數據的獲得是通過超聲檢測、雷達檢測以及其他監測方式。

表1　監控變形數據表

通過分析可知，混凝土的澆筑質量與溫度、混凝土的收縮性、構造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程密切相關。

2.1溫度

混凝土長期置于自然環境中，由于長期受自然界氣溫的影響以及日輻射的照射等，并且混凝土結構本身具有的熱傳導性能差，使得混凝土結構的表面溫度迅速上升或者下降，但內部溫度恒定，進而導致混凝土結構存在極大的溫度梯度，從而產生溫度形變，在混凝土結構的內外產生較大的溫差應力。在橋梁結構中，這種溫差應力大小甚至超過荷載應力，這使得混凝土結構發生極其嚴重的裂損現象。

由于溫度變化，導致混凝土澆筑質量降低，從而引發裂縫，主要有兩種情形，即：①承臺澆筑以及薄壁墩的墩身存在較長時間的澆筑間隔，這時由承臺澆筑所產生的溫度趨于穩定，但墩身新澆混凝土在溫度應力作用，由于底板約束，且早期的混凝土具有較低的彈性模量以及較大的徐變硬度，且還處于塑性狀態，此時壓應力快速松弛，當混凝土溫度降低時，承臺冷縮，使得混凝土內部產生較大的拉應力，當超過混凝土極限抗拉強度，薄壁墩墩身出現裂縫。②內外溫差驟然降低出現裂縫。混凝土在澆筑溫度較高時，在早齡期遇到晝夜溫差或者是遇到寒潮襲擊情況，使得內外存在較大的溫差，此時混凝土表層的溫度會急劇上升，混凝土本身為熱量的不良導體，這是混凝土內外會產生極大的溫度差，使得表層混凝土急劇收縮，使得混凝土的徐變形不能有效發揮，從而導致混凝土表層產生拉應力，進而導致混凝土表面開裂。

2.2混凝土收縮

對混凝土來講，其收縮過程時間長，需要20d左右，但混凝土在進行初期硬化時，需要3～5d時間便可以達到最大收縮量，這對混凝土產生極大的損害。從時間角度考慮，收縮變形有兩種，即：塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫。塑性收縮裂縫主要產生在混凝土澆筑之后，未硬化仍處于塑性狀態的裂縫；干燥收縮裂縫主要產生在混凝土硬化之后的3～5d時間內，當養護不足或者是處于高溫干燥環境，此時混凝土具有較大的收縮性，此時的混凝土的水化熱也超過這一最大值。

2.3構造、材料等其他因素

（1）薄壁墩臺的結構厚度較小，截面的抗拉能力較差，對于面積較大的表面，其產生的收縮能力極易超過混凝土的抗拉力，因此，容易出現貫通裂縫。對于薄壁墩臺，其底部設計一般同大體積的承臺固結相同，形成大量的鋼筋聯結，造成極大的剛度約束，從而使得墩臺混凝土在變形過程中存在極大的應力，進而形成裂縫。

（2）水泥的質量不滿足生產需求，則容易使混凝土產生離析或者是泛漿現象。骨料當中含有泥土或者是使用不滿足設計需求的骨料，墩臺便具有極高臺身，從而造成混凝土拌以及料自上而下卸落，極易離散，再加上振搗難度較大，使得混凝土具有極差的均勻性，造成表面或者是局部存在較多的砂漿，進而造成收縮裂縫。

（3）薄壁墩具有較高的臺身，且具有極其稠密的鋼筋，加上混凝土攪拌的不均勻性，攪拌時間過長特性，此外，水灰比重過大等施工因素均會導致混凝土在澆筑過程中質量產生問題，導致裂縫現象的產生。

3　橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量控制

對于橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量控制，主要從以下幾個方面進行：

（1）將裂縫看做是一項重要的技術指標，精心做好混凝土的施工配合比設計，具體來講：對單方混凝土的水泥以及水的用量進行嚴格控制，通常情況下，水泥用量應低于 350kg/m3，在結合摻加粉煤灰等活性材料前提下，降低水泥用量以及水熱化的產生，盡可能通過粗細骨料的良好級配，滿足設計強度的需求；盡可能利用較低的水灰比、砂率、施工坍落度，采用粒徑較大且連續的級配粗骨料，盡量利用中粗砂；對于外加劑的摻量，應盡可能降低，更不允許超過合理的范圍，對于收縮性指標沒有明確的減水劑，禁止使用。

（2）在進行施工方案設計時，要在施工現場允許的條件下，盡可能利用普通混凝土進行澆筑，在澆筑過程中，不宜利用泵送混凝土。

（3）盡可能降低墩臺自身混凝土與承臺混凝土澆筑的時間間隔，兩者的齡期差異不能過大。

（4）對于晝夜溫差較大的天氣，最好不安排施工，在炎熱的天氣，要盡可能確保模板濕潤。

（5）對于混凝土的澆筑水平要進行嚴格控制，在進行澆筑時，要確保混凝土不能從高處直接進行卸落，可以通過串筒或者是流槽的模式確保其均勻進倉，并要保證振搗均勻。

（6）增強養護工作，在進行施工時，最好利用麻袋覆蓋淋水的方式進行養護，確保溫度與濕度恒定，不宜采用直接淋水的方式進行養護。對于溫差較大的天氣，應該設置專門的保溫措施，最好采用表面噴養護劑的方式并結合麻袋覆蓋淋水的模式進行雙重養護。

此外，在進行墩身施工時，要對橋墩的空間位置的施工測量以及混凝土收縮變形等進行嚴格控制，確保工程的順利實施，還要提升整個施工系統以及操作平臺系統，對于千斤頂、液壓控制平臺等設備要進行嚴格管理，確保在整個公路橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量的整體提高。

4　結束語

本文首先對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量的影響因素進行分析，包括溫度、混凝土的收縮性、構造、混凝土材料以及混凝土澆筑過程幾個過程。在次基礎上，本文從六個方面，對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量的控制措施進行了分析。在高架橋施工中，空心薄壁墩較大幅度消減墩身自重，減輕了軟弱地基的負荷，減少了自身的截面尺寸，使外觀上變得更加的輕盈，因此應用極為廣泛。希望通過本文對橋梁工程空心薄壁墩混凝土澆筑質量分析研究，為相關人員進行相關研究工作提供借鑒與參考。

［1］蔣玉龍．寒冷干燥地區橋梁混凝土薄壁墩防裂技術研究［D］．武漢理工大學，2007.

［2］徐美麗．空心薄壁墩混凝土表面缺陷成因分析及控制［J］．交通世界，2012（15）：277～278．

［3］王 云，朱華山，鐘小軍．空心薄壁墩身底部裂縫成因及預防方案分析［J］．湖南水利水電，2009（3）：37～40．

［4］甘丹寧．薄壁空心高墩施工技術探討及其質量控制［J］．大眾科技雜志，2005（11）：19．

熊 曄（1982-），男，工程師，本科，主要從事市政道橋工程試驗檢測工作。

U445.57

A

2095-2066（2016）11-0161-02

2016-3-27