淺談嚴寒季節懸臂澆筑法技術

(重慶交通大學 重慶 400000)

橋梁施工由于受到各種條件因素限制，工期較為緊張，有時需要在嚴寒季節進行施工，并且混凝土的凝固會受到寒季氣溫的影響。因此在嚴寒季節施工時需根據工程的當地氣象條件對混凝土的準備、運輸、澆筑和養護過程都要采取保暖措施，避免混凝土在凝結過程中出現裂縫。

一、施工前準備階段

(一)材料準備

寒季施工期間，當地各種資源不足，許多材料需要從其他區域購買，這樣交運成本將大幅攀升，并且困難程度增加，因此在冬施前需提前備好工作計劃，并提前備好保暖設施，在冬季施工前完成，做好施工前材料的工程數量表。

施工材料。由于氣候寒冷，混凝土強度等級須選用高于42.5硅酸鹽水泥，同時水泥的使用量應大于300kg/m3，水灰比不宜超過0.5，且在滿足施工要求條件下應盡量減少用水量。由于雨雪等因素影響，宜在高處且干燥的地方存放骨料。

外加劑。由于氣候寒冷，抗凍劑等添加劑需在施工前及時摻入混凝土中以增強其耐凍性。某些時候，嚴寒季節溫度可能低于0℃，為保證混凝土拌合物能保持液態正常使用，應為其摻加能降低水冰點的外加劑。

保溫材料。由于氣候寒冷，施工的機具需進行保溫處理，如覆蓋防火草簾被、塑料薄膜這些保溫覆蓋材料需在施工前根據施工計劃提前采購。同時篷布、保溫用聚苯板、保溫設備如蒸鍋、火爐等需在進入冬施前準備周全，保證工程的正常推進。

(二)人力準備

首先，在寒季施工來臨之前，通過會議進行相應的技術培訓。培訓的內容主要包括以下幾個方面：學習有關冬季施工的規范、規定，有關理論和技術，以及上級主管部門關于冬季施工的規定和采取的措施等[1]。

(三)技術準備

施工前，施工單位必須提前制定出合理、完備的趕工及冬施措施和對應的施工組織方案以保證寒期項目施工的順利進行。同時進行相應的實驗，合理選擇原材料(混凝土、水泥、外加劑和鋼筋等)，施工前，應做好冬施期間混凝土的配合比調整優化，并加強施工期間的人員管理，及監控測量。

考慮氣候嚴寒，施工期間水泥宜采用強度值較高的硅酸鹽水泥或超早強型水泥。摻合料宜選用性能好，品質等級較高的品種[2]。冬施期間可能會有復雜的外加劑摻雜的情況，科研人員應及時調查并試驗各外加劑之間能否相互契合，并檢查最終成品是否滿足設計標準及施工要求。

二、鋼筋工程

鋼筋的加工及焊接應在室內進行，并采取加溫和保溫措施，若只能于室外進行加工，則最低溫度不宜低于-20℃，同時需進行擋風防雪，以降低焊件溫度差，焊接后的接頭嚴禁驟然降低溫度或立即接觸冰雪[3]。

三、混凝土工程

(一)混凝土攪拌與運輸

混凝土制備過程中，為使混凝土保溫，最為關鍵的方法是對原材料進行實時的加熱處理，此方法可以從根本上解決低溫問題。即：制備混凝土時，以熱水代替涼水。混凝土攪拌時，需清除骨料中的冰、雪及凍塊，引入超早強防凍混凝土，然后摻加防凍劑和超早強劑。施工前，可先用熱水對攪拌機預熱，攪拌順序依次為骨料、水，攪拌，最后再添加水泥。原材料按照規定溫度需調節時，主要調節水溫以實現。拌制混凝土的最短時間需在3min以上。拌合水溫度不超過60℃，并防止水泥因與80℃的水接觸而出現“假凝”現象，混凝土拌和物的出機溫度不宜低于10℃，入模溫度不應低于5℃[4]。

為減少運輸過程中的熱量損失，罐車可用棉布包裹。同時盡量減少混凝土的轉運次數、裝卸時間和施工現場停留的時間，使混凝土自出機到澆筑現場后，能夠一次傾倒入模，從而最大化地減少溫度損失，保證合理的入模溫度[5]

(二)混凝土澆筑

澆筑混凝土之前，模板及鋼筋上的冰雪及污漬需進行清理。施工時，需時刻覆蓋模板上口以避免雨雪進入模內，若有積雪落入模內，需使用吹風機進行清理。大風雪之后，為避免模板倒塌應對模板進行及時檢查，以免造成安全隱患。

澆筑過程中需注意以下幾點：

1.時間控制。澆筑時間需安排在一天中溫度較高的時間段內，即每日早上10點至下午4點，這樣有利于混凝土的入模溫度控制。此外，需盡量在20min內將拌和好的混凝土澆筑完成。為提高混凝土的均勻及密實性，需嚴格控制振搗時間，加快振搗速率。

2.溫度控制。溫度溫度是冬施期間澆筑混凝土的最為關鍵性的一道工序，采用保暖設施以保證混凝土的施工質量。澆筑前，模板各棱角部位應注意加強保溫，對模板和鋼筋進行預熱，保證達到規定的入模溫度。澆筑完成后需立即將保溫材料覆蓋于混凝土之上以保持溫度的穩定，防止溫度過快降低致使混凝土強度下降，保證混凝土逐步凝結硬化。

3.強度控制。混凝土需添加一定量的外加劑。攪拌混凝土時，根據實際環境添加相應比例的防凍劑，使混凝土在相應時間內達到規定硬度。對特殊斷面(如端頭、堵頭和接縫處)要特別加以覆蓋，并用澆熱水和碘烏燈照射達到保溫以防止混凝土凍害。

(三)混凝土養護

嚴寒季節混凝土的養護方法，除了滿足正常環境下的要求外，還需根據施工方技術和熱工計算進行確認。氣溫偏低時，可采用蓄熱法進行施工，當蓄熱法無法滿足熱工計算出的結果時，可采取暖棚法、蒸汽加熱或者電加熱等方式。

在采用蒸汽養護時，應防止蒸汽直接加熱混凝土，以免引起混凝土局部溫度過快上升。當箱室內溫度升至預定恒溫養護溫度時，應保持恒溫使混凝土進入恒溫養護狀態。同時，為了防止安全問題發生，和二氧化碳濃度過高加速混凝土的碳化，需將爐內廢氣通過管道排出箱室外。待混凝土終凝后，使用保溫材料覆蓋保溫養護。

若施工單位采用暖棚法，可在新澆懸臂段搭設暖棚，使用保溫措施將棚內溫度升高以使混凝土較快的達到強度并滿足施工要求。暖棚分為頂板、側模和底模三部分，對掛籃進行全方位保溫。為減少熱量散失，保溫棚內布設兩層塑料薄膜，在箱內、梁頂、翼緣處布置熱風炮，澆筑前采用熱風炮先預熱模板和鋼筋，澆筑完畢后，立即升溫養護。棚內溫度應不低于5℃，結構內外溫差、表層混凝土與暖棚內溫差不得大于15℃。同時需注意棚內應當保持一定濕度。

四、預應力工程

冷拉鋼筋時，溫度應當高于-15℃，若有適當保護措施，最低溫度可放寬至-20℃。張拉預應力鋼筋時溫度宜大于-15℃。定位鋼筋需與各位置的鋼筋進行點焊，以保證不阻塞管道，減少摩阻損失。

五、小結

嚴寒季節梁橋懸臂施工有諸多值得注意之處。本文總結了嚴寒季節懸臂施工法的相關技術，在冬施期間從施工前準備到張拉的一整套技術及工藝。為北方及嚴寒地區的冬季施工提供參考意見。