橋梁工程大體積混凝土施工技術管理

李利

摘 要：大體積混凝土屬于橋梁工程施工建設中的主體部分，關系著橋梁工程的整體質量，在施工當中需要重視技術運用與管理，采取具體的控制措施。本文以貴黔高速鴨池河特大橋主墩承臺施工項目為具體實例，結合研究資料，對具體的大體積混凝土施工技術管理展開深入分析。

關鍵詞：橋梁工程;大體積混凝土;施工技術

1 工程概況

鴨池河特大橋是典型的為雙塔雙索面混合梁斜拉橋，主跨長度達到800m，主墩為整體式鋼筋混凝土承臺，尺寸為25.5m×38.5m×8m，混凝土設計為C40，單次澆筑量約2000立方，屬于大體積混凝土工程。

2 大體積混凝土施工中裂縫問題

混凝土為脆性材料，從抗拉強度表現來看，只有抗壓強度十分之一左右，而大體積混凝土有著較大尺寸，對其加熱之后再進行降溫，輔以一定的約束條件能夠有效提升其拉應力。倘若出現溫度變化過大的情況，大體積混凝土則極易出現裂縫問題，原因就在于混凝土內部溫度主要由水泥水化熱、結構散熱等溫度表現構成，通常來講大體積混凝土的散熱效果并不好，內部會達到60～70℃且有著較長的延續期，而當外部溫度驟降則會造成內外層溫差過大，對施工形成不利影響。

3 橋梁工程大體積混凝土的施工技術管理

3.1 原材料選擇方面

混凝土的原材料基本選用的是水泥、骨料、水以及適量外加劑等，在對其材料進行優選時，要深入分析周邊可用的各種原材料的性能、規格與型號，結合大體積混凝土的施工技術標準，選擇優質原材，抓好原材質量的源頭把控。其次，還要做好質量檢測工作，避免原材在質量方面暴露缺陷。本項目原材選擇如下：

水泥：選用水化熱表現更低的海螺P.O42.5水泥。

砂：選用優質機制砂，同時對其含泥量嚴格把控，細度模數控制在2.6～3.1之間。

碎石：選用5～25mm粒徑的連續級配碎石，采用5～9.5mm/9.5～25mm兩檔碎石根據配比摻配使用，確保混凝土性能表現滿足指標。碎石選用粒型好、強度高、含泥量小、針片狀小、級配優的優質碎石，降低膠凝材料用量以降低水化熱。

外加劑：選用聚羧酸類緩凝高效減水劑，其緩凝時間應充分考慮混凝土澆筑時間，盡量延長初凝時間，降低水化放熱速率、延緩水化熱放熱峰值時間，使混凝土水化熱釋放比較平緩，減小混凝土內部溫度的驟然下降的程度，避免出現早期熱裂縫。

粉煤灰：選用周邊黔西縣電廠的Ⅱ級粉煤灰，通過提高粉煤灰質量與摻量、節約水泥，降低水化熱、降低收縮值、增加混凝土和易性去達到提高混凝土后期強度的效果。

水：混凝土拌合用水可就近采用鴨池河河水，經檢查質量合格。

3.2 配比設計方面

根據材料的性能對承臺大體積砼配合比進行大量交叉配合比試驗，優選出配合比。結合現場施工條件進行試拌，對配合比進行反復調配，得出最優生產配比，使其具有良好的工作性能，滿足施工要求。承臺混凝土量大，本項目混凝配比設計的初凝時間為14～16小時，終凝時間18～24小時，坍落度為9cm。

3.3 運輸與攪拌方面

大體積混凝土施工時應根據最大澆筑量、運輸能力、澆筑速度等因素，計算攪拌能力、運輸運能及前場澆筑能力，以確保大體積混凝土能連續澆筑。本項目采用2套90型拌和站集中拌制，2臺9018拖泵泵送入模，2套布料桿布料。為確保砂石料含水率的穩定，砂石料搭設防護棚進行遮雨遮陽，由試驗室對骨料的含水量進行檢測，以調整骨料和水的用量。攪拌過程中應控制好攪拌時長和坍落度，運輸則采用砼罐車。如果氣溫過高，可在水池內適量加冰，通過降低水溫去達到降低混凝土出機溫度的效果。

3.4 澆筑方面

承臺高8m，共分4次澆筑，每次澆筑2m高，采用泵車加布料桿進行布料。待溫控設施準備好并檢驗通過后可進行砼澆筑，澆筑時采用水平分層法，布料從兩側向中間布料，分層厚度約30cm，在下層混凝土初凝前，必須要完成上層混凝土澆筑，同時要確保澆筑的連續性。混凝土需要振搗密實，振動棒的移動半徑不能超出作業半徑的1.5倍，并且要插入下層混凝土中深度達5～10cm。對澆筑區域進行分區，定人定崗振搗，避免交叉施工導致漏振現象。承臺大體積混凝土頂層澆筑完成后頂面一般浮漿較厚，澆筑后4～6h對頂面進行初步收抹，待初凝前再用木抹子對混凝土頂面展開再度收抹、壓實，閉合收水產生的裂縫能夠有效預防表面龜裂現象。每次混凝土需待前次混凝土溫度峰值過后方可澆筑，避免內部出現裂縫，間隔時間宜為5-7天。

3.5 養護方面

養護采用外部保溫和內部降溫的方案，使結構中心與混凝土表面溫差小于25℃，混凝土初凝后開始進行養護。頂面采用土工布+蓄水養護的方式，養護用水采用冷卻熱水結合河水，通過冷卻水管出水管排出，做好水溫量測，確保養護水與結構體內溫差滿足規范要求;側面采用薄膜保水養護的方式確保砼外表面保持濕潤。養護期間，應每天做好溫度量測，包括大氣氣溫、天氣變化情況、結構體內各測點溫度、冷卻水進出水口溫度等信息，并通過調節冷卻水流量、閥門、進水口水溫等方式確保各部位溫差滿足規范要求。

3.6 冷卻水管設計及溫度控制

大體積混凝土如何控制其內外溫差小于25℃是防止溫度裂縫產生的關鍵，通過對溫度場進行有限元仿真分析，考慮混凝土澆筑溫度、外界溫度、冷卻水管降溫效果、水化熱放熱特征，得出不同階段、不同齡期的溫度分布規律，溫控驗算符合后方可實施。

為降低承臺體內溫度，避免大體積混凝土結構出現裂縫，在結構體內應當多布設冷卻水管通水而達到降溫效果，水管中的循環水在流動狀態下能夠帶走混凝土內部部分熱量，有效降低溫度。冷卻水管的布設圖紙需要經過反復驗算，每次澆筑的2m高承臺沿高度方向布設3層冷卻水管，層間間距0.6m，水平間距1m，冷卻水管采用Φ32×1.5mm鋼管，各層冷卻水管按縱橫交叉布置，相鄰冷卻水管拐角處以圓弧鋼管過渡，鋼管間需要用鋼絲軟管連接，同時綁扎牢固。

每次混凝土澆筑完成后立即進行微小流量通水，避免管道因布料、振搗等原因破裂，造成水泥漿滲入凝固后堵塞管道。混凝土初凝之后需要加大水流量，按1.5～2.5m3/h的標準進行控制，具體流量需要結合溫度量測及指展開調整，溫控要求如下：⑴承臺施工期為夏季，混凝土澆筑溫度需控制在15～28℃;⑵混凝土內部最高溫小于70℃;⑶養護期間混凝土中心溫度與表面溫度差距不應大于25℃;⑷養護期混凝土外表溫度與大氣溫度的差距不宜超20℃;⑸混凝土表溫與養護水溫差不大于15℃;⑹降溫速率不宜超過2℃/d。

結合施工現場實情，各層冷卻水管均需要布設2個通水裝置，通水裝置由直徑為325mm 的鋼管制作而成，其長度為2m，設置多個出水口，利用軟管與冷卻水管進行連接，所有出水口都需要設置閥門，能夠對單個回路進行單獨控制。

為了保證循環冷卻水能夠有序開展，施工現場應事先備好2～4臺水泵，作業隊應配備專門負責通水的人員，主要負責對管路故障的排除，確保冷卻系統穩定作業。施工過程中操作人員需要遵從技術員指揮，及時開關閥門。

冷卻水管使用要求及其控制：

3.6.1 卻水管使用前應進行抗滲檢查，采取閉水試驗，防止管道漏水、封堵;

3.6.2 安裝前應分組編號，利用水平分部鋼筋作為下支撐按設計位置進行安裝，平面定位采用U型鋼筋定位架固定保證施工時不發生位移。

3.6.3 通過對冷卻流量進行調節而達到控制溫度的效果，應當結合測溫結果去確定具體的通水流量、速度以及時長。水溫差大時，提高水流速度;水溫差小時，降低水流速度。在冷卻水的流動及排出作用下，混凝土內部的熱量被帶走。此外，水流量及水溫都要每隔2小時進行測量，做好準確記錄。

3.6.4 對冷卻水進水溫度進行嚴格監控與及時調整，確保其溫度要比混凝土溫度低大概10℃，而循環過后的冷卻水還可用作混凝土養護水。

3.7 溫度監測

進行溫度測點的布置，通過對溫度的監測，及時采取對應的溫控措施。在承臺內部設置溫度傳感器，根據檢測頻率要求，及時檢測溫度變化，用于指導內降外保等溫控措施的實施。

4 結語

綜上所述，在橋梁工程項目施工過程中，大體積混凝土的施工往往會受到多方因素的影響而暴露出一定的質量安全問題，因此需要做好施工技術管理工作去找到問題的解決方法。一方面，要對大體積混凝土骨料選擇、優化配合比設計、攪拌澆筑以及養護提高重視;另一方面，還要對大體積混凝土的內外受力、抗拉強度、水化熱、溫度等方面做好控制，如此一來才能夠有效改善橋梁工程中大體積混凝土的質量問題，保證橋梁工程項目的安全穩定性。

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