公路橋梁大體積混凝土澆筑施工技術研究

梁蕊、喬園園

（中交第三公路工程局有限公司工程總承包分公司，北京100124）

1 工程背景

在總體布置方面，灤河特大橋橋型為：5X40+5X35+83X40+120+7X40m，中心樁號為K63+390，起點樁號為K61+337.92，終點樁號為K65+442，橋梁全長4104.08m。主橋采用120m 鋼箱梁系桿拱橋，主橋位千半徑7500m 左偏圓曲線上，主橋墩臺采用平行布設。

2 大體積混凝土澆筑的特點

2.1 對混凝土材料具有較大需求

在現場施工過程中，大體積混凝土的澆筑工序較為復雜，整體作業難度與技術水準也相對較高。在實際的工程項目實施過程中，混凝土自身的體積較大，需要應用到大量的材料，這些材料的水平將會直接影響到最終澆筑的效率和后續的使用[1]。因此，必須要嚴格選擇施工材料，并且做好施工材料的質量管控，確保所有進場的材料質量能滿足工程項目的質量要求，擬定切實可行的存儲方法，對各類材料進行分類，妥善保管。在正式開工之前，需要施工單位根據工程項目的需求，確定混凝土材料的配比，并且通過試驗對多種配比形式下的混凝土質量進行檢測，最終得到可行的混凝土配比。混凝土攪拌作業階段，要求工作人員對混凝土的質量情況進行監測，保證混合料得以充分融合，防止攪拌作業階段內出現離析現象。

2.2 易出現裂縫

澆筑大體積混凝土，關鍵在于適當減少水泥的用量，以此對水泥水化現象的出現實行有效控制。這一階段內，減少或把控水泥用量，也需要適當添加其他材料，確保混凝土混合料的使用性質較為穩定、平衡，符合工程施工的規定要求[2]。在實施的過程中，通過適當添加減水劑或者混合材料等均可有效替代水泥，提高材料的強度。混凝土若出現水化反應，則通常會造成較為嚴重后果，在水化反應過程中，混凝土內部會伴隨熱量的產生，這些熱量在難以有效散出的情況下，會進一步加大混凝土的內外溫差，內外溫差較大，便會增加混凝土出現裂縫的概率。在混凝土最初的澆筑環節，其應力較小，但是由于水化的影響溫度不斷變化，就很容易出現低級緊繃的情況，當應力達到峰值，混凝土便會出現不同程度的裂縫。

2.3 對養護過程要求更高

想要進一步調整混凝土的施工質量，就必須要做好后續的混凝土養護作業。通常情況下，在大面積混凝土施工過程中，往往會涉及對連續性澆筑技術方式的應用，確保整個施工區域的澆筑作業順利完成。通過該種方式能進一步降低混凝土出現裂縫問題，并在完成施工后根據相關標準落實全方位的養護作業，優化大體積混凝土的施工成效。

3 大體積混凝土的澆筑溫控技術

3.1 溫控參數

通常來說，如若工程項目施工處于高溫季節時段內，則需要控制入模溫度不超過28℃。如若施工環境溫度較低，抑或是施工工作的開展處于冬季時節，則需要確保入模溫度在5℃以上。在施工的過程中要控制混凝土內外溫差，以不超過25℃為宜，并且確保混凝土表面的溫度與大氣溫度溫差在20℃以內，新澆混凝土與下層已完成澆筑的混凝土溫差需控制在20℃以下。在對混凝土內部進行通水降溫的過程中，需要將進出口的水體溫差控制在10℃及以下。水溫與內部混凝土之間的溫差需控制在20℃及以下。混凝土的降溫速度需要控制在2℃/d 及以下。在利用冷卻水管中排出的水體養護處理混凝土的過程中，需要將養護水溫與混凝土的表面溫度溫差控制在15℃及以下。

3.2 對保溫層進行鋪設

在進行保溫層的鋪設作業時，需要施工人員將整個混凝土的溫度變化作為重點。在施工的過程中，于現有基礎之上對整個保溫層進行有效調整以及糾正，如若混凝土在這一過程中的內外溫差增加，并且超過一定控制值，則需要通過相應的手段適當調控保溫層厚度，確保混凝土的內外溫差能夠控制在合理范圍內，避免混凝土內外溫差過大。在施工的過程中，可以根據工程項目的實際情況，在適當的時間將混凝土的保溫層進行拆除。

3.3 控制總溫度

有效控制總溫度，有利于進一步降低混凝土的溫度水平。現階段，常用混凝土總溫度控制手段主要有兩種：

第一，在施工的過程中通過灑水的方式，對集料進行降溫。

第二，選用低溫水展開相應的施工作業。

4 大體積混凝土裂縫

4.1 塑形收縮裂縫

塑性收縮裂縫是大體積混凝土施工過程中，最為常見的一種裂縫形式，該種裂縫問題多發在天氣炎熱、風力較大的施工環境當中。該種裂縫主要由于客觀環境因素的影響而產生，因此，裂縫形狀以及具體規格難以在施工過程中有效預判。雖然這一類裂縫具備不可預知性，但這一類裂縫往往都呈現于兩邊長、中間寬的結構，裂縫的長度最短一般在20cm 左右，最長能夠達到2～3m 以上。如若在施工過程中混凝土的表面失水速度過快，就容易產生該種裂縫病害。

4.2 溫度裂縫

產生裂縫的另一個原因就是，在施工過程中混凝土的內外溫差不斷處于變化過程中，水和水泥產生一定程度的水化反應，導致混凝土自身不斷發出熱量，導致混凝土內外溫度得不到有效控制，最終導致裂縫問題的發生。一般來說，混凝土澆筑完成后，其外表面直接與空氣接觸。在該種環境下，散熱速度則相對較快。但是混凝土內部溫度處于一個封閉環境中，散熱效率往往較慢，甚至在很長一段時間內，都無法有效散熱。在該種情況下，就有可能導致混凝土的內外兩層溫度差異過大，而混凝土結構的應力也就會不斷提升，直至混凝土的應力達到混凝土自身承受的峰值后，混凝土出現斷裂也就產生溫度裂縫。

4.3 干縮裂縫

不同的施工材料以及混凝土原材料，自身的性能以及各項參數存在差異，在施工的過程中，不同的材料對混凝土收縮產生的影響也不同。在進行混凝土澆筑的過程中，混凝土內部的水分往往會因為熱量的提升不斷蒸發。在這一過程中，混凝土內部結構也會出現一定的應力，導致混凝土無法承受應力發生變形，出現裂縫。另外，工作人員在完成相關的澆筑作業之后，往往會出現平行或者網狀的裂縫，這一類裂縫往往出現在澆筑作業完成后的一周內，通常被稱為干縮裂縫。

4.4 沉降裂縫

沉降裂縫一經發生，就會深入到整個建筑物的內部結構當中。一般來說，沉降裂縫的發生原因主要分為以下兩種：

第一，在施工前，并未深入了解橋基的地質結構，其地質結構并不具備施工可能。

第二，地基在施工的過程中出現不均勻沉降問題，或者地基長期處于被水體浸泡的狀態下，便有可能出現這一類沉降裂縫。

另外，急劇的溫度變化，也會對橋基的穩定性造成一定影響，最終引發沉降裂縫問題。

5 對大體積混凝土澆筑施工工藝進行分析

5.1 塊狀筑造

在對大體積混凝土進行施工的過程中，為控制好混凝土的內外溫差可以進行分塊澆筑作業。分塊澆筑作業的主要形式，分為箱形結構以及層狀結構。為了減少混凝土的問題發生可能，應當對整個澆筑作業加以高度重視，保障混凝土的攪拌質量。且對于部分較薄、面積較大的斜形分層建筑，也可以通過分段澆筑的方式，避免混凝土被沖蝕破壞。

5.2 控制澆筑溫度

為了將整個混凝土澆筑作業的溫度控制在合理范圍內，可以通過風冷以及水冷的方式對骨料溫度進行處理。在進行澆筑的過程中，可以在夜間展開施工，夜間溫度相對較低，能有效實現對溫度的有效調節。如若澆筑的過程中，溫度高于標準要求，則需要做好運輸過程中的保護工作，控制好混凝土暴露于空氣中的時間。

5.3 對施工進度進行控制

在進行分步澆筑的過程中需要合理選用分層間隔，進行定點溫度調控的過程中，需要嚴格把控展開作業的時機，確保底部混凝土的溫度變化能滿足工程項目的相關需求。在進行二次澆筑作業時，可以通過分層澆筑的方式，控制好每一層澆筑作業所耗費的時間。

5.4 預埋水管工藝

預埋水管，可以通過流水進一步降低混凝土的內部溫度。一般來說，預埋水管的管道直徑范圍大概在15～50mm 之間，管道的材質為鋼制或者鋁制。在實際的施工過程中，可以根據現場的實際情況合理選擇管道的材質。通過對各測點溫度的監測，控制整個管道的水流流量，同時內部溫度要在50℃以下。

6 結語

在當下的城市交通建設中，公路橋梁工程不可或缺。在其施工的過程中，大體積混凝土澆筑面臨著諸多困難以及問題，想要保障公路橋梁的正常通行，就必須要重視該部分工作的開展，保障大體積混凝土的澆筑質量。