道路橋梁混凝土施工及裂縫控制施工工藝

王海燕

山西路橋第五工程有限公司 山西太原 030000

混凝土是道路橋梁工程中至關重要的材料，其中水泥占據較大比重，若類型選擇不合理或是用量控制不當，均有可能引發混凝土結構裂縫；而在澆筑、振搗等方法不合理時，混凝土也容易產生裂縫。無論何種原因產生的裂縫，其均會對道路橋梁的正常使用造成影響，甚至誘發安全事故，因此規范化施工、加強控制則顯得至關重要。

1 道路橋梁施工中裂縫控制的基本作用

1.1 保證路橋質量

裂縫的出現會對橋梁工程質量造成不同程度的影響，盡管輕微裂縫所帶來的不良影響有限，但其有擴展的發展趨勢，最終產生影響結構正常使用的裂縫。為此，需要在源頭上做好各項工作，規避裂縫。例如，在大體積混凝土澆筑施工時，合理選擇水泥材料并控制用量，按照要求澆筑施工，而為了減小混凝土內外部的溫差，需合理布設冷卻水管，使混凝土各處的溫度相對均衡，有效規避裂縫的發生[1]。

1.2 提高道路橋梁的耐久性

通過設計方案的制定與優化、原材料質量的檢測與控制、混凝土澆筑方法的合理應用等一系列措施的落實，順利將大體積混凝土澆筑成型，得到完整且質量可靠的混凝土結構。在良好的施工條件下，成型混凝土結構的質量有所保障，使用期間無裂縫病害，在設計使用年限內始終維持穩定的狀態，此時結構的耐久性自然得以提高。進一步分析，得益于混凝土結構高質量的特性，橋梁使用期間的檢維修工作量減少，資源投入較少，能夠取得更為突出的經濟效益。

2 道路橋梁混凝土施工要點

2.1 施工準備

為順利推進混凝土施工進程，需要做足準備，夯實基礎。針對設計方案做全面的審核，判斷可行性，若有不足之處則予以優化，并再次判斷優化后的方案是否可行，經過循序漸進的調整后，得到一套優質的設計方案，將其作為正式施工的引導。此外，根據混凝土施工要求，準備水泥、砂石、鋼筋、模板等原材料以及機械設備，加強質量檢查、性能檢查，確保材料的各項質量指標均滿足要求、機械設備穩定運行。

2.2 混凝土配比的確定

配合比是影響混凝土工程性能的關鍵因素，需要加強控制。具體而言，立足于道路橋梁的實際施工條件，加強對坍落度、水灰比的控制，以便順利澆筑，避免泌水問題。此外，考慮到道路橋梁工程對混凝土強度的要求，宜采用硅酸鹽水泥，同時其水化熱應較低，否則在澆筑施工中將有明顯的水化熱現象，導致混凝土內外部溫度失衡，隨之出現裂縫；其它材料也需滿足要求，例如骨料選擇強度較高的碎石，粒徑5～30mm，含泥量不大于1%，減小雜質對混凝土質量的影響。

2.3 鋼筋安裝

道路橋梁混凝土施工中，鋼筋也是重要的材料，通常以氣壓焊接的方法完成鋼筋的焊接操作。實際施工中，應精準控制鋼筋網的位置，盡可能提高施工精度，減小誤差。在鋼筋綁扎時，對外側扎絲圓鉤頭做壓平處理，扎絲頭統一朝內，以免模板等材料與之接觸后受損。而在使用鋼筋前，需檢查其表觀質量，判斷是否有銹跡、是否有超出設計要求的彎曲變形，若有則采取除銹、調直措施。

2.4 模板施工

模板是混凝土的“外圍結構”，模板的平整性和穩定性均會影響混凝土施工質量。在選擇模板時，剛度、強度、平整度、潔凈程度均要得到充分的考慮，同時其拆卸以及安裝均要具有便捷性。材質方面，切實提高模板的耐腐蝕性，以免因腐蝕而受損，此外還需考慮構件形狀、規格差異等因素，其均要滿足要求。以E形或T形構件為例，為形成可靠的模板體系，模板材料可采用竹膠板。在選定模板材料后，使用前做好準備工作，清理表面的雜物并拋光，使模板具有足夠的光潔度，進而使澆筑成型的混凝土表面足夠平整（若模板局部有凹凸的情況，拆模后，可見混凝土部分區域存在不平整的問題）。支立模板時，配套模板螺栓等固定件，保證在混凝土澆筑、振搗的擾動作用下模板無偏位、無受損。

2.5 混凝土的澆筑和振搗

澆筑和振搗是混凝土施工中極為關鍵的工序，同時也是工程施工質量的主要影響因素。在道路橋梁混凝土施工中，現場工作人員與拌和站生產人員頻繁溝通，協調好混凝土的送料時間，做到隨拌隨用。逐車檢測混凝土的坍落度，若不滿足要求則不予以使用。澆筑時控制好卸料高度，避免過大，否則混凝土將離析，隨之影響施工效果。考慮到道路橋梁混凝土施工工作量較大的特點，宜采取分層的方法，在各層澆筑時加強振搗，提高混凝土的密實度。振搗設備的類型豐富，其中平板振搗器頗具代表性，應由專員操作，準確控制振搗位置、振搗間距以及振搗時間，避免過振、漏振，亦不可損傷模板以及鋼筋材料。混凝土分層施工時，在本層振搗的同時適當將設備向下層伸入，連同兩層共同振搗，構成完整的結構體。對于局部作業空間有限的情況，轉為人工振搗的方法，以精細化的方式將振搗工作落實到位[2]。

3 道路橋梁混凝土施工裂縫的成因分析

3.1 水泥水化熱過于劇烈

道路橋梁普遍具有大跨度、規模化的特點，因此常涉及到大體積混凝土施工，此時有可能會由于控制不當而產生溫差裂縫。究其原因，與水泥水化熱有關，水泥在發生此反應時產生大量的熱量，大體積混凝土表層的溫度降低速度較快，而內部因空間的封閉作用而難以快速下降，內外部溫差偏大，影響到混凝土的正常成型狀態，混凝土內部降溫收縮的約束較強，產生較大的拉應力，隨著該值的增加，待其超過混凝土具備的最大抗拉強度時，便會顯現出溫差裂縫。就水泥水化熱而言，此現象的出現主要與水泥材料的類型、使用量有關，而在混凝土齡期延長時，因水泥水化熱而產生的溫差更為明顯，通常在10d～12d接近最終絕熱升溫。

3.2 施工工藝不合理

在道路橋梁工程中，混凝土澆筑、預制構件的制作以及運輸等環節的操作若缺乏規范性或是未加強對質量的控制，均容易引發混凝土結構裂縫。以梁板鋼筋混凝土施工為例，在施工工藝不合理的情況下，支座處負筋有下陷的可能，固定支座的使用狀態發生改變，轉為塑性鉸支座，受力條件變差，可見板上部沿梁支座部位形成裂縫；未在正式澆筑施工前檢查模板的質量、支架的受力性能（剛度、承載力等）時，可能會由于某處存在問題而影響到最終的混凝土澆筑施工效果；混凝土澆筑后，未控制好拆模時間，提前拆模或是過早對混凝土結構施加荷載，此時結構出現彈性變形，缺乏足夠的早期強度，在受彎、受壓的受力條件下，易斷裂；設置在梁兩側的翼板也是重要的結構，該部分不均勻沉降時，會迫使支座產生負彎矩，進而在力的作用下出現橫向裂縫。

3.3 混凝土養護方法不合理

混凝土的彈性模量較大但抗拉強度偏低，盡管只存在微小的收縮變形，也會形成明顯的拉應力，該值大于混凝土自身具備的極限抗拉強度時，結構將開裂。因此，除了做好前述提及的材料質量控制以及混凝土澆筑施工外，還需加強養護。若澆筑面的覆蓋不及時或是未有效灑水，均會加速表面水分的蒸發，顯現出收縮裂縫，并且此現象在氣溫高、相對濕度低的區域更為明顯。部分道路橋梁工程的覆蓋養護不及時，時間通常安排在最后一遍抹光完成后，更有甚者全程未采取覆蓋措施，此時混凝土結構難以避免地形成裂縫，而在夏季高溫環境中，該裂縫的發生概率更高，裂縫的規模也更大。

4 混凝土施工裂縫的控制措施

4.1 水泥水化熱的控制

加強對水泥水化熱的控制，調節混凝土的絕熱升溫，并實現抗壓強度、極限抗拉伸變形能力等方面的優化。優質的原材料以及科學可行的配合比是控制水化熱的關鍵途徑。材料方面，以低水化熱的水泥為宜，從源頭上削弱水泥水化熱反應，減少該階段產生的熱量，進而避免大體積混凝土結構溫度異常升高的現象；發揮出混凝土中后期強度的優勢，在不影響整體性能的前提下適度減少水泥用量；采取主動降溫措施，即在混凝土中埋設冷卻水管，向其中注水以達到降低混凝土溫度的效果；混凝土生產階段，向集料內加入冰塊，降低原材料的溫度，也可摻入外加劑，用于改善配合比，控制水化熱；有效協調混凝土澆筑時間，以一天的低溫時段為宜；混凝土澆筑施工前獲取未來幾天的天氣預報信息，根據氣溫情況規劃后續的施工，加強對出料溫度、澆筑溫度的控制。

4.2 施工工藝的控制

立足于現場施工條件，合理應用施工工藝，依托于科學的方法，控制混凝土裂縫。具體做如下分析：

4.2.1準備工作

施工前做好交底，引導參建人員掌握工程的整體情況，例如施工條件、質量目標、具體施工工藝應用要點；水泥以及砂等各類原材料的質量檢查、拌和設備以及計量儀器的校準、模板以及支架結構體系力學特性的檢查（剛度、承載力等）均具有必要性；按照規范組織配合比試驗，確定具有可行性的配合比，將其用于大體積混凝土的正式生產中，必要時摻入適量外加劑，利用此類材料改善混凝土的綜合性能，抑制水化熱作用[3]。

4.2.2混凝土的生產、運輸及施工

以提前確定的配合比為準，精準稱量水泥、砂石等原材料，予以充分的攪拌，得到均勻性較好的混合料。生產期間，加強對和易性、坍落度等指標的檢測與控制。

混凝土出廠后，用混凝土罐車運輸至現場，期間按照特定的速度轉動罐筒，避免混凝土離析。車輛盡可能勻速行駛，避免忽然提速或急剎車。

澆筑時，根據結構的尺寸選擇分段或分層的方法，施工人員規范化作業，適度振搗，減小混凝土內部的空隙，提升混凝土的密實性和勻質性，最終順利完成混凝土澆搗工作。

4.2.3混凝土質量檢驗

為準確判斷混凝土的施工質量，檢驗標養28d的試件，根據實測強度判斷其是否滿足要求。檢驗時，參與人員秉承客觀、公正的原則，保證檢驗數據以及最終結果的真實性。

4.3 混凝土養護

養護效果會在很大程度上決定混凝土結構的裂縫發生情況，因此技術人員必須予以高度重視，根據現場施工情況及時安排養護。早期養護至關重要，營造良好的溫濕度條件，使水泥有效凝固，產生具有足夠強度的結構體。密切關注混凝土施工進程，待其澆筑完成后，盡快收漿、覆蓋、灑水。若道路橋梁工程施工中采用的是干硬性混凝土，澆筑后宜及時架設棚罩，起到防護的作用；混凝土收漿后，開始覆蓋養護，減小混合料水分的蒸發量，以免因水分不足而導致表面干縮。若應用的是塑料薄膜覆蓋養護的方法，需在澆筑后隨即覆蓋，使膜內有足量的凝結水，營造相對濕潤的混凝土成型環境；若應用的是涂刷薄膜養護劑養護的方法，則要提前組織試驗，選擇適用性較好的養護劑，并按照規范操作。現場氣溫在5℃以內時，潛在混凝土凍傷隱患，因此采取保溫措施，減小混凝土內外部的溫差，此時切記不可灑水養護，否則會產生明顯的溫度應力，迫使混凝土結構冷縮，影響凝固成型的效果。

養護時間也必須得當，不同類型材料的養護時間不盡相同，需做針對性的分析。若混凝土生產中采用的是普通硅酸鹽水泥及礦渣硅酸鹽水泥，養護時間至少為7d；混凝土生產階段摻入緩凝劑等外加劑時，延長養護時間，至少達到14d。除了根據施工所用材料的性質控制養護時間外，還需考慮混凝土的成型情況以及現場的氣溫條件，對養護時間做合理的調整，必要時適當延長，充分保證混凝土的成型效果。條件允許時，選用真空吸水的混凝土，原因在于其能夠兼顧混凝土成型質量和縮短養護時間的雙重要求。

5 結語

綜上所述，混凝土施工是道路橋梁工程中的重點環節，其工程量較大，對全橋整體質量有明顯的影響。針對混凝土結構易開裂的情況，需要從原材料質量控制、混凝土澆筑及振搗工藝的優化、養護方法的合理應用等方面切入，在“多管齊下”的模式下，有效規避混凝土裂縫，保證施工質量。