混凝土在道路橋梁工程中的應用

許淑英

（中交三公局第二工程有限公司，天津 301800）

1 我國道路橋梁工程施工的特點

1.1 道路橋梁工程施工的單一性

我國在道路橋梁工程施工方面有嚴格、科學的具體要求，依托施工地點和施工技術要求，根據施工圖、相關規范、標準、施工環境等情況分別設置各類要求。當前，在我國橋梁工程施工中，施工和設計并不是一體的，它是由兩家獨立的公司單獨實施，因此，在工作交流和銜接過程中難免存在一些障礙。

1.2 道路橋梁施工管理情況復雜

道路橋梁工程施工管理復雜，往往存在交叉作業或與其他沿線設施交叉，如鐵路工程、電力工程、水利工程、通信工程、各行政級別交通道路、居民區等不同領域的全方位協作和支持。道路橋梁工程的施工現場有很多施工單位的協作隊伍，在施工過程中，各個協作隊伍之間又會存在交叉作業，會出現很多安全和管理方面的問題，協調和管理工作量大且復雜。這些交叉作業問題是工程行業普遍存在的現象，因此，施工管理人員與技術人員要科學地對施工順序、作業流程和質量、安全等方面的要求進行交底。

2 混凝土在道路橋梁工程中的應用分析

2.1 混凝土施工技術前期準備工作

道路橋梁工程施工階段管理和質量控制工作較為煩瑣，它的重要性卻至關重要，是工程質量得以保障的前提，若施工管控不到位導致工程質量問題或質量缺陷，通過目前的技術手段是無法完全修復的。施工前期準備工作主要包括以下內容：

（1）做好圖紙設計和審核工作。設計人員要嚴格調查現場情況，充分利用地勘資料，依據具體情況進行圖紙設計。圖紙的審核要認真、嚴格對待，施工單位要聯合建筑業主、建筑工程設計、工程監理等專業人員一起進行圖紙會審，及時發現設計圖中存在的問題并共同解決。

（2）嚴格交底工作。對于一些危大工程、超危大工程，按照相關要求及時編制方案和組織專家論證，通過后及時宣貫培訓。

（3）試驗人員根據當地實際工程情況，參與混凝土原材料選擇工作，選擇品質良好、質量穩定、供應及時和經濟效果明顯的材料。按照施工方案或施工組織設計，設計滿足施工要求的配合比，既要保證混凝土配合比強度達標、性能穩定、耐久性達到設計年限要求，又要考慮經濟性能，更不可忽視混凝土工作性與現場施工條件和施工方法的匹配性，如增大混凝土流動性，無疑需要增加水泥漿用量，提高原材料成本的同時，增加水泥用量或提高水膠比，降低混凝土強度或耐久性能，易導致混凝土結構物開裂等質量風險，但在施工人員數量方面，可以節約勞動力成本。但是，這種調整需要有理論基礎和實踐基礎的專業人員來完成，否則該類風險可能會造成質量事故。因此，質量控制與成本控制需要一起合理規劃，嚴格管控。

2.2 混凝土配合比設計和相關材料選擇

在重慶駙馬長江大橋南岸錨碇，為增大結構抗拉性能，補償混凝土干縮收縮現象和減少開裂、易于施工方面考慮，采用聚丙烯纖維微膨脹抗滲自密實混凝土。由于自密實混凝土膠凝材料用量相對較大，水化熱較高、水膠比較大，且錨塞體結構及鋼筋布置復雜空間狹長，不利于溫控設施的布置。對聚丙烯纖維微膨脹抗滲自密實混凝土與聚丙烯纖維微膨脹抗滲普通混凝土的工作性能、力學性能、耐久性和經濟效益進行對比研究分析，為項目建設提供合理的施工技術方案和基本試驗數據支撐。

2.2.1 混凝土配合比

合理設計混凝土的配合比在工程中具有非常重要的作用。混凝土的設計和生產要按照相關標準選擇合理的各項參數。而這些標準和參數需要滿足在不同情況下（如不同原材料、施工工藝、水膠比、水泥用量、砂率、最大粒徑、坍落度等條件）的混凝土配合比的設計和驗證。要在最大程度上減少泌水情況，在合理范圍內控制好混凝土的工作性。如在不同的季節，混凝土配合比中外加劑的用量和成分就有明顯差別，嚴格控制混凝土的工作性和凝結時間，如采用泵送工藝，還應檢測混凝土壓力泌水率。嚴格控制混凝土凝結時間，保證混凝土初凝時間不宜過短、終凝時間不宜過長，普通混凝土一般初凝時間在5～7h 左右、終凝時間在7～9h 左右。不同部位和不同的施工工藝對混凝土的要求會有明顯的區別，如隧道初支噴射混凝土的初凝時間為3min、終凝時間為5min；水下混凝土凝結時間較長。混凝土的含氣量也有明顯區別，隨著含氣量的增加，混凝土耐久性提高、和易性改善，但抗壓強度會降低，而且兩者的關系是負線性相關，一般混凝土含氣量在3%～5%為宜。不同的施工情況，混凝土的材料選擇也有不同，要在滿足強度、耐久性指標的情況下綜合考慮經濟性等指標，確定合理的原材料。

2.2.2 地材的選擇（如骨料、碎石）

在混凝土組成材料的選擇中，按照國家相關標準進行檢測和選擇，確保各種材料的質量達到相應要求是確保工程質量的前提。在細骨料的選擇中，普通混凝土宜采用中粗砂，含泥量應小于3%（對水工結構根據不同設計耐久年限，要求不同），對高性能混凝土、高強度混凝土或有特殊使用要求的，各檢測指標要求更為嚴格。骨料的成分不得有其他有害雜質，避免影響結構物的使用性能。碎石的選擇應在滿足施工條件的情況下，選擇粒徑較大、孔隙率較小的碎石。在選擇料場過程中，應考察料場的生產能力和產品穩定性。特別注意堿骨料潛在危害和堅固性指標的檢測。

2.2.3 外加劑的選擇

混凝土中外加劑的選擇和使用也很重要，外加劑作為混凝土的摻合料，對混凝土各種性能的影響十分顯著。在膠凝材料和水膠比不變的情況下，可以大幅提高混凝土流動性，在流動性不變時，又可以減少水泥漿的使用，節約水泥。近幾年，隨著外加劑行業的高速發展，不同功能的外加劑相繼出現，給混凝土施工帶來了極大的技術經濟改善，外加劑應根據工程實際選擇質量好、減水率大、性能穩定、敏感度低的產品，選擇有較好口碑的廠家進行供貨。要特別注意外加劑與水泥的融合程度，聚羧酸外加劑的性能十分敏感，當水質、攪拌時間、水泥成分、溫度、砂石料質量變化時，均能明顯影響聚羧酸外加劑的效果。另外，聚羧酸減水劑生產過程中自帶的引氣成分極易引進大而不均勻、不穩定的氣泡，對硬化后的混凝土外觀質量和內部密實度影響較大。

2.2.4 萬利項目T 梁梁板施工

采用C50 混凝土，經過對各種材料檢測與選擇，最終決定采用機制砂，配合比各項參數為：P·O42.5 水泥用量為441kg/m3；二級粉煤灰用量為49kg/m3；機制砂用量為721kg/m3；碎石（5～10mm）用量為541kg/m3；碎石（10～20mm）用量為541kg/m3；減水劑產量為1.1%，砂率為40%，容重為2 450N/m3，坍落度為215mm，每方混凝土成本價由原來的350元降到311 元，經濟效果顯著。

2.3 嚴格控制混凝土的施工質量

2.3.1 做好混凝土的攪拌、運輸工作

施工單位要按照現場情況確定的配合比選取原料，嚴格管控各種材料進場檢測和存放要求，防止出現攪拌不均勻的情況。混凝土運輸罐車在裝料前應確保存儲罐內清潔，無自由水。根據施工季節不同做好相應防護工作，冬季裹好防寒篷布，夏季炎熱天氣選擇淺色罐運輸混凝土。控制混凝土澆筑時間，避免混凝土出站后長時間等待，不得向混凝土中直接加水，可根據需要，按試驗人員要求補充與配合比相同水膠比的水泥漿。在混凝土攪拌過程中，施工單位要根據現場的天氣情況合理安排施工時間，避免施工安排不合理導致施工后的混凝土在凝固之前受雨水沖刷。

2.3.2 混凝土澆筑質量控制

混凝土施工過程至關重要，如果施工工藝不良或施工質量管理失控，無論多么科學合理的配合比，品質優良和性能穩定的原材料、混凝土，均無法生產出質地密實、堅固耐久的混凝土結構物，因此，必須加強澆筑質量的管控。一是混凝土澆筑施工前要詳細檢查鋼筋、模板等位置，確保混凝土粒徑滿足最小鋼筋間距要求并保證鋼筋保護層厚度。二是切實按照施工方案和作業指導書進行澆筑和振搗，如確保混凝土下落高度在2m以內（個別結構物為3m），對于超過該要求的高度可設溜管、溜槽、串筒等減速裝置施工，防止混凝土出現離析現象。三是嚴格控制混凝土的澆筑時間，在混凝土初凝前澆筑及收面工作完成。四是在混凝土澆筑前仔細檢查模板的密封性、強度和剛度，加強監管，避免漏漿和跑模。五是根據現場結構實際情況科學合理地安排施工順序。

2.3.3 大廣擴容項目40mT 梁施工質量管控

在大廣項目施工期間，由于地材缺乏，尤其砂資源緊缺，料源管控十分困難，砂品種繁多，加上施工順序不合理，導致梁板端頭1/3 處總是出現流沙、粘模現象，經過一系列跟蹤調查、分析，認為砂性能不穩定，要求物資設備部按照兩個料倉劃分為已檢料倉和待檢料倉，每個料倉只能放置一種或兩種砂，并且分開堆放，不得混合，砂石作為透水性材料，進場時含水率很大，經過1～2d 的自然存放，含水率就會趨近穩定。同時，安排拌和站上料鏟車不得隨意鏟料，每次只能使用同一料倉的同一材料，材料發生明顯變化時及時反饋，從而保證混凝土性能穩定。對于施工工藝方面的問題，由于梁板長40m、高2.2m，寬度較小且存在變截面，倒角處極易聚集水泡，導致脫模后表面麻面現象明顯。解決辦法是改變下料順序，由一側下料改為兩側下料，優化分層厚度，每層厚度不易超過振搗棒長度的1.25 倍，反復對比，采用50 型振搗棒，每層45cm 厚效果最佳。改善振搗工藝，以附著式振搗為主，插入式振搗為輔。經過反復對比，附著式每次25～30s 效果較理想，振搗棒在使用中避免碰觸模板、鋼筋、保護層墊塊等，每次振搗不宜過厚。

2.4 做好混凝土施工后的養護工作

混凝土施工完成后應及時養護，根據不同部位和要求的混凝土選擇在初凝或終凝后實施養護，避免產生干縮裂縫和應力裂縫。養護過程中最主要的是嚴格控制結構物的內部和表面溫差、表面和大氣溫差，當混凝土施工后的養護措施不及時、不到位時，就會使混凝土表面的水揮發得很快，混凝土就會產生裂紋。對施工后的混凝土進行養護要選用符合實際條件的養護劑、養護膜、鋪草簾、灑水養護或自然養護、濕砂養護等，還要考慮道路橋梁工程當地的氣候條件，根據天氣情況確定養護方式和養護時間，一般養護時間要在7d或14d 以上。在蘭州南繞城項目梁板施工中，由于甘肅地區氣候干燥，水分蒸發塊，混凝土極易產生干縮裂縫，混凝土施工后應二次收面，及時養護。經過對比分析，梁板混凝土施工后未及時養護的，梁板表面產生干縮裂紋的概率是100%，7d 回彈強度降低30%～40%、28d 回彈強度降低20%～30%，拆模后及時噴水養護，覆蓋塑料薄膜養護7d 以上的表面無干縮裂紋，強度增長明顯。

3 結語

混凝土施工技術在道路橋梁工程施工中的應用是經多部門反復溝通并在施工過程中利用PDCA管理流程不斷優化改進的過程，試驗人員不僅應有足夠的試驗知識，而且應熟悉和掌握常見的施工工藝，對比分析，確定科學合理的試驗參數，以試驗數據為指導不斷優化，充分提高試驗檢測與施工生產的契合度，為創建品質工程打下良好基礎。