橋梁工程大體積混凝土施工及溫控措施

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摘要：針對(duì)橋梁工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫與溫控措施進(jìn)行研究，首先要掌握造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的影響因素，然后從混凝土配合、混凝土澆筑、混凝土后期養(yǎng)護(hù)三個(gè)方面，進(jìn)行綜合說明，闡述混凝土的施工流程與特點(diǎn)，最后結(jié)合不同工序采取溫度檢測(cè)控制，施工階段溫度控制等溫控手段，保證混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)幾率，提高混凝土質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；大體積混凝土施工技術(shù)；溫控措施

0引言

在橋梁建筑工程中，所謂的大體積混凝土是指橫截面大于1m2的混凝土構(gòu)件，該比例混凝土構(gòu)件在現(xiàn)階段工程建設(shè)中應(yīng)用比較多，關(guān)于大體積混凝土施工技術(shù)水平已經(jīng)成為了評(píng)判一個(gè)建筑企業(yè)的重要指標(biāo)之一。由于諸多因素的影響，如橋梁沉降、自然環(huán)境變化、水化熱積累等都有可能造成大體積混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫，而這一問題的存在一方面會(huì)阻礙混凝土結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮，另一方面也為橋梁工程的安全應(yīng)用埋下了安全隱患?；诖?，在進(jìn)行橋梁工程大體積混凝土施工過程中，應(yīng)當(dāng)消除裂縫出現(xiàn)，制定并實(shí)施科學(xué)有效的溫控措施，避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題。

1大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生影響因素

1.1水化熱

通常情況下，大體積混凝土溫度與水泥水化熱釋放量呈正相關(guān)，在散熱條件較好的前提下，水化溫度增加并不明顯，混凝土裂縫問題發(fā)生概率比較小，但是若澆筑混凝土較大時(shí)，其整個(gè)的導(dǎo)熱性和散熱性將會(huì)急劇下降，造成水化熱在短時(shí)間內(nèi)無法排散出來，并在混凝土內(nèi)部逐漸積累，使得混凝土內(nèi)部溫度較高，之后又在外界環(huán)境的影響下，積累在混凝土內(nèi)部的熱量會(huì)慢慢散發(fā)出來，最終趨于穩(wěn)定，但是所需的時(shí)間較長(zhǎng)，幾年到幾十年不等，由此可以得出大體積混凝土溫度變化過程圖，大體積混凝土待澆筑3～5d后，內(nèi)部溫度將會(huì)升至最大值，在這種情況下，一旦大體積混凝土內(nèi)部溫度超過表面溫度一定值后，溫度應(yīng)力和變形現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生，且當(dāng)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外約束力值后，就會(huì)導(dǎo)致混凝土溫度裂縫的出現(xiàn)。

1.2收縮變形

通常當(dāng)完成混凝土澆筑施工后，在一定時(shí)間內(nèi)澆筑混凝土就會(huì)發(fā)生不同程度的收縮變形，如塑性變形、干燥收縮以及體積變形等，而造成這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是，澆筑完成后混凝土中的含水量高，待其逐漸干燥后，其含水量就會(huì)大量減少，進(jìn)而發(fā)生干燥收縮，若是在發(fā)生收縮過程中，大體積混凝土表面較其中心位置相比，前者的干燥速度較快，從而導(dǎo)致混凝土表面發(fā)生收縮裂縫問題。

1.3內(nèi)外部約束力影響

在進(jìn)行橋梁工程大體積混凝土施工過程中，其混凝土澆筑與地基澆筑施工步伐是一致的，一旦溫度發(fā)生一定的變化，大體積混凝土就會(huì)受到來自地基的約束力。而通常情況下，在混凝土凝固干燥前期，其應(yīng)力松弛度和徐變度大，彈性模量小，在這種情況下，地基產(chǎn)生的約束力對(duì)其影響作用不大，但是經(jīng)過一段時(shí)間后，混凝土穩(wěn)定度下降到一定范圍內(nèi)，地基產(chǎn)生的拉應(yīng)力增加明顯，這時(shí)大體積混凝土的抗拉應(yīng)力不足以對(duì)抗地基，進(jìn)而產(chǎn)生混凝土裂縫。

2大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

2.1混凝土配合

在橋梁工程施工過程中，技術(shù)人員為了最大限度的避免溫度裂縫問題的出現(xiàn)，會(huì)做好每一環(huán)節(jié)的施工準(zhǔn)備工作，尤其是比較注重混凝土配合比設(shè)計(jì)方案，例如一般會(huì)使用一些低熱的礦渣硅酸鹽水泥，該類水泥同普通的硅酸鹽水泥相比，前者的水化熱更低。另外在進(jìn)行粗骨料配合過程中應(yīng)當(dāng)選用一些級(jí)配高的碎石，并控制含泥量在1%以下，而對(duì)于細(xì)骨料則可以使用天然砂，但也應(yīng)當(dāng)對(duì)其含泥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在進(jìn)行混凝土攪拌過程中，可以適當(dāng)加入一些粉煤灰等，減少混凝土中水泥使用量，使水化熱溫度峰值出現(xiàn)時(shí)間延后，整體來說，混凝土配合比設(shè)計(jì)不僅應(yīng)當(dāng)滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)單位混凝土水泥用量控制在既定的范圍之內(nèi)。例如表1為某大橋工程錨定大體積混凝土配合比方案，從表1可以看出，該設(shè)計(jì)方案綜合考慮了各種情況，并在施工前進(jìn)行了試驗(yàn)。

2.2混凝土澆筑

分層澆筑是大體積混凝土澆筑施工方式的首選，在進(jìn)行澆筑施工過程中，必須依照設(shè)計(jì)厚度、長(zhǎng)度以及寬度等完成分層澆筑施工，在澆筑過程中應(yīng)當(dāng)注意各層澆筑時(shí)間的銜接，保證下一層澆筑深入到前層的5cm以上，以快插慢拔的振搗方式進(jìn)行振搗作業(yè)，且每一點(diǎn)的振搗時(shí)間應(yīng)當(dāng)維持在20～30s范圍內(nèi)，直至混凝土表面下沉不明顯，無氣泡冒出。

2.3混凝土后期養(yǎng)護(hù)

待大體積混凝土澆筑作業(yè)完成后，施工人員還應(yīng)當(dāng)注意對(duì)其表面溫度和濕度變化的重視，以滿足混凝土硬化要求。因此必須制定混凝土養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。通常情況下，澆筑完成12h后，養(yǎng)護(hù)作業(yè)就必須開始執(zhí)行，例如可以通過蓄水覆蓋的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，控制表面溫度和濕度在要求范圍內(nèi)，而具體的養(yǎng)護(hù)作業(yè)持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工具體情況來確定，原則上是大于一周。

3如何做好大體積混凝土溫度控制

3.1混凝土溫度控制措施

在進(jìn)行橋梁大體積混凝土施工過程中，粗集料和水溫等對(duì)混凝土出機(jī)溫度有一定的影響，若想使混凝土出機(jī)溫度降低，那么首先就應(yīng)當(dāng)保證粗集料溫度處于較低水平。首先，施工期在夏季時(shí)，外界環(huán)境溫度較高，施工人員可以通過篷布等對(duì)石子材料進(jìn)行一定的遮蓋，而在使用之前可以先進(jìn)行噴水處理，以有效的降低石子的進(jìn)機(jī)溫度。其次，對(duì)混凝土輸送泵水平甭管等可以通過使用草袋進(jìn)行遮蓋，并定期進(jìn)行噴水，這樣做的目的是為了使混凝土在泵送過程中不再吸收其他熱量。

3.2溫度檢測(cè)控制

溫度檢測(cè)控制的目的是為了及時(shí)掌握大體積混凝土溫度變化情況，以便為后續(xù)溫度控制措施的實(shí)施提供參考依據(jù)。首先，溫測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)當(dāng)合理且具代表性，例如可以從混凝土澆筑高度低端、中端和表面等位置進(jìn)行溫測(cè)點(diǎn)布置。垂直測(cè)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)設(shè)定的80cm左右，而平面溫測(cè)點(diǎn)的布置可以在中心，也可以設(shè)在邊緣地帶，測(cè)量距離設(shè)定在5m左右。其次，通過預(yù)留孔洞來為測(cè)定混凝土內(nèi)部溫度提供條件，測(cè)溫孔和測(cè)點(diǎn)之間應(yīng)當(dāng)是一對(duì)一的關(guān)系，而測(cè)溫儀器可以選用半導(dǎo)體液晶顯示溫度計(jì)。另外在進(jìn)行溫度檢測(cè)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)溫差值大于25℃，且這一現(xiàn)象發(fā)生在溫升階段，那么這時(shí)施工人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)將一些覆蓋物去除，降低溫差，而若這一現(xiàn)象發(fā)生在降溫階段，則可以采取蓄水保濕措施。

3.3施工階段溫控措施

施工階段溫控措施首先可以從混凝土水灰比設(shè)置方面入手。由施工經(jīng)驗(yàn)分析可知，0.6以內(nèi)泵送混凝土水灰比為最優(yōu)比。除了注意水灰比還應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。例如施工人員可以通過調(diào)整砂率、加入減水劑等多種方式來有效防范混凝土塌落問題，但是這一過程中應(yīng)當(dāng)注意，不可通過漫無目的加水方式提升混凝土塌落度效果。在大體積混凝土施工作業(yè)前期，應(yīng)當(dāng)做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，尤其是施工材料及設(shè)備等準(zhǔn)備工作是保證整個(gè)施工得以順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，對(duì)此施工人員應(yīng)當(dāng)給予高度的重視。另外分層澆筑是大體積混凝土澆筑使用方式，因此在進(jìn)行分層澆筑的過程應(yīng)當(dāng)對(duì)兩層之間澆筑時(shí)間間隔進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以防范泌水層的出現(xiàn)。另外施工人員可以在分層澆筑面上設(shè)一個(gè)集水坑，通過泵將多余的水分抽至集水坑中。冷卻水管進(jìn)水流量和溫度的調(diào)節(jié)是以混凝土內(nèi)部溫度值為參考的，一旦內(nèi)部溫度過高可以對(duì)冷卻水管進(jìn)行降溫，以滿足施工要求。

4結(jié)語

綜上所述，橋梁工程建設(shè)對(duì)我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義，而如何保證橋梁工程質(zhì)量是當(dāng)前思考的重點(diǎn)問題之一。大體積混凝土施工技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中具有十分重要的作用，但是我國(guó)部分橋梁工程建設(shè)中仍舊存在著大體積混凝土裂縫問題，為工程今后的安全應(yīng)用埋下了隱患，基于此在今后的工作中，施工單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的實(shí)際情況引進(jìn)一些先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備等，制定合理的溫度控制措施，有效地解決大體積混凝土裂縫問題。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊秀娟.宜昌廟嘴長(zhǎng)江大橋大江橋橋搭實(shí)心段混凝土溫度控制技術(shù)[J].世界橋梁，2016（1）：30-34.

作者:師麗穎 單位:山西路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司