桥梁结构大体积砼质量保证措施

2013-04-17刘洋

交通建设与管理 2013年7期

关键词：标定骨料体积

刘洋

（深圳市路桥建设集团公司）

桥梁结构大体积砼质量保证措施

刘洋

（深圳市路桥建设集团公司）

桥梁结构施工材料主要应用钢筋混凝土，脆性材料的混凝土具备抗压性能，但是施工控制不好，就会产生裂缝，尤其是针对墩台身、箱梁等大体积混凝土施工，更是桥梁工程的施工重点。因此必须制定特殊工程施工方案，分工序制定操作程序，确保混凝土拌和、运输、浇注和养护质量。

桥梁结构；大体积砼；混凝土裂缝成因；质量保证措施

1 引言

在我国城镇化、工业化建设进程中，随着物流人流需求的日益增多，基础设施建设成为实现中国梦的必不可少的硬件工程；其中桥梁建设作为重要交通枢纽，更是在路面建设当中广泛运用。其中大体积砼施工质量关系着桥梁结构安全性和耐久性，防止大面积裂缝出现的关键所在。本文结合深圳市机场南路的107国道高架桥的大体积砼的施工方法和施工工艺，说明裂缝成因和质量保证措施。

2 工程概况

本工程是K3+140～K4+554.27段的桥梁工程，位于107国道立交桥（最大桥梁跨径35米，单片梁最重约100墩以上）。场地地貌为滨海潮间带、台地及冲积阶地，地层变化缓和。场地普遍分布软弱的淤泥层、中粗砂（含淤泥）、淤泥质粘土等，以上地层总厚度一般5～12m左右，场地属于对建筑抗震不利地段，场地稳定性和舒适性差。本工程在107国道中心线设桥墩，墩台身、小箱梁属大体积混凝土工程。施工期间，由于107国道交通非常繁忙，因此交通疏解至关重要。

3 桥梁结构大体积砼裂缝出现原因

混凝土由多种材料拌和而成，故属于非均匀性材料，具有强大的抗压力，能够承受巨大的物质重力。但是由于混凝土施工质量不好，加之外在环境恶劣，导致大体积砼的拉应力超过抗拉强度，使其脱离钢筋而成裂缝。常见裂缝成因如下：

3.1 地基变形问题

由于本桥梁工程场址处于软弱的淤泥层地带，场地稳定性差，耐抗震小，地壳结构活跃性大，给桥梁施工带来极大不便，如若地基处理不好，裂缝问题就会在所难免。

3.2 原材料质量问题

主要涉及砂石骨料和水泥。砂石骨料质量问题主要表现为砂石粒径不均、杂质含量较高及级配不良；水泥质量问题主要表现为水泥含碱量过高、强度不够及安定性不合格。

3.3 施工工艺问题

混凝土即砼，顾名思义，其本身就是多种材料混合凝结而成的材料，优质标准就是观察混凝土成型后的密实度和坍塌度，因此影响砼质量的主要工序是拌和、运输、浇筑和振捣。

3.4 温度与湿度变形问题

温湿度主要涉及热胀冷缩原理，混凝土变形实质就是热胀冷缩作用所致，究其湿度变形而言，就是混凝土的干缩作用而产生，换言之就是混凝土浇筑以后水分不足引起，症结可想而知是由混凝土养护不当所致。众所周知，混凝土收缩遵循早期收缩速度大于后期收缩速度的规律，介此，桥梁设计开始之时就要对大体积砼结构掺加适当的膨胀剂。

4 桥梁结构大体积砼施工质量保证措施

显而易见，本桥梁工程处于不利的场地环境和密集的交通压力作用之下，任何细小的裂缝一经出现，混凝土结构强度和刚度就会随着裂缝的迅速延伸而日趋下降，桥梁结构耐久性也会明显降低，缩短桥梁结构的实际使用寿命。因此，针对桥梁结构大体积砼施工工程，必须保证施工质量。

4.1 路基应对措施

本项目软基主要采用换填、强夯、碎石桩等多种方法处理。其中对于人工填土、素填土采用换填处理；采石坑填方较高的路段采用分层碾压+强夯处理；主路段采用碎石挤密桩复合地基处理。

4.2 原材料控制

品质优良的水泥应当具有低含碱量和低水化热。根据不同季节到来之前模拟环境进行专用配合比设计，严格控制混凝土用水量，要求混凝土的每方用水量最多不大于175Kg。加掺缓凝剂，根据气温适当增加或减小塌落度。适当选用低热矿渣水泥和热硅酸盐水泥，并在水泥中适量掺加粉煤灰或减水剂，减小水泥用量，提高水泥的和易性。而砂石骨料方面应选择级配优越、吸水率低的骨料，适当增大骨料所占比例，从而控制混凝土水灰比，以减小混凝土中浆体量过大及水化热过高而引起的裂缝等质量影响。一言蔽之，要选用适宜桥梁地质地貌、水文环境条件的原材料。

4.3 施工过程控制

4.3.1 拌和过程控制

（1）准备工作：施工作业之前，必须由持证上岗的专职人员负责查看检验原材料备料质量和强制式搅拌机械设备的性能状态，严格按照工艺次序控制混凝土搅拌过程，使混凝土达到充分搅拌效果。（2）认真做好计量设备标定工作。计量标定有两项：一是静态标定，主要是标定计量秤,使设备系统显示重量与实际物料重量达到吻合；二是动态标定，主要是级配标定,使每份物料用量与生产配比相一致。（3）搅拌过程控制：全过程注重调整搅拌机充盈率（搅拌机出料容积与几何容积的比率）；按照《施工规范》控制好搅拌时间和搅拌速度，保证混凝土的强度、含气量和坍落度。（4)严格控制混凝土的拌和质量和入模温度。夏冬季节必须在棚内拌制混凝土，对砂石原料进行洒水降温或在暧室内升温的方法对温度进行调整，保证混凝土拌和物入模温度控制在5～30℃。

4.3.2 运输与泵送过程控制

运输过程确保道路平坦畅通,保持混凝土的层次性与均匀性，使其不漏浆与不离析；泵送时间要合理，不能超过混凝土的初凝时间，保证混凝土的质量性能。坚决保证材料供应充足，不能发生后续材料短缺状况。

4.3.3 混凝土浇注过程控制

认真做好浇筑前期计划工作与浇筑检查工作，前者主要包括：根据桥梁结构地段的不同施工尺寸详细做好浇筑方案，特别是按照《混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204—2002)》的规定制定好混凝土保护层厚度，保证混凝土结构的耐久性和安全性；后者主要包括：要求持证上岗的专职人员一丝不苟地检查钢筋保护层垫块的数量、位置和紧固程度，保证混凝土和钢筋共同工作。值得一提的是，当混凝土浇注大体积的涵洞基础、墩台身、小箱梁时，一定注意浇注速度不能太快，防止水泥水化产生的水化热的过度集中，导致混凝土内外温差悬殊较大，产生温差裂缝。

4.3.4 振捣过程控制

桥梁墩台身一般采用插入式高频振动棒进行混凝土振捣；桥梁小箱梁一般采用侧振兼插入式振捣器进行混凝土振捣，且插入式振捣器宜采用垂直点振方式进行振捣，直至混凝土表面不再持续泛浆为止。对于桥梁结构大体积砼必须做到不要漏振或过振，不得碰撞模板、预埋件和钢筋，浇捣后表面刮抹必须限制到最小程度。

4.3.5 后期养护控制

大体积混凝土养护时间不得少于28天。混凝土浇注过程中，在大体积结构物内均匀设置通水散热管道，浇注完成立即利用循环水进行内部散热，超大规模在砼灌注中即应着手内部散热养护，以保证混凝土内部温度不至于升温过快过高。特别是混凝土中心和表面之间，新老混凝土之间以及混凝土表面和气温之间的温差不要太大，温度控制方法根据季节气温、构件尺寸和配合比等条件综合确定，并根据不同情况对构件模板及钢筋等进行升温或降温。