浅析桥梁大体积混凝土施工技术

摘要：文章从混凝土原材料的选择、施工的措施与施工设计三个方面介绍了桥梁的大体积施工技术，为了达到提高混凝土质量和减少裂缝出现的目的，施工技术具有钢筋密集、结构厚、施工的条件复杂和体型较大等特点，能够确保施工的质量和安全。

关键词：混凝土施工技术；桥梁建设；大体积混凝土；混凝土裂缝；施工质量 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2016）18-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.044

目前是建筑业出现高速的发展期，民用的建筑结构当中，采用现浇连续墙这种结构，地下的建筑物和基础设备都是极其容易受到温度的影响而产生裂缝的结构，这种结构形式被称为大体积的混凝土结构形式。大体积的混凝土施工广泛地应用到了高层建筑和桥梁的建设中，这些都与大体积的混凝土施工工程的结构安全、造价和质量有着密不可分的关系。在大体积混凝土施工中，最常出现的就是质量问题，为了防止混凝土裂缝的产生，首先要从内外温差入手。受温度影响，混凝土中水分蒸发不均匀，混凝土就会产生裂缝。裂缝也会由其他条件引起，例如混凝土的性能、水配比等不合理也会引发裂缝。笔者根据多年的经验进行了细致的总结，分析桥梁大体积的混凝土施工技术。

1 设计的措施

（1）应用的混凝土要选择中低强度的，等级在C20～C35之间，避免用高强度的混凝土；（2）采取合理的分块和结构的形式。工程中允许按照温度分块设置水平的施工缝，做好块与块的链接；（3）要分配好钢筋，选取密间距小直径的钢筋；（4）为了能够不影响使用的前提下改善结构的限制条件，最好再设置好滑动层。

2 选择的材料

2.1 低热水泥的使用，减少水泥用量

施工中，混凝土出现裂缝主要是水泥进行水化热作用，由于矿物成分不同，水化热的差异也比较大，含量较高的硅酸三钙和铝酸三钙，水化热也高。较高的水化热水泥浇筑的大体积的混凝土结构，会导致混凝土的温差很大，就会引起裂缝。混合材掺入量多的水泥，水化热反而比较低。为了降低水化热，减少体积的变形，就要选用较低的水化热水泥，优先选用的是热硅酸盐和地热的矿渣水泥。与此同时，满足了强度的要求，还要减少水泥的用量，为了达到节约材料的目的，一般采用很多方法，例如：选用的骨料级配良好，采用以后期强度为设计强度的，掺入减水剂和混合料等方法。所以在使用地热的水泥以及降低水泥的用量都能有效地控制大体积的混凝土结构的内部温度，减小混凝土的温差，从根本上减少了出现裂缝的概率。

2.2 选择适用的骨料

细骨料要选用中粗砂，这种砂石可以减少水化热水泥和混凝土的收缩力度。经过试验后了解到每立方米的混凝土能够缩小20～25千克的水泥用量，一般来说每立方米的混凝土减少水泥用量10千克，绝热温升时，温度将会下降1摄氏度。粗骨料要采用碎石和含泥量在1%以下的连续级配，因为具有较高的和易性和易密实的粗骨料。能够在减少水泥用量的同时，还能达到相对应的强度，这样既节省材料，又能够节省造价的成本。采用碎石拌和技术，能够保证混凝土良好的抗裂能力。

2.3 掺加剂的选用

粉煤灰掺入到混凝土中，可以减少水泥的用量，降低水化作用，还有利于改善混凝土中的脆性和干缩性能。粉煤灰是现代建筑行业中应用在大体积的混凝土施工中防止裂缝效果比较不错的外加剂。然而，粉煤灰的掺入量也不

宜过多，否则就会出现低温泌水大和早期强度较低的

缺点。

2.4 配合比的优化

进行配比配制时，在强度符合的前提下，减少水泥的用量，能够提高混凝土的流动性、改善和易性，特别是能够控制和易性内的保水性和流动性，所以在反复试验中才可能得出最终的配比。总体上讲，当水泥产生水化作用时，内部温度急剧升高，然而水泥的导热性能差，不能平衡温度梯度，最终会导致裂缝的产生。为预防裂缝，保证工程质量，就要采用各种方法，保证水泥内外温度梯度差值较小，所以选用小直径的钢筋，它的导热性能好，将水泥的内外温度进行互补，其次就是进行结构改善时，选用导热性能良好的粉煤灰，改善混凝土的脆性和干缩性能，也可以降低水热化作用，减少裂缝。

3 施工方法

施工时要注意选用适当的手法，配合着设计方案，这样不仅能够有效施工，还能够起到节约原料、降低成本的作用，有效地减小产生温度裂缝的概率，还能够提高整体工程的质量。

3.1 采用浇筑的施工技术

在桥梁施工的过程中，分块浇筑是一种经常会被采用的方法，应用这种方法能够将结构的内外两部分的温差有效降低。也可以对分块浇筑的区域细化成两种类型，分层浇筑和跳仓分段。分层浇筑又分为全面、斜面和分段三种方案。另外，全面分层能使混凝土均匀地散热，并且减少垂直裂缝的生成，但相对的不具备较高拌合能力的混凝土，就会造成结构的抗渗能力低下，这种情况就要采用分段浇筑进行施工。多数桥梁在施工时，都会运用浇筑技术，一般采用整体浇筑，浇筑时，注意控制溫度，将温度降到低点再进行，这样能够保证温差不大，不容易出现裂缝，另外就是可以用自然环境降低温差，夜间或者是低温时间浇筑。一旦碰到高温大气，就要采取措施降低温差。

3.2 适当降低浇筑的温度

适当降低浇筑的温度能够减小温差会更进一步减小温度的应力，这种措施主要是加冰搅拌以及预冷骨料（气冷法、水冷法等）等措施。浇筑的时间最好能够安排在夜间或是低温的季节，这样的效果会更好，如果是在高温的季节进行施工，则会采取到能够减小混凝土的温度进行回升的方法，例如尽量减少运输混凝土的时间或者是加快进行混凝土入仓覆盖的速度，再比如能够减少曝晒混凝土的时间、对运输混凝土的工具能够采取这样隔热等措施。对于混凝土的泵送运输管道，还要全程进行覆盖，并且洒上冷水，从而减少在泵送混凝土的过程中，混凝土会受到过多的太阳辐射热量，最大限地降低了混凝土的温度。在桥梁进行大体积的混凝土施工中，做好水泥的散热工作，采用冷却的拌和技术和缩短运输的距离，对骨料进行浇水冷却等，这些都是比较实用的措施。

3.3 能够合理安排好施工的进度

施工的进度对于大体积的混凝土施工工程的温度变化的影响比较明显，尤其要注意的是分层、分次浇筑的时间间隔。适宜的上层混凝土的覆盖时间应选择在下层的混凝土中温度已经降到定值的时候，也就是上面混凝土的温升倒加在下面的混凝土上后，下面混凝土的温度回升的定值不能大于原来混凝土的最高温升。所以每次的浇筑又分为几层，也应尽量缩短层与层之间的间隔时间。但是，必须在上层的混凝土进行初凝之前，就应该开始对下层的混凝土实施浇筑。层与层之间的最长时间的间隔一定不能大于混凝土初凝的时间。

3.4 混凝土搅拌工艺的改善和采用

大量施工的现场实验表明，混凝土搅拌工艺的改善，主要是应用了二次投料的净浆裹石或者是砂浆裹石为新的搅拌工艺，不仅能够提高10%左右的混凝土的强度，相应的也能够提高混凝土的极限抗拉值和抗拉的强度。然而，要实施二次振捣作为施工的方法，就能将结构物的空隙和水分进行排空，增强钢筋混凝土的握力，进一步的能够提高10%或者是20%的混凝土抗压强度。

3.5 冷却水管的埋设

埋设水管可以用连续不断流动的水对混凝土温度实现降低的目标，也能够把混凝土块进行冷却到相对稳定的体积。水管一般会采用直径是25毫米或是19毫米的薄壁铝管或是钢管，

按中心距1.5～3米交错排列，上下层水管的间距最好在1.5～3米之间，同时要用立管进行连接。

通水的时间：为了保证第二次的覆盖混凝土的时间，首次通水要掌握好通水时间，当第二次升高的温度低于第一次，就要继续通水，温度升到最大并且有下降的趋势时才可以停水。应该控制好混凝土冷却的速度，避免造成温度梯度过大，影响工程建设。

3.6 养护的技术分析

能够使结构强度实现长时间的增长，就要保持湿润状态下的混凝土避免造成干缩，能够让混凝土增长强度从而抵抗开裂的应力。一旦表面干燥很快，就需要进行水分的养护，保持湿润状态，使混凝土达到最大的强度。就现在而言，隔热保温的技术广泛地应用到此类施工项目中。项目中最主要用的就是草袋、砂层保温，再有就是无吸水性能的泡沫塑料板。作为养护混凝土的关键步骤，保温工作必须得到重视，实施保温工作，就是为了降低温度梯度，预防表面的水分过多地蒸发出去，造成更多的裂缝。另一个重要养护内容就是要保湿，在混凝土硬化过程中，容易产生脱水现象，保湿工作就是为了避免脱水现象的发生，提高结构的抗拉强度。这些措施都能够减少裂缝，延长桥梁的使用期限，并且要做到完善，不会出现差错。

（1）对内外两层的水泥进行温度和含水分测量，最好分块进行，分出梯度進行管理和测量。能够延长水分蒸发的时间，保证混凝土的强度。保湿主要是靠浇水，主要要保证温度升高时，水分蒸发量与混凝土中水分含有量的比例是反比，这样才能起到保湿作用，减少干缩，从而能够减少裂缝的生成；（2）潮湿环境条件下，混凝土的水化作用才能顺利，也能够保证混凝土的抗拉强度，同时也能预防裂缝。

4 结语

综上所述，在桥梁进行大体积的混凝土工程施工时，应该正确地选择材料，选取合理设计方案，并且能够优化设计方案，应用科学的手段进行施工，严格把好质量关卡。此外运用合理的技术，这样就能提升混凝土自身的抗拉能力，总而言之，施工技术需要不断进行完善，才能保证桥梁的质量，还能避免因裂缝的出现而影响工程质量，最终出现垮塌事故。

参考文献

[1] 赵志缙，赵帆.高层建筑施工（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2] 彭立海，等.大体积混凝土温控与防裂[M].郑州：黄河水利出版社，2015.

[3] 水利水电科学研究院结构材料研究所.大体积混凝土[M].北京：水利电力出版社，1998.

作者简介：郭宏裕（1980-），男，浙江宁波人，宁波交通工程建设集团有限公司工程师，研究方向：桥梁路基。

（责任编辑：王 波）