混凝土在道路桥梁工程中的应用

许淑英

（中交三公局第二工程有限公司，天津 301800）

1 我国道路桥梁工程施工的特点

1.1 道路桥梁工程施工的单一性

我国在道路桥梁工程施工方面有严格、科学的具体要求，依托施工地点和施工技术要求，根据施工图、相关规范、标准、施工环境等情况分别设置各类要求。当前，在我国桥梁工程施工中，施工和设计并不是一体的，它是由两家独立的公司单独实施，因此，在工作交流和衔接过程中难免存在一些障碍。

1.2 道路桥梁施工管理情况复杂

道路桥梁工程施工管理复杂，往往存在交叉作业或与其他沿线设施交叉，如铁路工程、电力工程、水利工程、通信工程、各行政级别交通道路、居民区等不同领域的全方位协作和支持。道路桥梁工程的施工现场有很多施工单位的协作队伍，在施工过程中，各个协作队伍之间又会存在交叉作业，会出现很多安全和管理方面的问题，协调和管理工作量大且复杂。这些交叉作业问题是工程行业普遍存在的现象，因此，施工管理人员与技术人员要科学地对施工顺序、作业流程和质量、安全等方面的要求进行交底。

2 混凝土在道路桥梁工程中的应用分析

2.1 混凝土施工技术前期准备工作

道路桥梁工程施工阶段管理和质量控制工作较为烦琐，它的重要性却至关重要，是工程质量得以保障的前提，若施工管控不到位导致工程质量问题或质量缺陷，通过目前的技术手段是无法完全修复的。施工前期准备工作主要包括以下内容：

（1）做好图纸设计和审核工作。设计人员要严格调查现场情况，充分利用地勘资料，依据具体情况进行图纸设计。图纸的审核要认真、严格对待，施工单位要联合建筑业主、建筑工程设计、工程监理等专业人员一起进行图纸会审，及时发现设计图中存在的问题并共同解决。

（2）严格交底工作。对于一些危大工程、超危大工程，按照相关要求及时编制方案和组织专家论证，通过后及时宣贯培训。

（3）试验人员根据当地实际工程情况，参与混凝土原材料选择工作，选择品质良好、质量稳定、供应及时和经济效果明显的材料。按照施工方案或施工组织设计，设计满足施工要求的配合比，既要保证混凝土配合比强度达标、性能稳定、耐久性达到设计年限要求，又要考虑经济性能，更不可忽视混凝土工作性与现场施工条件和施工方法的匹配性，如增大混凝土流动性，无疑需要增加水泥浆用量，提高原材料成本的同时，增加水泥用量或提高水胶比，降低混凝土强度或耐久性能，易导致混凝土结构物开裂等质量风险，但在施工人员数量方面，可以节约劳动力成本。但是，这种调整需要有理论基础和实践基础的专业人员来完成，否则该类风险可能会造成质量事故。因此，质量控制与成本控制需要一起合理规划，严格管控。

2.2 混凝土配合比设计和相关材料选择

在重庆驸马长江大桥南岸锚碇，为增大结构抗拉性能，补偿混凝土干缩收缩现象和减少开裂、易于施工方面考虑，采用聚丙烯纤维微膨胀抗渗自密实混凝土。由于自密实混凝土胶凝材料用量相对较大，水化热较高、水胶比较大，且锚塞体结构及钢筋布置复杂空间狭长，不利于温控设施的布置。对聚丙烯纤维微膨胀抗渗自密实混凝土与聚丙烯纤维微膨胀抗渗普通混凝土的工作性能、力学性能、耐久性和经济效益进行对比研究分析，为项目建设提供合理的施工技术方案和基本试验数据支撑。

2.2.1 混凝土配合比

合理设计混凝土的配合比在工程中具有非常重要的作用。混凝土的设计和生产要按照相关标准选择合理的各项参数。而这些标准和参数需要满足在不同情况下（如不同原材料、施工工艺、水胶比、水泥用量、砂率、最大粒径、坍落度等条件）的混凝土配合比的设计和验证。要在最大程度上减少泌水情况，在合理范围内控制好混凝土的工作性。如在不同的季节，混凝土配合比中外加剂的用量和成分就有明显差别，严格控制混凝土的工作性和凝结时间，如采用泵送工艺，还应检测混凝土压力泌水率。严格控制混凝土凝结时间，保证混凝土初凝时间不宜过短、终凝时间不宜过长，普通混凝土一般初凝时间在5～7h 左右、终凝时间在7～9h 左右。不同部位和不同的施工工艺对混凝土的要求会有明显的区别，如隧道初支喷射混凝土的初凝时间为3min、终凝时间为5min；水下混凝土凝结时间较长。混凝土的含气量也有明显区别，随着含气量的增加，混凝土耐久性提高、和易性改善，但抗压强度会降低，而且两者的关系是负线性相关，一般混凝土含气量在3%～5%为宜。不同的施工情况，混凝土的材料选择也有不同，要在满足强度、耐久性指标的情况下综合考虑经济性等指标，确定合理的原材料。

2.2.2 地材的选择（如骨料、碎石）

在混凝土组成材料的选择中，按照国家相关标准进行检测和选择，确保各种材料的质量达到相应要求是确保工程质量的前提。在细骨料的选择中，普通混凝土宜采用中粗砂，含泥量应小于3%（对水工结构根据不同设计耐久年限，要求不同），对高性能混凝土、高强度混凝土或有特殊使用要求的，各检测指标要求更为严格。骨料的成分不得有其他有害杂质，避免影响结构物的使用性能。碎石的选择应在满足施工条件的情况下，选择粒径较大、孔隙率较小的碎石。在选择料场过程中，应考察料场的生产能力和产品稳定性。特别注意碱骨料潜在危害和坚固性指标的检测。

2.2.3 外加剂的选择

混凝土中外加剂的选择和使用也很重要，外加剂作为混凝土的掺合料，对混凝土各种性能的影响十分显著。在胶凝材料和水胶比不变的情况下，可以大幅提高混凝土流动性，在流动性不变时，又可以减少水泥浆的使用，节约水泥。近几年，随着外加剂行业的高速发展，不同功能的外加剂相继出现，给混凝土施工带来了极大的技术经济改善，外加剂应根据工程实际选择质量好、减水率大、性能稳定、敏感度低的产品，选择有较好口碑的厂家进行供货。要特别注意外加剂与水泥的融合程度，聚羧酸外加剂的性能十分敏感，当水质、搅拌时间、水泥成分、温度、砂石料质量变化时，均能明显影响聚羧酸外加剂的效果。另外，聚羧酸减水剂生产过程中自带的引气成分极易引进大而不均匀、不稳定的气泡，对硬化后的混凝土外观质量和内部密实度影响较大。

2.2.4 万利项目T 梁梁板施工

采用C50 混凝土，经过对各种材料检测与选择，最终决定采用机制砂，配合比各项参数为：P·O42.5 水泥用量为441kg/m3；二级粉煤灰用量为49kg/m3；机制砂用量为721kg/m3；碎石（5～10mm）用量为541kg/m3；碎石（10～20mm）用量为541kg/m3；减水剂产量为1.1%，砂率为40%，容重为2 450N/m3，坍落度为215mm，每方混凝土成本价由原来的350元降到311 元，经济效果显著。

2.3 严格控制混凝土的施工质量

2.3.1 做好混凝土的搅拌、运输工作

施工单位要按照现场情况确定的配合比选取原料，严格管控各种材料进场检测和存放要求，防止出现搅拌不均匀的情况。混凝土运输罐车在装料前应确保存储罐内清洁，无自由水。根据施工季节不同做好相应防护工作，冬季裹好防寒篷布，夏季炎热天气选择浅色罐运输混凝土。控制混凝土浇筑时间，避免混凝土出站后长时间等待，不得向混凝土中直接加水，可根据需要，按试验人员要求补充与配合比相同水胶比的水泥浆。在混凝土搅拌过程中，施工单位要根据现场的天气情况合理安排施工时间，避免施工安排不合理导致施工后的混凝土在凝固之前受雨水冲刷。

2.3.2 混凝土浇筑质量控制

混凝土施工过程至关重要，如果施工工艺不良或施工质量管理失控，无论多么科学合理的配合比，品质优良和性能稳定的原材料、混凝土，均无法生产出质地密实、坚固耐久的混凝土结构物，因此，必须加强浇筑质量的管控。一是混凝土浇筑施工前要详细检查钢筋、模板等位置，确保混凝土粒径满足最小钢筋间距要求并保证钢筋保护层厚度。二是切实按照施工方案和作业指导书进行浇筑和振捣，如确保混凝土下落高度在2m以内（个别结构物为3m），对于超过该要求的高度可设溜管、溜槽、串筒等减速装置施工，防止混凝土出现离析现象。三是严格控制混凝土的浇筑时间，在混凝土初凝前浇筑及收面工作完成。四是在混凝土浇筑前仔细检查模板的密封性、强度和刚度，加强监管，避免漏浆和跑模。五是根据现场结构实际情况科学合理地安排施工顺序。

2.3.3 大广扩容项目40mT 梁施工质量管控

在大广项目施工期间，由于地材缺乏，尤其砂资源紧缺，料源管控十分困难，砂品种繁多，加上施工顺序不合理，导致梁板端头1/3 处总是出现流沙、粘模现象，经过一系列跟踪调查、分析，认为砂性能不稳定，要求物资设备部按照两个料仓划分为已检料仓和待检料仓，每个料仓只能放置一种或两种砂，并且分开堆放，不得混合，砂石作为透水性材料，进场时含水率很大，经过1～2d 的自然存放，含水率就会趋近稳定。同时，安排拌和站上料铲车不得随意铲料，每次只能使用同一料仓的同一材料，材料发生明显变化时及时反馈，从而保证混凝土性能稳定。对于施工工艺方面的问题，由于梁板长40m、高2.2m，宽度较小且存在变截面，倒角处极易聚集水泡，导致脱模后表面麻面现象明显。解决办法是改变下料顺序，由一侧下料改为两侧下料，优化分层厚度，每层厚度不易超过振捣棒长度的1.25 倍，反复对比，采用50 型振捣棒，每层45cm 厚效果最佳。改善振捣工艺，以附着式振捣为主，插入式振捣为辅。经过反复对比，附着式每次25～30s 效果较理想，振捣棒在使用中避免碰触模板、钢筋、保护层垫块等，每次振捣不宜过厚。

2.4 做好混凝土施工后的养护工作

混凝土施工完成后应及时养护，根据不同部位和要求的混凝土选择在初凝或终凝后实施养护，避免产生干缩裂缝和应力裂缝。养护过程中最主要的是严格控制结构物的内部和表面温差、表面和大气温差，当混凝土施工后的养护措施不及时、不到位时，就会使混凝土表面的水挥发得很快，混凝土就会产生裂纹。对施工后的混凝土进行养护要选用符合实际条件的养护剂、养护膜、铺草帘、洒水养护或自然养护、湿砂养护等，还要考虑道路桥梁工程当地的气候条件，根据天气情况确定养护方式和养护时间，一般养护时间要在7d或14d 以上。在兰州南绕城项目梁板施工中，由于甘肃地区气候干燥，水分蒸发块，混凝土极易产生干缩裂缝，混凝土施工后应二次收面，及时养护。经过对比分析，梁板混凝土施工后未及时养护的，梁板表面产生干缩裂纹的概率是100%，7d 回弹强度降低30%～40%、28d 回弹强度降低20%～30%，拆模后及时喷水养护，覆盖塑料薄膜养护7d 以上的表面无干缩裂纹，强度增长明显。

3 结语

混凝土施工技术在道路桥梁工程施工中的应用是经多部门反复沟通并在施工过程中利用PDCA管理流程不断优化改进的过程，试验人员不仅应有足够的试验知识，而且应熟悉和掌握常见的施工工艺，对比分析，确定科学合理的试验参数，以试验数据为指导不断优化，充分提高试验检测与施工生产的契合度，为创建品质工程打下良好基础。