冬季道路橋梁施工中混凝土澆筑技術(shù)研究

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1 低溫環(huán)境對(duì)混凝土性能的影響

1.1 降低混凝土強(qiáng)度

道路橋梁堅(jiān)固性和穩(wěn)定性的主要因素就是強(qiáng)度，如果混凝土澆筑施工環(huán)境溫度較低那么會(huì)降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。低溫環(huán)境下澆筑混凝土?xí)斐苫炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差增大，發(fā)生溫度裂縫，還會(huì)導(dǎo)致混凝土密度降低，損害混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。為此，在施工中需要合理選用施工技術(shù)，加強(qiáng)施工溫度控制[1]。

1.2 降低混凝土耐久性

低溫還會(huì)降低混凝土材料的耐久性。冬季混凝土澆筑中受到低溫影響發(fā)生溫度裂縫的概率大大增加，一旦出現(xiàn)裂縫會(huì)對(duì)道路橋梁的整體性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，降低結(jié)構(gòu)安全性，縮短道路橋梁的使用壽命，不利于保證交通工程的安全。所以，工作人員要注意加強(qiáng)關(guān)注混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，根據(jù)結(jié)構(gòu)體系、氣溫條件等做好施工技術(shù)方案的制定和優(yōu)化[2]。

1.3 降低混凝土抗壓能力

在低溫環(huán)境下混凝土容易發(fā)生凍結(jié)，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞，延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，如圖1為混凝土凝結(jié)時(shí)間與溫度關(guān)系折線圖?；炷恋目箟簭?qiáng)度會(huì)在隨著接近終凝前受凍程度增加而降低。道路橋梁的承載力會(huì)隨著抗壓強(qiáng)度降低而逐漸降低。此外，冬季施工中會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)冷凝水導(dǎo)致混凝土中的水分增加而發(fā)生抗?jié)B性降低的情況[3]。

圖1 混凝土凝結(jié)時(shí)間與溫度關(guān)系折線圖

2 冬季道路橋梁施工中混凝土澆筑常見問題

2.1 溫差裂縫

如果在冬季開展道路橋梁工程中混凝土澆筑作業(yè)通常會(huì)面臨氣溫低的難題，尤其是北方地區(qū)，冬季十分寒冷，而混凝土澆筑過程中內(nèi)部會(huì)釋放水化熱，導(dǎo)致內(nèi)部溫度高于外部氣溫，進(jìn)而發(fā)生內(nèi)外凝固不均勻的問題。內(nèi)部凝固較快，外部凝固較慢，混凝土收縮速度不一，產(chǎn)生的拉應(yīng)力不同，當(dāng)超過混凝土抗拉極限時(shí)發(fā)生裂縫甚至是斷裂的問題。道路橋梁混凝土澆筑施工需要在外界完成，從很大程度上受到氣溫等因素的影響，所以十分關(guān)鍵的問題就是如何保溫[4]。

2.2 保溫措施不理想

為了將混凝土的堅(jiān)固程度提高，需要水化混凝土，而混凝土配置和澆筑過程中對(duì)溫度方面的要求較高，如果溫度不達(dá)標(biāo)那么難以達(dá)到預(yù)期的混凝土強(qiáng)度，這必然會(huì)影響混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度，最終對(duì)整個(gè)道路橋梁工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。為此，在施工中需要采取保溫措施進(jìn)行處理。但是目前仍然缺乏有效的保溫措施，雖然電加熱、蒸汽加熱等方式具有相對(duì)優(yōu)良的保溫效果但是需要投入較高的成本，并且應(yīng)用情況有待進(jìn)一步改善優(yōu)化。

3 冬季道路橋梁施工技術(shù)分析

3.1 做好前期準(zhǔn)備工作

為了保證道路橋梁混凝土澆筑的效果需要充分做好前期準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)分析施工所在環(huán)境、氣候等條件，清理干凈施工現(xiàn)場(chǎng)，做好交通規(guī)劃，同時(shí)架起那個(gè)研究設(shè)計(jì)圖紙和施工方案，明確混凝土澆筑技術(shù)是否合理，對(duì)溫度因素提高重視。當(dāng)前道路橋梁施工中最為常用且經(jīng)濟(jì)效益最高的材料為混凝土，想要保證混凝土材料的質(zhì)量，就要加強(qiáng)對(duì)水分、水泥、砂石等各項(xiàng)原材料的質(zhì)量控制，并且合理配置材料。

3.2 混凝土攪拌

攪拌速度會(huì)影響混凝土原材料的質(zhì)量，所以要要根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)控制好攪拌的速度，根據(jù)工程規(guī)模合理選用攪拌設(shè)備。通常道路橋梁建設(shè)需要應(yīng)用都大量的混凝土，混凝土攪拌工作量較大，所以需要做好攪拌速度和質(zhì)量的控制，從而將原材料的性能提高。在攪拌前要對(duì)設(shè)備、材料配比進(jìn)行檢查，避免攪拌途中發(fā)生設(shè)備故障等不良問題[5]。

3.3 混凝土運(yùn)輸

現(xiàn)如今混凝土通常是在攪拌站攪拌后由罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)直接澆筑。在運(yùn)輸中，需要對(duì)溫度這一影響因素進(jìn)行充分考慮。在裝料前需要清理干凈罐車內(nèi)雜物，避免對(duì)混凝土澆筑質(zhì)量產(chǎn)生影響。事前要調(diào)查運(yùn)輸?shù)穆窙r，做好運(yùn)輸路線選擇，做好運(yùn)輸時(shí)間、速度的控制。冬季氣溫較低，為了保證運(yùn)輸中混凝土質(zhì)量需要采取保溫措施。如圖2所示，運(yùn)輸人員通過在罐車外部包裹保溫棉達(dá)到運(yùn)輸過程中保溫措施。但是這種保溫方式有限，需要盡快運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，避免溫度降低過快，降低混凝土性能。

圖2 混凝土運(yùn)輸過程保溫措施

3.4 保溫加熱技術(shù)

第一，電加熱技術(shù)。電加熱是冬季道路橋梁混凝土澆筑中常用的改善溫度的措施。具體施工中，需要連接變壓器和拌合站用電纜，安裝好漏電保護(hù)裝置，將1 kW 的電熱管均勻地設(shè)置在每個(gè)拌合站水池底部，根據(jù)拌合站尺寸做好電熱管數(shù)量控制，通常按照35 根的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置電熱管，并且用溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拌合站內(nèi)上水口的水溫。如果環(huán)境溫度過低那么為了避免散失拌合站內(nèi)的熱量，需要配合使用水文巷和棚蓋結(jié)構(gòu)，達(dá)到保溫的效果。如果溫度降低可以利用水文箱將其加熱。

第二，蒸汽加熱措施。蒸汽加熱利用的是熱交換原理，主要是利用蒸汽鍋爐保證混凝土澆筑過程中周圍溫度。具體施工中，需要連接蒸汽管道與拌合站水池以及預(yù)制場(chǎng)地，高溫蒸汽從蒸汽鍋爐發(fā)出通過管道傳送到制定位置，確?；炷林車鷾囟忍幱诤愣顟B(tài)，可以降低冬季低溫施工對(duì)混凝土質(zhì)量的影響[6]。

圖3 蒸汽加熱

3.5 混凝土澆筑技術(shù)

冬季低溫澆筑混凝土通常需要配合使用蓄熱法。在具體施工中，要預(yù)熱混凝土原材料、拌和料、施工設(shè)備，將混凝土的抗凍性能提高。在澆筑混凝土前應(yīng)當(dāng)將模板、鋼筋上的冰雪、霜等污垢徹底清除干凈，確保混凝土充分將粘結(jié)性發(fā)揮出來。如果施工環(huán)境溫度在-10℃以下那么需要提前加熱鋼筋。在灌注階段，按照不低于5℃的標(biāo)準(zhǔn)控制混凝土入模溫度，灌注細(xì)薄截面結(jié)構(gòu)時(shí)按照不低于10℃的標(biāo)準(zhǔn)控制入模溫度。分層連續(xù)灌注是常用的混凝土澆筑方式，按照每層15cm 的厚度灌注混凝土，在完成澆筑后立刻振搗縮短中間停頓時(shí)間。

有的道路橋梁工程承中還需要連接新舊混凝土，此時(shí)需要清理干凈施工縫，用水泥砂漿敷設(shè)一層然后加熱新舊混凝土結(jié)合面，確保其能夠達(dá)到5℃以上的溫度然后保溫，將混凝土抗凍強(qiáng)度提高。

在施工中，可以用彩色布條封閉系梁側(cè)面達(dá)到保溫的效果。在拆除側(cè)模后，采取保溫措施，通常用系梁內(nèi)層覆蓋土工布外層配合彩條布封閉。

在澆筑墩柱階段，首先需要預(yù)熱模板，然后用土工布包裹保溫好模板結(jié)構(gòu)。墩柱澆筑具有較為復(fù)雜的施工過程，增加了冬季混凝土澆筑的難度。可以用土工布和塑料薄膜覆蓋蓋梁頂面需達(dá)到保溫的效果，避免損失過多溫度。如果氣溫太低可以用電熱毯加熱保溫處理。防護(hù)好墩柱側(cè)面和底面，用布條封閉好墩柱。在低溫條件下澆筑箱梁時(shí)盡量選擇白天施工，為了將周圍溫度控制在5℃以上需要采取防護(hù)措施，通常需要使用碘鎢燈以及熱水澆淋。在澆筑完墩柱混凝土后需要立刻采取保溫防護(hù)措施確保合理控制混凝土凝結(jié)時(shí)間[7]。

4 冬季道路橋梁施工中混凝土施工技術(shù)保障

首先，在施工前工作人員要根據(jù)實(shí)際情況做好混凝土澆筑技術(shù)方案制定，明確溫度產(chǎn)生的影響。該工程施工中為了保證混凝土澆筑溫度能夠在5℃以上采取了預(yù)熱鋼筋、模板的方法。技術(shù)方案中選用分層一次性澆筑方法，按照＜20cm 的標(biāo)準(zhǔn)控制澆筑厚度，在澆筑過程中配合使用機(jī)械振搗方式，將混凝土密度和強(qiáng)度提高。

其次，在施工階段，施工單位為了將混凝土結(jié)構(gòu)整體性能提高有效處理了施工后的細(xì)微裂縫。施工單位清理干凈裂縫，用水泥砂漿涂抹裂縫部位，按照12mm 的標(biāo)準(zhǔn)控制水泥砂漿的厚度，同時(shí)在低溫環(huán)境下采取了加熱、覆蓋保溫措施。在新舊混凝土連接部位施工時(shí)首先調(diào)溫然后澆筑，確保澆筑的均勻性。

最后，加強(qiáng)澆筑后的養(yǎng)護(hù)。此次工程施工中根據(jù)實(shí)際情況將養(yǎng)護(hù)方式確定為蒸汽養(yǎng)護(hù)，將蒸汽管道埋設(shè)好，按照25cm 間隔設(shè)置氣孔，保證蒸汽可以均勻地釋放。該方式能夠不但能夠達(dá)到保溫效果，還可以達(dá)到保濕養(yǎng)護(hù)效果。工程箱梁外采用木質(zhì)模板所以在養(yǎng)護(hù)中可以搭設(shè)暖棚用于提高箱梁周圍環(huán)境溫度。為了確保保溫效果，需要保證密封好暖棚。

5 結(jié)束語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，道路橋梁發(fā)揮著非常重要的作用。我國(guó)北方冬季寒冷，通常不會(huì)在冬季施工，如果必須要冬季施工需要采取有效的保溫措施，這就加大了施工難度。為此，技術(shù)人員要注意加強(qiáng)各個(gè)施工環(huán)節(jié)分析，明確保溫加熱措施，將混凝土澆筑溫度盡量提高，確保道路橋梁施工效果。當(dāng)前冬季道路橋梁混凝土澆筑技術(shù)仍然存在很多需要改進(jìn)之處，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)改進(jìn)創(chuàng)新，積極探索優(yōu)化混凝土冬季施工的技術(shù)。