摘 要:混凝土结构具有强度高、耐久性好、可塑性强等优点,已成为工程施工中最重要的结构形式。但由于混凝土施工内容繁多、工序复杂,影响其施工质量的因素较多,对其施工技术提出了更高的要求。为此,文章针对混凝土浇筑施工技术展开综合探究,介绍了路桥工程施工中常用的混凝土浇筑技术,并分析了混凝土施工技术要点,结合具体工程应用情况,详细探讨了扩大基础、重力式桥台等构件混凝土浇筑要点及注意事项,并总结了提高混凝土施工质量的有效途径,以期能有效提升混凝土施工质量。
关键词:公路工程项目;混凝土浇筑施工;施工技术;
作者简介:杨光辉(1986—),男,本科,工程师,从事道路工程施工、质量安全管理、试验检测工作。;
混凝土是基建工程领域最主要的建筑材料,其施工质量对整个建筑结构的整体性能有着举足轻重的作用,因此必须重点关注其施工技术。实际施工中,应结合建筑结构特点,科学选择合适的浇筑方式,最大限度地提升混凝土施工质量和效率。近年来,随着科学技术的不断进步,现浇混凝土施工技术日趋完善,其施工质量大幅度提升,但因其施工环境复杂,工序较多,施工中任何一个环节出现问题,均会对混凝土浇筑质量造成影响,从而降低工程建设的整体质量。为此,该文从混凝土浇筑施工技术角度出发,分别从技术要点、实际应用、质量保证等三方面对混凝土浇筑施工技术展开综合探究,全方位探讨了扩大基础、重力式桥台等建筑结构混凝土浇筑要点及注意事项,总结了提高混凝土施工质量的有效途径,可为后续类似工程施工提供理论指导。
现浇混凝土结构是工程最常用的结构形式,其施工内容繁多、工序复杂、技术要求较高,混凝土浇筑施工必须严格按照技术规程进行。主要施工内容有原材料选择、配合比设计、施工工艺控制、养护管理等。同时,根据施工部位的不同,其采用的浇筑方式也不尽相同,目前常用的浇筑方式有分层浇筑、分段浇筑、分层分段浇筑等,现着重针对分层浇筑展开介绍[1]。
全面分层浇筑法常用于大厚度、较规则的建筑结构,施工简便、快捷、质量可靠。采用该方法进行混凝土浇筑的关键在于浇筑时间的把控,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。全面分层浇筑应连续施工,科学控制分层厚度,确保各层厚度基本一致,实际浇筑时应按一定厚度、顺序和方向从一侧向另一侧逐层推进[2]。
分层分段浇筑法主要针对面积较大、厚度较厚的现浇构件,如承台等。其施工要点在于施工段、施工层的划分及后浇带施工。
分层厚度以20~50 cm为宜,分层浇筑时严格控制混凝土浇筑时间,待下层混凝土具备一定强度后再进行后续浇筑。后浇带应采用独立支撑体系,混凝土应高出原混凝土一个等级。与全面分层法相比,此方法施工面积相对较小,常配合跳仓法共同使用,不仅能显著提高施工效率,且避免温度裂缝问题的产生[3]。
此技术具有施工方便、快捷等优点,通常运用于大体积混凝土浇筑,在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。该技术运用的关键在于对分层角度、浇筑时间等技术指标的把控。一般情况下,斜面分层角度不得超过30°,分层厚度不得超过500 mm。浇筑过程中应加强振捣,防止漏振,以免产生蜂窝、麻面等质量病害。斜面分层浇筑应连续进行,中途不得停顿,并严格控制水灰比,防止产生干缩裂缝[4]。
某国道桥梁改造工程,设计长度88 m,桥梁全宽11 m,汽车荷载等级为公路-Ⅰ级,设计洪水频率1/100;上部结构为3×25 m桥面连续装配式预应力简支T梁;下部结构采用双柱式圆形截面墩柱及桩基础,桥台为重力式U型桥台,北岸为扩大基础,南岸为桩基础。承台为C30混凝土,体积264.95 m3,扩大基础为C25片石混凝土,体积386.90 m3,桥台台身侧墙为C25片石混凝土,体积794.40 m3,混凝土浇筑时需采取温控措施。
(1)选用大厂旋窑或新型干法窑生产的低水化热、低含碱量、品质稳定的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。所用原材料,质地均匀坚固,粒形和级配良好、洁净坚实,吸水率低、空隙率低,品质稳定、来料均匀,外加高效减水剂,尽量降低拌和水用量。在施工前的混凝土试配中,应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验,并择优选择抗裂性良好的混凝土原材料和配比[5]。
(2)混凝土拌和料中各种原材料氯离子含量、水泥含碱量、胶凝材料最小用量、集料的压碎值、吸水率、针(片)状颗粒、含泥量符合规范要求。粗集料的最大公称直径应小于钢筋间最小净距和保护层厚度的2/3。外加剂中氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总量的0.02%。高效减水剂中的硫酸钠含量不宜大于减水剂干重的15%。水除符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T3650—2020)外,混凝土拌和用水中的氯化物离子含量,预应力混凝土构件不大于500 mg/L,钢筋混凝土构件不大于1 000 mg/L。混凝土采用泵送方式施工,优势较为明显,施工简便、高效,对混凝土性能要求较高,必须具有良好的和易性、流动性[6]。
该工程混凝土浇筑,根据分层浇筑法,实施全面分层浇筑,以有效防止混凝土内部温度过高。
(1)全面分层法主要沿构件长边方向进行浇筑,在下层混凝土初凝后进行上层混凝土浇筑。
(2)斜面分层法,当结构厚度与长度比值小于1/3时,采用斜面分层浇筑。浇筑过程中按照由下而上的顺序实施振捣,防止产生施工缝。
施工时应严格按照规范规定并结合该桥配合比设计要求执行,积极做好混凝土的养护,即时记录养护开始时间、混凝土养护中的表面温度与降温速率、拆模时间与拆模时气温等。
(1)混凝土养护的关键在于温度控制,采用内外结合的控制手段。内部控制主要通过布设冷却水管进行降温,抑制水化反应造成的温升过快,从而完成温度控制。外部控制则是在混凝土表面覆盖薄膜、毛毡等材料,使其与外部环境分隔开,有效控制混凝土内外温差。通过内外双重控制,科学控制温度裂缝[7]。
(2)结合实际情况,适当延长养护时间。由于该工程施工时间处于冬季,外部气温较低,混凝土内部水化反应缓慢,持续时间较长,水分散失更快,因此,必须严格控制温度和湿度等外部环境条件,确保满足养护要求,并根据实际情况适时开展养护作业。该工程养护时间大于21 d。同时,应严格控制混凝土表面加载情况,强度达到2.5 MPa前严禁上人施工,避免影响结构强度[5]。
(3)合理确定拆模时机。承台模板拆除前,应结合混凝土强度、内外温度情况综合确定拆模时机,通常状况下,当强度超过10 MPa,温差低于20℃时,方可进行模板拆除。拆模时,应加强结构保护,避免对结构造成破坏。同时,拆模后应及时采取保温措施,并实施养护[8]。
(1)建立质量管控体系。结合工程实际情况开展施工图审查工作,并编制科学有效的施工方案,完善技术交底等。技术交底宜按以下方式进行:(1)工程施工前编制工作手册,对管理人员进行科学分工,并全面交底,明确岗位职责;(2)施工过程中,现场管理人员应加强施工过程管控,对施工工艺及技术标准实施交底,针对关键工序和关键部位实施现场监督;(3)管理人员对施工班组长进行技术交底,并形成书面报告;(4)从组织管理、技术控制、经济奖惩等方面加强混凝土质量控制,确保各项技术标准和质量措施得到落实,全面提升混凝土浇筑水平[9]。
(2)加强原材料质量控制。结合工程实际情况,开展市场调研,选择实力强、信誉度高的混凝土供应商,加强混凝土生产过程控制,严格落实进场复检制度,确保坍落度、配合比等各项指标满足设计要求。针对具有特殊要求的建筑结构,应合理控制混凝土内部各组分比例。原材料入场前应全面检查产品合格证、检验报告等质量证明文件,并进行抽样检查,若检验不合格,应禁止使用。
(3)强化施工现场质量控制。项目部应配备专业的技术管理人员,专门负责混凝土施工过程监督和管理,着重针对关键工序和关键部位施工进行质量管控。发现质量问题,严格要求施工方进行整改,并制定详细的整改方案,确保混凝土浇筑质量。
(1)优化配合比。配合比是控制混凝土质量的重要指标,直接决定混凝土强度、耐久性等各方面性能,因此在进行拌和时,应严格控制水泥、水、粗细骨料及外加剂含量,严禁现场浇筑时加水作业。
(2)搅拌质量控制。混凝土拌制应严格按照设计确定的配合比进行拌和,通过试拌确定搅拌速率和搅拌时间等工艺参数。针对搅拌速率过快、拌和时间过长导致的离析现象,应科学应对。
(3)进场坍落度控制。混凝土浇筑前,应现场检测坍落度,确保满足设计要求。
(4)严控验收环节。混凝土浇筑完成后,应采用刮刀、抹面板等工作进行整平处理,并收面和抹光,保证成型效果。混凝土接茬部位,应进行凿毛处理,以有效增强新旧混凝土结合效果。混凝土质量验收应严格执行质量验收标准,检验项目包括强度、截面尺寸、外观质量等,主控项目应100%合格。
混凝土浇筑时,应加强温度监测,提前在混凝土内部设置测温点,通过信息化手段及时了解混凝土内部温度状况,以便及时采取科学有效的温度控制措施。温度监测基本程序如下:
(1)监测项目及相关要求。温度监测主要包含环境温度和混凝土温度两部分。(1)环境温度。环境温度控制要素较多,包括季节、天气状况及养护状况等;(2)混凝土温度。混凝土施工过程中,温度监测的主要对象为混凝土温度,重点针对混凝土施工前、后温度实施监测,以有效了解温度变化状况。主要监测项目包括拌和温度、入模温度、浇筑温度、养护温度等,特别对于混凝土浇筑完成后,可结合温度监测情况采取针对性养护措施,不断优化养护方案,提高养护质量和温度控制效果,保证混凝土施工质量[10]。
(2)混凝土温度控制标准。按照现阶段实施的大体积混凝土施工技术标准及质量控制要求,并结合该工程混凝土施工实际情况,确定了温度控制标准。(1)对混凝土入模温度实施严格把控,一般控制在5~28℃范围内;(2)混凝土内部温度最大不得超过75℃,且与入模温度相比,温差不得大于50℃;(3)混凝土浇筑完成后内外温差不应超过25℃;(4)混凝土温度下降时,温降速率不得超过3℃/d;(5)循环水降温时,进、出口部位水温温差不得超过10℃;(6)拆模时,应保证承台表面温度与环境温度相差不得超过20℃。
综上所述,现浇混凝土结构在工程中的成功应用,有效推动了建筑行业的发展。但由于实际施工中影响混凝土质量的因素较多,导致混凝土施工质量控制难度较大,极易产生工程质量问题。为此,该文从施工工艺及实际应用两方面入手,对现浇混凝土施工技术展开综合探究,介绍了工程施工中常用的混凝土浇筑技术,总结了提高混凝土浇筑质量的具体方法。结论如下:
(1)现浇混凝土施工工序复杂,影响其施工质量的因素较多,主要包括原材料、配合比、施工工艺等,实际施工时应结合工程具体状况及结构特征,科学选择浇筑方式,并有效控制各方面因素影响,保证工程质量。
(2)实际施工中,基础、承台、立柱等结构混凝土浇筑,应根据结构特征,科学控制浇筑过程,确保浇筑质量。
(3)建立科学完备的质量保证体系,强化现场管理和过程控制,并制定有效的混凝土养护方案,从根本上提升工程整体质量。
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