摘要:由于市政橋梁多跨越道路,為了取得較好的視覺效果,橋跨結構多采用現澆混凝土箱梁。現場施工過程中,施工質量易受施工場地和交通狀況影響,市政橋梁施工質量的控制較困難。本文以箱梁混凝土施工為例,分別從原材料控制、混凝土運輸、澆筑、振搗和后期養護方面等進行論述,提出提高箱梁混凝土施工質量的關鍵點,對后期市政橋梁箱梁的施工控制具有一定的借鑒意義。
1、前言
隨著城市人口的日益增加,城市規模日益增大,城市交通擁堵問題越來越嚴重。為了解決日益嚴重的交通擁堵問題,城市規劃者越來越重視立體交通的建設進程。采用立體交通的方式,可以大大減少交通信號燈的等待時間,明顯提高交通運力,是解決城市擁堵問題的最佳方案,市政橋梁在立體交通中扮演著至關重要的作用。但是,市政橋梁施工過程中易受施工場地和現狀交通的影響,極易出現混凝土開裂、混凝土強度偏低等質量問題[1-2]。本文以箱梁混凝土施工為例,根據市政工程的特點,分別從混凝土的原材料控制、混凝土的運輸、澆筑、振搗和后期養護等方面進行論述,提出箱梁混凝土施工質量控制的關鍵點,對提高市政橋梁箱梁混凝土施工質量具有一定的指導意義。
2、混凝土原材料控制
混凝土質量的好壞直接影響到市政橋梁的施工質量,因此,要加強對原材料進廠的質量控制以提高混凝土的出廠質量。
2.1、碎石
由于箱梁鋼筋布設較密,鋼筋間距較小,波紋管與模板之間的間距更小。為了保證混凝土能順利澆筑,避免梁體出現空洞、露筋等現象,碎石應選擇粒徑較小的,最大粒徑不宜超過20mm。為了保證碎石具有良好的級配,提高混凝土的密實程度,宜選擇兩檔或三擋料,不宜采用連續級配,以保證碎石具備最佳篩分曲線。另外,對石粉含量應嚴格控制,曾有文獻提出石粉含量在不超過20%時[3-4],對混凝土強度、抗折性能和抗滲性能是有利的。但是,由于石粉質量參差不齊,含泥量較高,容易影響混凝土的質量,因此,建議碎石中的石粉量不宜超過10%。
2.2、砂
根據相關規定,市政橋梁均應選用商品混凝土,而商品混凝土攪拌站大多承接工業與民用建筑工程,為了降低砂的成本,商混站使用低品質砂和海砂的現象十分普遍,尤其是海砂,因其價格便宜,潔凈度高,在商品混凝土攪拌站中應用最多。但是,由于氯離子對鋼筋具有嚴重的腐蝕作用,極易造成鋼筋銹蝕,大大縮短了結構物的使用壽命。因此,在選擇砂時,應對砂的氯離子含量進行定期檢查和不定期抽查,以保證混凝土中的氯離子含量滿足規范要求[5]。另外,對砂的含泥量、含石量和風化程度要嚴格控制,選擇含泥量高或風化嚴重的砂拌制混凝土,由于泥土具有強度低、吸附性高的特點,容易吸附水和外加劑而造成混凝土強度降低、斜落度損失過快等問題的出現。選擇含石量高的砂,如果不對混凝土砂率進行合理調整,容易造成混凝土出現離析、露石等現象,嚴重影響混凝土的狀態。
2.3、水泥
水泥應選擇產量高、品質好的水泥廠家。由于市場對水泥的需要量較大,常處于供不應求的局面,水泥生產后,未經過陳化B卩被運到各攪拌站,攪拌站往往也不等水泥溫度降低就開始使用,水泥溫度過高容易造成混凝土凝結過快、坍落度損失多且快等問題。
2.4、粉煤灰
粉煤灰作為主要的礦物摻合料,因其微觀結構呈珠狀,可以起到物理減水的作用,并且可以與Ca(OH)2進行二次反應,對混凝土后期強度增加具有明顯意義,因此其用量越來越大。在選擇粉煤灰時,應對粉煤灰的燒失量進行嚴格控制。燒失量直接反應含碳量的高低,碳是疏松多孔結構,對外加劑和水具有極強的吸附作用,容易造成混凝土出現凝結時間延長、混凝土強度降低等問題。
2.5、礦粉
礦粉的粒徑小于水泥和粉煤灰,摻加礦粉后可以提高混凝土的密實強度,進而提高混凝土的強度和耐久性。另外,礦粉具有較高的活性,對提高箱梁混凝土的早期強度十分有利。但是,由于礦粉的物理結構呈片狀,混凝土中摻加礦粉后黏度變大,不利于箱梁混凝土的澆筑施工。
2.6、減水劑
減水劑應選擇高效減水劑,并有合理的摻量。如果摻量過小,可能會因為計量設備誤差而造成混凝土狀態出現較**動;如果摻量過大,又會造成因外加劑引入較多的水而改變水膠比,影響混凝土強度。外加劑中各種成分應具有良好的相容性,特別注意引氣成分和緩凝成分直接的相互影響。
3、運輸控制
由于市政橋梁往往處于市區,混凝土運輸受交通狀況的影響較明顯,因此,在選擇運輸路線時應綜合考慮運距、道路狀況、限行、限載、限高等問題,至少選擇兩條以上的運輸線路,并且所選擇的運輸線路應得到交通管理部門的同意和批準,辦理相應的運輸許可證。運輸時間應避開早晚上班高峰期,避開學校、醫院、商場等人流密集和容易出現交通堵塞的道路。夏季運輸時,應根據天氣狀況,適當提高混凝土的出機坍落度,并提高減水劑中緩凝成分的用量,保證運至施工現場的混凝土具有良好的工作性。如果車輛因堵車或其他原因造成運輸時間超過2小時,且混凝土坍落度損失大于50mm或出現初凝現象,建議該車混凝土廢棄不用;如果坍落度損失小于50mm,則可以由攪拌站現場技術人員根據實際情況,通過加外加劑的方式調整混凝土的狀態,嚴禁司機采用加水或加外加劑的方式進行調整。如果運輸車輛運輸前遭受雨淋,運輸之前應先將運輸車輛內的積水排除干凈后再進行運輸,避免因罐內積水而導致首車混凝土水膠比變化,造成混凝土強度降低。冬季運輸時,應對運輸車輛罐體做好外保溫措施,并相應提高混凝土的出機溫度。
4、澆筑和振搗控制
4.1、澆筑環境條件
混凝土拌合物入模溫度宜在5?30℃,模板溫度宜在5?35℃。當晝夜平均溫度低于5℃或最低氣溫低于一3℃時,應采取保溫措施,并按冬期施工處理;當環境溫度高于35℃時,對混凝土采取降溫措施,確保不因水化熱過高造成混凝土開裂。
4.2、澆筑要點
由于白天受交通狀況的影響較大,市政橋梁混凝土施工常在夜間進行,為了加快施工速度,箱梁澆筑時宜選用2臺泵車泵送混凝土,泵車位置設置應合理,保證泵車的伸臂長度應能覆蓋整個澆筑段,避免泵車移動而造成時間的浪費。混凝土澆筑之前,應采用高壓空氣對模板進行清掃,對底板和翼緣板模板上的銹跡和污跡進行清理,保證混凝土拆模后的外觀質量。澆筑時應由箱梁最低處開始澆筑,采用水平分層、斜向分段、兩側腹板對稱、連續澆筑的方式進行,每段斜度不大于5°,平分層厚度不得大于30cm,先后兩層混凝土的間隔時間不得超過初凝時間,且混凝土的下落高度不應超過2m。
市政橋梁的箱室較多,腹板、肋板和底板交接處鋼筋較密集,該處混凝土容易出現空洞和蜂窩,因此,肋板和底板混凝土的坍落度比頂板混凝土的坍落度大20mm為宜,但不宜大于180mm。與集料相比,漿體的流動距離遠遠大于集料,而漿體的收縮量卻遠大于集料。為了避免漿體交匯處因漿體收縮而產生開裂現象,混凝土布料應均勻,混凝土流動距離不宜大于1m,避免某處集中卸料后用振動棒振搗推料的方式布料。為了保證底板和頂板厚度,在混凝土澆筑前,在鋼筋網片上每隔0.5?1m設置一豎向定位鋼筋,在鋼筋上做好標記,以確保混凝土的澆筑厚度。
振搗時應采用插入式振搗器振搗,且應采用兩種直徑的振搗棒,靠近模板處應選用直徑較小的振搗棒,避免振搗時振搗棒碰觸模板或鋼筋。振搗時應垂直點振,不得平拉。點振移動間距不應超過振動棒作用半徑的1.5倍。振搗時應快插慢拔,每一處振完后應緩緩提出振動棒。振搗時避免振動棒觸碰模板、鋼筋和波紋管等;對每一振動部位必須振到該部位混凝土不再下沉、冒氣泡,表面呈現平坦、泛漿為止。混凝土灌注完成后,混凝土初凝前,做第二次趕壓抹平,表面用木模搓平、搓毛。
分兩步澆筑的箱梁,頂板與底板的澆筑時間間隔不宜超過14天,當底板混凝土與頂板混凝土齡期差別較大時,可能會因為底板和頂板收縮量差別較大,造成底板對頂板產生較大的約束力而引起頂板開裂。
5、養護控制
混凝土二次抹面完成后lh即可覆蓋塑料布或土工布,混凝土終凝前即要開始養護,可采用人工噴水霧或噴養護液的方式養護,避免采用大水滿灌的方式進行養護。夏季施工時,分兩步澆筑的箱梁,當頂板混凝土澆筑完成后,應在入孔處設置排風扇,加大箱體內的空氣流動,減小箱梁的內外溫差。箱梁頂板應采用塑料薄膜加土工布覆蓋的方式保濕和保溫,待頂板內部溫度與氣溫之差小于20℃時,采用溫水進行養護,養護用水的溫度與混凝土表面溫度差值不宜大于15℃。冬期施工時,當氣溫低于℃時,嚴禁采用灑水養護,應先覆蓋保溫,待梁體溫度與氣溫之差小于20℃時,采用溫水進行養護。
6、結論
箱梁施工包括多個方面,其中混凝土施工作為其重要組成部分,直接影響整個箱梁的施工質量。為了提高箱梁的施工質量,需做好以下兩個方面:
(1)加強對原材料的進場管理,提高原材料品質;
(2)加強混凝土施工全過程管理,制定科學合理的施工方案,抓住施工控制關鍵點,進一步提高箱梁混凝土的施工質量。
參考文獻
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[2] 胡志軍.淺析市政橋梁施工質量問題與預防措施[J].工程技術,2012(10)42?43.
[3] 葛棟.石粉含量對混凝土性能的影響[J].科技資訊,2010(29):50?52.
[4] 于世強,林寧寧,鄧云龍.石灰石粉對混凝土工作性和抗壓強度的影響研究[J].工業建筑,2012(S1):42~44.
[5] 公路橋涵施工技術規范(JTG/TF50—2011).北京:人民交通出版社,33?34.
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