市政道路与桥梁工程混凝土施工技术分析

林安周

华洲建设温州有限公司 浙江 温州 325500

1 市政道路桥梁施工特征

作为城市基础设施建设的重要内容，道路与桥梁施工关系着城市交通运行的效率和安全性，对于城市经济发展和综合服务质量具有较大影响。相比其他市政建设项目，城市道路与桥梁工程不仅具有施工环境复杂的特征，而且工程项目整体的专业性较强，对于施工技术、施工质量的控制要求较高。市政道路桥梁施工环境的复杂性表现在工程项目的建设场地较为狭小，具体施工区域贯穿于城市的大街小巷，这样在工程项目建设中，城市各区域的地质水文、地下构筑物、管线等都会对项目建设造成影响，同时城市内部人流、车流状况较为复杂，这也会增加项目建设的风险，故而在市政道路桥梁工程全生命周期内，应重视施工环境的系统控制。同时市政道路桥梁工程建设具有较强的专业性，该特征着重表现在项目施工技术应用层面；结合施工实际可知，市政道路桥梁施工需严格按照CJJ2—2008、JTGF80/1—2004等规范的要求，进行路桥基础、桥台墩柱、路桥表面等部位的施工技术要点控制，并且需标准化地使用桥梁翻模、滑模施工技术；只有严格按照施工规范、项目设计标准进行路桥施工，强化施工技术应用，才能有效提升工程项目建设质量，保证路桥施工的专业化程度。另外市政道路桥梁工程建设直接关系着城市居民交通出行的效率与安全，对于城市整体服务质量具有较大影响，故而在项目建设中，除规范施工技术外，施工人员还应重视项目工期、成本、质量、文明施工等内容的科学管理，在项目建设中，通过统筹、协调这些指标要素之间的关系，能有效提升工程项目建设质量，保证市政道路桥梁的施工效益和应用价值[1]。

2 道路桥梁混凝土施工要点研究

2.1 模板设计

模板施工是桥梁混凝土施工期间的重要环节。开展设计工作时，需作业人员着重考虑三项内容：一是尽可能保证模板安装与拆卸工作的便捷性，同时做好模板支撑结构的施工工作，确保其整体牢固，以此增强模板稳定性。选择模板时，应以具备良好平整度、高强度的模板为主，并重点测量其刚度，防范混凝土施工或桥梁投入使用后出现基础变形问题。此外，需注重对模板密封程度的考量，规避浆液渗漏。二是做好模板材料的选择工作。模板材料需具有极强的耐腐蚀性、吸水性等特征，且表面洁净、平整。具体选择时，可依托桥梁不同构件的实际形状以及规格，确定相适宜的模板材料。若构件为圆形，则以钢模板为主；而对于复杂形状构件，如E形、T形，尽可能选择竹胶板。三是科学落实模板处理工作。如果最终确定模板类型为钢模板，应安排施工人员抛光处理模板与混凝土接触面，以此增强混凝土光洁度。

2.2 混凝土原材料管理及配比

原材料质量对于混凝土材料的配置效果具有较大影响，在项目施工的初期阶段，还应重视混凝土原材料质量的系统管理。一方面，在混凝土原材料进场检验中，应重点检查材料数量、规格、品种、质量等指标，所进场的材料应具有完整的产品合格证明书、质量检验单，杜绝劣质材料进场。另一方面，原材料进场后，还需要做好材料的分类堆放，譬如，应将矿物掺合料放置在散料仓，而袋装粉状材料应存放在专门的库房中，严禁所有材料露天堆放，此外应做好库房环境管理，避免库存材料受潮或污染变质。市政道路桥工程建设中，在保证原材料质量的基础上，还应科学开展材料配比设计，GB8076—2008、GB50119—2013等规范是公路桥梁混凝土原材料配置的重要依据，施工人员应结合这些规范和设计情况，做好材料适配以及调整工作，材料配比设计中，还应通过正交试验法等方式，精准控制混凝土耐久性、设计强度等级等要素，并且应结合工程建设需要，深化多功能复合外加剂材料的应用，提升混凝土材料整体性能[2]。

2.3 模板安装

模板是指由螺栓、模板面、组合卡扣与支撑部件组成的浇筑模具体系，它的主要用途是为浇筑工段的混凝土提供拘束力，使浇筑的工程构件能够干化形成指定的几何形状与结构。该桥梁工程在施工方案设计时，考虑到施工美观度以及施工成本的问题，决定采用在钢模板上涂刷脱模剂的做法进行模板安装，以达到延长模板使用的目的。首先是支架搭设，它是施工人员在高空完成浇筑作业的重要辅助设备，主要作用是为施工人员提供可靠稳定的操作平台。在该工程中主要采用了满堂门式支架方案，钢管尺寸为26.8mm×2.5mm，组合卡扣、交叉支撑、调节架、水平架等配套构件均采用钢结构。为了进一步提高施工作业的安全保障，在支架搭设完成后，还需对部分主要受力的连接点进行焊接加固。而后是进行施工图纸的放线测量，在施工控制网格中找到浇筑构件的中心轴线，并用定位钢筋进行标记。同时在模板安装作业前，还需要根据模板的组合方案，将固定配件以预埋的方式安装就位。接着从箱梁的阴角模板的安装位置开始按照配板图纸进行对接安装，在安装前需要先将模板用砂轮机进行表面除锈处理，涂刷层厚不小于8mm的脱模剂，等到安装对位精准后，用54mm的标准短款销钉与对拉螺栓进行固定。在所有模板组装完整前，用于固定的对拉螺栓不能扳拧过紧，应当适当预留出部分用于微调安装结合位置，避免模板错位后受到弯距作用而出现形变损坏，但也不宜使模板发生松动。最后是模板加固作业，等到构件四周的模板全部组装完成后，在每个模板背楞连接部位应当用U字码将两个搭接的模板加强筋进行连接固定，而箱梁顶部墙柱的安装模板，则用顶部拉斜支撑的方法进行固定。加固作业时还需要检查模板的对地垂直度，若发现存在错位、偏差安装的目标，可以通过改变顶部斜拉支撑力的方法，来不断调整柱、墙模板的垂直度，直至其完全满足设计施工方案的质量要求为止（如图1）。

图1 模板安装

2.4 材料配置

市政道路桥梁工程建设中，混凝土材料配置搅拌按照事先设计的配比方案进行操作。首先在材料混合搅拌前，要求严格检测粗骨料、细骨料的含水率，结合材料含水率等情况进行配比优化调整。其次为保证材料配置的规范性，在配置初期阶段，还应做好原材料的称量工作，一般原材料称量使用电子计量设备完成。以市政道路桥梁工程高性能混凝土材料为例，在材料配置及原材料称量中，需严格控制1m3混凝土材料中的水泥372kg，粉煤灰粉和矿渣粉各90kg，硅灰48kg，另外砂、石、水及外加剂的用量需分别控制在730kg、1094kg、132kg和7.8kg。为确保材料配置的精准性，一般对这些材料的用量偏差还有严格要求，如通常骨料的用量偏差不超过±2%，而拌和用水、外加剂、胶凝材料的用量偏差和需严格控制在±1.0%以内。现代工程建设多使用自动搅拌机进行材料配置，该环节中，将外加剂、矿物掺合料、水泥以及细骨料等材料投入搅拌机后，按照先干搅拌后加水搅拌的方式进行施工，一般各阶段搅拌时间均不低于30s，材料总体的搅拌时间应控制在2～3min。值得注意的是，在夏季施工时，若外界环境温度较高，这还应尽可能地使用冷水进行材料搅拌，确保材料入模时的温度保持在5～30℃。冬季材料搅拌时应注意加水预热，这样能在控制拌合物温度的基础上，预防材料拌和不均匀和过早凝结问题，为后期施工创造有利条件[3]。

2.5 浇筑施工作业

等到钢筋绑扎固定完成后，即可组织进行混凝土的浇筑作业了。在该工程项目组织浇筑作业时发现，由于分布筋与受力筋布置较为密集，容易因混凝土冲击钢筋骨架或模板影响最终的浇筑成型质量。因此在混凝土入模浇筑的过程中，该项目主要是采用了“串筒溜管下料”的做法来控制混凝土的浇筑下落走向，将混凝土的自由倾落高度控制在1.5m以内。同时在浇筑层高度提升时，还要同时调整出料口位置，尽可能地绕开钢筋密集处。为了避免混凝土浇筑作业出现离析现象，本次施工采用每联2次的浇筑方法，第1次浇筑箱梁的底板与腹板，第2次再浇筑顶板。但两次浇筑作业必须要混凝土对称均匀，避免因内模受力不均的问题给模板产生水平推力，使模板向浇筑量大的一边发生偏移。同时在分联浇筑作业时，还要与浇筑工序一同展开振捣作业，将直径为3cm的插入式振捣棒插入混凝土浇筑点位使该处混凝土充分密实。在进行振捣作业时需要注意以下几点：一是振捣器应当快插慢拔，且不得与钢筋骨架交错的位置发生直接接触；二是需要合理控制振捣器的移动间距，振捣上一层时，至少要插入下层5～10cm，确保两个振捣层的混凝土结合紧密、质量均匀，水平移动间距不应超过振捣作用半径的1.5倍，也就是40～50cm之间；三是振捣应当逐点按照顺序进行，不能出现遗漏，振捣点位不能设置过疏或过密，通常为振捣器有效作用半径的1.25倍，也就是30～40cm之间（如图2）。

图2 振捣

2.6 施工缝处理

最后是施工缝处理，由于桥梁工程的混凝土施工任务量较大，难以一次浇筑完工，所以必须要设置施工缝来分段进行浇筑作业。施工缝并不是真正意义上的“缝隙”，而是两个不同浇筑作业段之间由于先后凝固时间不同而形成的界面接缝。在本次施工作业过程中，总结了以下施工接缝处理方法：首先是施工缝设置，应当根据桥梁工程的设计图，找到箱梁构件的受力区部位与非受力区部位，其中受力区不得设置施工接缝；而后在预设施工接缝的部位用规格为HPB235，直径φ8mm的弯头钢筋作为连接筋植入接缝界面；接着等到混凝土开始初凝后，需要露出混凝土的粗骨料，但不能裸露钢筋；最后用水枪等工具将接缝处表面的碎块、浮灰冲洗干净后，在其上部涂刷层厚不小于10～20mm的C30水泥砂浆。在施工缝部位继续施工之前，需要对旧混凝土表面进行强度检验，只有当强度达到完全硬化的70%时方可继续新工段的浇筑施工，避免振捣作业破坏旧浇筑段的水化结晶效果，使混凝土出现开裂断层现象[4]。

2.7 混凝土养护

混凝土施工时，为规避混凝土裂缝的产生，需保证混凝土结构中有充足水分，增强混凝土整体稳定性的同时，还可延长道路桥梁工程运行年限。对此，要求施工人员全面落实混凝土养护工作。当前，常采用的养护手段有两种，即温差控制、早期养护。前者养护原理如下：将道桥结构截面构件以及实际使用性能作为依据，制定科学且可行的防护措施。比如，安装蓄水养护冷却水管、保护膜表面覆盖等，实现对混凝土表面与内部温度的全面把控，以此规避温差存在，从根本上提高混凝土成型质量。此外，开展混凝土早期养护工作时，应先拆除外模，再执行混凝土全湿养护，以降低外界自然环境如强光直射、日夜温差等对混凝土结构的不良影响。早期养护时间通常设定为14d，紧接着开展至少21d的常规养护工作，以增强混凝土整体耐久性与稳定性。

3 市政道路及桥梁施工中的混凝土施工质量控制措施

3.1 严格控制工程材料应用

现代工程建设模式下，人们对于市政道路桥梁工程的建设质量提出了较高的要求，要从源头上提升项目建设质量，还应重视施工材料的应用。目前商品混凝土在城市道路桥梁中的应用较多，在混凝土材料应用中，首先应做好水泥原材料的质量控制，如尽可能地使用道路塑化或者疏水硅酸盐水泥，控制硅酸盐水泥的比表面积，确保其比表面积不小于2800cm2/g。存放超过2个月的水泥需作强度实验。市政道路工程混凝土材料骨料选择中，应确保大骨料的密度控制在2000～2800kg/m3，同时应重视骨料清洁度的控制。工程外加剂选用中，应重视外加剂用量控制，避免外加剂使用过多造成商品混凝土表面张力扩大和含气量增加等问题。完成这些原材料质量检查后，按照砂、水泥、碎石的顺序投料，确保配置的混凝凝土具有良好的和易性、坍落度和流通度。

3.2 重视施工过程质量监管

规范开展施工过程质量监管能保证市政道路桥梁施工技术应用的规范性，提升工程建设整体质量。结合工程建设实际可知，市政道路桥梁工程施工过程监管包含较多内容，首先应制定严格的监管制度，并对技术监管人员的权责进行划分，明确具体管理范围，为施工现场监管工作的规范开展提供保证。其次在项目中，应注重混凝土原材料配比设计、配置搅拌、材料运输、浇筑振捣、养护管理等环节的技术和质量控制，确保项目建设内容符合施工规范。在这些具体施工环节质量监管中，应做好关键施工内容的控制，如添加剂影响着水泥的流动速度和自缩值；添加剂不同，混凝土的自缩值也会有所差异。故而在添加剂使用中，应严格按照国家规范使用添加剂，保证工程建设质量。若条件允许，还可在混凝土中引入一定的金属纤维，以此来提升混凝土的抗裂性等。

4 结论

道路桥梁施工中混凝土裂缝的发生会受到诸多因素的影响，在了解混凝土裂缝成因基础上，要采取针对性措施进行预防，确保混凝土施工符合实际要求，避免产生裂缝，影响道路桥梁的安全性与质量。为对混凝土裂缝进行有效预防，要从材料、施工工艺、荷载等多个要点出发，全面把控混凝土施工效果，提升道路桥梁施工的整体质量，促进我国道路桥梁事业的可持续发展。