桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量分析

熊　晔（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司）



桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量分析

熊晔（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司）

在高架桥建设中，空心薄壁墩施工质量对桥梁的长期稳定和使用功能的正常发挥有很大影响。为了对空心薄壁墩的内部质量进行有效的分析判定，本文主要结合超声检测、雷达检测以及其他检测方法，对施工过程及后期运营空心薄壁墩的内部质量进行全面的、准确检测分析，以及加固修复之后的质量情况进行控制评价。

桥梁工程；空心薄壁墩；混凝土；浇筑质量

1　前言

交通体系对于城市的发展至关重要，近年来，伴随着城市化进程的加快以及城市规模的扩大以及人口的不断增加，城市交通供需越来越紧张，高架桥由于可以疏散交通，提高运输效率，可以有效缓解交通道路拥挤的现象，在现今道路建设中应用越来越广泛。对高架桥结构施工时期的质量及运营后健康状况进行检测分析评估，可以为城市高架桥长期安全稳定的运营及维修提供重要的基础数据和决策依据，因此极为重要。在高架桥施工中，空心薄壁墩较大幅度消减墩身自重，减轻了软弱地基的负荷，减少了自身的截面尺寸，使外观上变得更加的轻盈，因此应用极为广泛。空心薄壁墩施工质量对桥梁的长期稳定和使用功能的正常发挥有很大影响。基于此，对空心薄壁墩的内部质量进行有效的分析判定极为重要。事关地铁空心薄壁墩质量分析主要表现为：施工过程中的浇筑质量以及应力产生裂缝的影响。本文主要探讨桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量的分析。

2　桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量主要影响因素

在桥梁工程的空心薄壁墩中进行混凝土浇筑，容易产生裂缝现象，如表1所示，为某桥梁工程空心薄壁墩混凝土在浇筑过程中产生的变形，数据的获得是通过超声检测、雷达检测以及其他监测方式。

表1　监控变形数据表

通过分析可知，混凝土的浇筑质量与温度、混凝土的收缩性、构造、混凝土材料以及混凝土浇筑过程密切相关。

2.1温度

混凝土长期置于自然环境中，由于长期受自然界气温的影响以及日辐射的照射等，并且混凝土结构本身具有的热传导性能差，使得混凝土结构的表面温度迅速上升或者下降，但内部温度恒定，进而导致混凝土结构存在极大的温度梯度，从而产生温度形变，在混凝土结构的内外产生较大的温差应力。在桥梁结构中，这种温差应力大小甚至超过荷载应力，这使得混凝土结构发生极其严重的裂损现象。

由于温度变化，导致混凝土浇筑质量降低，从而引发裂缝，主要有两种情形，即：①承台浇筑以及薄壁墩的墩身存在较长时间的浇筑间隔，这时由承台浇筑所产生的温度趋于稳定，但墩身新浇混凝土在温度应力作用，由于底板约束，且早期的混凝土具有较低的弹性模量以及较大的徐变硬度，且还处于塑性状态，此时压应力快速松弛，当混凝土温度降低时，承台冷缩，使得混凝土内部产生较大的拉应力，当超过混凝土极限抗拉强度，薄壁墩墩身出现裂缝。②内外温差骤然降低出现裂缝。混凝土在浇筑温度较高时，在早龄期遇到昼夜温差或者是遇到寒潮袭击情况，使得内外存在较大的温差，此时混凝土表层的温度会急剧上升，混凝土本身为热量的不良导体，这是混凝土内外会产生极大的温度差，使得表层混凝土急剧收缩，使得混凝土的徐变形不能有效发挥，从而导致混凝土表层产生拉应力，进而导致混凝土表面开裂。

2.2混凝土收缩

对混凝土来讲，其收缩过程时间长，需要20d左右，但混凝土在进行初期硬化时，需要3～5d时间便可以达到最大收缩量，这对混凝土产生极大的损害。从时间角度考虑，收缩变形有两种，即：塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝。塑性收缩裂缝主要产生在混凝土浇筑之后，未硬化仍处于塑性状态的裂缝；干燥收缩裂缝主要产生在混凝土硬化之后的3～5d时间内，当养护不足或者是处于高温干燥环境，此时混凝土具有较大的收缩性，此时的混凝土的水化热也超过这一最大值。

2.3构造、材料等其他因素

（1）薄壁墩台的结构厚度较小，截面的抗拉能力较差，对于面积较大的表面，其产生的收缩能力极易超过混凝土的抗拉力，因此，容易出现贯通裂缝。对于薄壁墩台，其底部设计一般同大体积的承台固结相同，形成大量的钢筋联结，造成极大的刚度约束，从而使得墩台混凝土在变形过程中存在极大的应力，进而形成裂缝。

（2）水泥的质量不满足生产需求，则容易使混凝土产生离析或者是泛浆现象。骨料当中含有泥土或者是使用不满足设计需求的骨料，墩台便具有极高台身，从而造成混凝土拌以及料自上而下卸落，极易离散，再加上振捣难度较大，使得混凝土具有极差的均匀性，造成表面或者是局部存在较多的砂浆，进而造成收缩裂缝。

（3）薄壁墩具有较高的台身，且具有极其稠密的钢筋，加上混凝土搅拌的不均匀性，搅拌时间过长特性，此外，水灰比重过大等施工因素均会导致混凝土在浇筑过程中质量产生问题，导致裂缝现象的产生。

3　桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量控制

对于桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量控制，主要从以下几个方面进行：

（1）将裂缝看做是一项重要的技术指标，精心做好混凝土的施工配合比设计，具体来讲：对单方混凝土的水泥以及水的用量进行严格控制，通常情况下，水泥用量应低于 350kg/m3，在结合掺加粉煤灰等活性材料前提下，降低水泥用量以及水热化的产生，尽可能通过粗细骨料的良好级配，满足设计强度的需求；尽可能利用较低的水灰比、砂率、施工坍落度，采用粒径较大且连续的级配粗骨料，尽量利用中粗砂；对于外加剂的掺量，应尽可能降低，更不允许超过合理的范围，对于收缩性指标没有明确的减水剂，禁止使用。

（2）在进行施工方案设计时，要在施工现场允许的条件下，尽可能利用普通混凝土进行浇筑，在浇筑过程中，不宜利用泵送混凝土。

（3）尽可能降低墩台自身混凝土与承台混凝土浇筑的时间间隔，两者的龄期差异不能过大。

（4）对于昼夜温差较大的天气，最好不安排施工，在炎热的天气，要尽可能确保模板湿润。

（5）对于混凝土的浇筑水平要进行严格控制，在进行浇筑时，要确保混凝土不能从高处直接进行卸落，可以通过串筒或者是流槽的模式确保其均匀进仓，并要保证振捣均匀。

（6）增强养护工作，在进行施工时，最好利用麻袋覆盖淋水的方式进行养护，确保温度与湿度恒定，不宜采用直接淋水的方式进行养护。对于温差较大的天气，应该设置专门的保温措施，最好采用表面喷养护剂的方式并结合麻袋覆盖淋水的模式进行双重养护。

此外，在进行墩身施工时，要对桥墩的空间位置的施工测量以及混凝土收缩变形等进行严格控制，确保工程的顺利实施，还要提升整个施工系统以及操作平台系统，对于千斤顶、液压控制平台等设备要进行严格管理，确保在整个公路桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量的整体提高。

4　结束语

本文首先对桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量的影响因素进行分析，包括温度、混凝土的收缩性、构造、混凝土材料以及混凝土浇筑过程几个过程。在次基础上，本文从六个方面，对桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量的控制措施进行了分析。在高架桥施工中，空心薄壁墩较大幅度消减墩身自重，减轻了软弱地基的负荷，减少了自身的截面尺寸，使外观上变得更加的轻盈，因此应用极为广泛。希望通过本文对桥梁工程空心薄壁墩混凝土浇筑质量分析研究，为相关人员进行相关研究工作提供借鉴与参考。

［1］蒋玉龙．寒冷干燥地区桥梁混凝土薄壁墩防裂技术研究［D］．武汉理工大学，2007.

［2］徐美丽．空心薄壁墩混凝土表面缺陷成因分析及控制［J］．交通世界，2012（15）：277～278．

［3］王 云，朱华山，钟小军．空心薄壁墩身底部裂缝成因及预防方案分析［J］．湖南水利水电，2009（3）：37～40．

［4］甘丹宁．薄壁空心高墩施工技术探讨及其质量控制［J］．大众科技杂志，2005（11）：19．

熊 晔（1982-），男，工程师，本科，主要从事市政道桥工程试验检测工作。

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2095-2066（2016）11-0161-02

2016-3-27