隧道桥梁高性能混凝土性能及施工工艺分析.pdf

第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 施 工技术 Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 隧道桥梁高性能混凝土性能及施工 工艺分析 李宏伟 ( 中铁十九局集团第一工程有限公 司，辽阳 1 1 1 0 0 0) 【 摘要 随着我国经济的不断发展，政府及民众对于公共工程尤其是隧道桥梁施工的要求越来越高，高性能混凝土在这些 施工中的应用也显得更为重要 。分析高性能混凝土施工工艺，为以后需要试配和使用的高性能混凝土桥梁及隧道施工工程提供 帮助 。 关键词 隧道桥梁 ；高性能混凝土 ； 现浇梁施_ Y - 中图分类号 U4 4 4； U4 5 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 9 0 0 4 8 0 2 Ana l y s i s o n Pe r f o r ma nc e a nd Co ns t r uc t i o n Te c hno l o g y o f Hi g h Pe r f o r ma nc e Co nc r e t e f o r Tun ne l Br i dg e Li Ho n g we i Ab s t r a c t As C h i n a S e c o n o m y c o n t i n u e s t o d e v e l o p ， t h e g o v e r n me n t a n d t h e p u b l i c ， e s p e c i a l l y f o r p u b l i c wo r k s t u n n e l b r i d g e c o n s t r u c t i o n h a v e b e c o m e i n c r e a s i n g l y d e ma nd i n g ， h i g h p e r f o r m a n c e c o n c r e t e wo r k i n t h e s e c o n s t r u c t i o n a l s o s i g n i f i c a n t l y m o r e i mp o r t a n t An a l y s i s o f h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y , t o a s s i s t wi t h t h e f u tu r e n e e d s c o mmi s s i o n i n g a n d u s e o f h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e b r i d g e a n d t u n n e l c o n s t r u c t i o n p r o j e c t s K e y wo r d s tun n e l b ri d g e； h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e； s i t u b e a m c o n s t r u c t i o n 1 高性能混凝土 的特点与主要性能 隧道 桥梁施 工 中采用 的高性能混凝 土是 将 高科技运用 于 普通混凝 土 中制成 的，它 的制作过程 同现代 混凝土制作技术 ， 但它各 方 面性 能却 远远高 于普通混 凝土 。一 般 耐久性是最主 要的设计指标，但有时为满足工程中不同的具体要求，也会 将其他的各种性能作为重点要求。高性能混凝土在其配置过 程中，一般会使用较低的水胶比，在混合原料选取方面也十 分严格 ，此外还会使用足量掺合料及高效外加剂来保证其质 量。相较于普通混凝土，高性能混凝土更易于浇筑，且在捣 实后不离析，可长时间保持稳固状态。混凝土最重要的性能 是在新 搅 拌 的状态 下拥有 优质 的工作性 ，而高 性能 混凝 土 由 于其在 设 计之初 就以其耐 久性 为主要 目标， 因此它 不仅拥 有 非常优 良的工作性， 还具备 良好的力学性能， 既不会出现离析， 更不会出现泌水的情况。具体性能上，高性能混凝土水化硬 化早起的沉降及收缩程度相对较小，甚至可实现无初始裂缝， 在硬化完成后渗透性较低，对于外部侵蚀因素拥有极强的抵 抗性，因而它能最大程度地满足结构功能要求，节省成本同 时增强建筑 的使用寿命 。 2 高性能混凝土 中原材料的选取 具 体 原料 的选 择 中，第一考 虑水泥 ，高性 能预 拌混凝土 在水泥的各项要求和配置工艺上可参考普通水泥，但如果出 现水 泥及 胶凝 材料用量大 于要 求标准 时需控 制减水 剂的 品种 或用 量进 行 调整。决定 高性 能混凝土 强度 的各项 因素 中，水 胶比是其中最关键的一环，因此须结合设计要求、使用材料 的特 性 及 以往经验设 计合适 的配合 比。此 外， 为满 足混凝土 体积 的稳定性，凝胶材料 总量也有限制。第二是砂率，对于 泵送的高性能混凝土，砂率选用要求一般是2 3 4 4 。第三 要考虑的材料是水，水在搅拌中加入可增加混凝土的流动性， 它对于拌合料的性能及混凝土的凝结、硬化和体积等方面都 有一定影响。在用水选择方面，不能选取对混凝土有害物质 的水 ，杂质 含量不可超 标 。第 四是骨 料，骨 料 是混凝土 的主 收稿 日期 ： 2 0 1 6 一 O 5 2 4 作者简 介 ： 李宏 伟 ( 1 9 8 4 一 ) ，男 ，辽 宁辽 阳人 ，工程 师，主要从事 施工工作。 4 8 要组成部分，高性能混凝土骨料的表观密度和堆积密度要大， 吸 水率要低 ，表 面要粗 糙、粒径好 ，大 小粗细 都须适 中 ，空 隙率要尽量小。第五是外加剂，高效减水剂品种选择的原则 中除要考虑减水率大小外，还要顾及对 于高性能混凝土的保 水性、粘聚性、强度、收缩及耐久性等可能产生的影响，要 充分 考虑对 于混凝 土具体 的性能 要求 ，选取 时要 将 以往经验 和实际情况相结合 ，通过最终试验 确定 。 3 高性能混凝土施工工艺 3 1 隧道衬砌施工工艺分析 要在隧道衬砌施工中使用高性能混凝土，混凝士配合比 的设计最为重要。在进行具体施： r = 工作前，设计者应充分考 虑隧道环境中可能对混凝土产生侵蚀的因素，并以此确定一 I 程所需混凝土的防侵蚀系数、耐久性、抗劣性及抗渗性，综 合考虑 实际情况 确定最终配合 比。 在进行混凝土拌和过程中，材料的计量 定要准确，存 搅拌方式的选择上一般选择卧轴式、行星式或逆流式强制搅 拌 机搅 拌 。在 进 行 拌和 时先 向搅 拌机 加 入细 骨料 、粗 骨料、 部分拌和水喷淋掺法， 在搅拌至均匀后加入所需用水量。此外， 搅拌时间也需严格控制。使用外加剂后掺的方法可很好地发 挥外加剂的作用，使用净浆裹石方法则可利用部分搅拌在砂 石表面形成一层水胶比很低的水泥裹层，然后加入砂了，用 剩下的胶凝材料和 正常的水胶 比进行 第 2 次拌和 ，这 样就可使 第 1 次的空隙大 幅减小。 在 进行混 凝 土 浇筑 时应采 用 分层 连 续推 进 的方法 进 行， 浇筑可加大振捣点间距，缩短振捣时间。在振捣时，因高性 能混凝土较特殊，所以须把握好振捣时间，当振捣 出现泡沫 时 即可停止 ，以免 影响混凝土质 量 。但对 于钢筋 间距小 而密 集 的情 况需根 据 实际情况增 加振捣 。浇筑 完毕后还 需把 混凝 土表面压实抹平，不要在抹平时洒水。 在养护阶段， 要做好对温度的控制， 如最低气温低于一 3 ， 或平 均气温连 续 3 d低 于5则 需及 时在混凝 土表面覆 盖保湿 膜，并采取相应措施进行蓄热养护 。 3 2 现浇梁施工工艺分析 在现浇梁施工过程中，须在施工场地搭设满堂支架，钢筋 ( 下转 第 5 3页) 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 施工技术 Con s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 第4 3 卷第9 期 2 0 1 6 年9 月 现混凝土浇筑区域的划分，在该环节需明确相关人员和设备 的分工 处理， 以整 体 性确保 结构浇 筑 的合理性 及有 效性 。梁 结柱节点区混凝土需根据 由高到低 的混凝土强度原则进行浇 筑。此外，核心区的混凝土浇筑方法一般采用先通过 吊式起 重机将梁柱节点区高强度等级的混凝土放置到位后进行浇筑， 然后分层振捣的方法。楼层混凝土则采用由外 向内的对称线 序 浇筑 方法 。 3 梁柱节点不同强度等级混凝土施工常见问题及对策 3 1 常见问题 受气候条件 等 因 素影 响，梁 柱节 点 处混凝土施 工 过程 中 经 常 出现 各种各 样 的 问题 ，如混凝 土 裂缝 、施 工缝夹 渣 、钢 筋锈蚀等 问题，这些问题的存在对梁柱节点不同强度等级混 凝土施工质量会造成极为不利的影响。所以，在梁柱节点处 混凝土施工过程中，须对出现问题的原因进行分析，从而找 出对应的防治措施 ，促使梁柱节点不同强度等级混凝土施工 顺利进行 。 3 2应对 措施 3 2 1 混凝土 裂缝 应对 措 施 在高温天气进行混凝土施工，由于温度高、水蒸发较快， 为避 免混凝土 出现 裂缝 ，对主 体工程 质量控 制主要 是混 凝 土 的配合 比和养护，需合理调整配合 比，缩短浇筑时间 ，尽量避 开 高温时段浇 筑混 凝 土 ；增加 混凝土 成 品养护次数 ，对 混凝 土进行覆膜保湿，减少混凝土收缩裂缝。砂浆随拌随用 ，保 持砂浆的和易性，防止使用凝固砂浆及变质砂浆。此外 ，在 施工过程中，还需预留施工缝，防治混凝土裂缝。 3 2 2 优 化基础 设 置 在混凝土强度等级满足相应设计要求的前提下，需最大 化减少用水量、水泥用量、坍落度和含砂率。此外，需增加 石子含量，并对外加剂和粉煤灰用量进行相应调整。对框架 柱钢筋进行绑扎时，需分层套入箍筋，并在顶部2 3 道箍筋进 行牢固绑扎的基础上，最大化矫正主筋垂直度。 3 2 3 施工安装管理 在开展模板施工前，需从构件尺寸进行分析，然后根据 相关条件要求对梁柱接头模板进行专用定制，并在应用 中对 其进行编号，以便出现问题时及时进行修理和更换。在安装 梁柱节点模板时，需先通过钢管夹牢模板，然后通过铁钉和 ( 上接第4 8 页) 要分段进行绑扎，浇筑混凝土时需采用分层浇筑的方法。首 先进行地基处理，在搭建好支架后支架会发生沉降并对梁造 成一定影响，为减小影响、提升地基承载力，需对原有地面 进行处理，确保地基的稳定性。在支架选择方面要严格 ，选 择有较强自锁能力 、抗剪抗弯能力的支架 ，支架质量要过 硬 ，在安装支 架 时具 体安装 流程须 结合 施工所在场 地和 具 体 要 求安排 。在现浇 梁 施工过 程 中，还应 重视全控 预压 施工 操 作。此外，需注意做好拱度计算工作、模板安装及钢筋捆扎 工 作 ，在 挑选混凝 土 时 ，选 择质量 好 的混凝土 ， 以保 证 工程 的整体质量。除要做好支架和模板的安装工作，同样也要重 视拆除工作，避免出现意外而影响施工质量和进度。 4 高性能混凝土的检测 问题 高性能混凝土 在应用 到隧道桥梁 工程前要对其进行 检 测， 以保证 高性能混 凝 土 的质 量和整 个工 程 的施工质量 。高 性 能 混凝土的检测主要包括高性能混凝土适配时的工作性检测和 试配完成后的力学和耐久性检验。 5 结束语 当前大部分隧道桥梁施工中所运用的高性能混凝土都是 通 过 掺加 高效 的外 加 剂 ，并辅 以处 理 过 的高质量 矿 物 掺 料， 大 头楔 再 行 固定，避 免 混 凝 土 振捣 过程 中 出现 模 板松 动 的 现象 。 施工过程中产生的水平缝一般停留于柱脚，若工程需在 柱 顶留水平 施工缝 ，则应 留在 梁底 ，如果 同层 的水 平构 件与 竖向构件同时开展浇筑和振捣，则柱顶不应留施工缝，确保 施工的整体稳定性。在对梁柱节点混凝土进行浇筑 时，一般 遵循 “ 先高后 低 ”的浇捣 原则 ，并将钢 丝网在 梁 高距离 范围 内进行隔断，当高等级的混凝土浇灌至一定范围内时，可开 始低等 级混 凝土 的浇筑 ，但 该 过程须保 证等 级分 界处 的混凝 土保持不初凝状态，且要避免出现低等级混凝土流入高等级 混凝土区段 内的现象 。 3 2 4 建立健全完善的技术保障体系 为确保梁柱节点不 同强度等级混凝土施工质量和施工生 产顺利进行，在梁柱节点处混凝土施工过程中，除编制好实 施性施工组织设计外，对关键工序还须编写施工方案 ； 认真 执行技术交底制，实行分项工程施工前的现场技术交底制度， 为梁柱 节点处 混凝土 施工 质量 提供 充分的保 障 。此 外，还 需 实现对新工艺、新技术、新材料的应用，在混凝土施工中， 可按照清水混凝土要求进行施工，在确保施工质量同时，进 一 步提高建筑 工程 的经济 效益 。 4 结束语 梁 柱节 点不 同强度等 级 混凝土 施工作为 建筑 工程施 工 的 技术重难点，直接关系建筑工程整体施工质量。根据建筑工 程 中粱柱节点不同强度等级混凝土长期施工经验，可总结梁 柱节点不 同强度 等级混凝土 施工方法 ，这些方 法 的广泛 应用 ， 不仅可确 保梁 柱节 点处混凝 土施 工质量 ，也 可 为建筑 工程整 体施工质量 提供 充分 的保 障。 参考文献 1 姜伟 探讨 大跨度混凝土 结构 改造施工中新老构件 的节 点处理 J 】 中小企 业管理与科技，2 0 1 2 ( 2 7 )：1 7 1 1 7 2 【 2 杨印磊 高层建筑框 架梁 柱节 点的强度验算 和施工处 理 J 科技创 新与应 用，2 0 1 2( 1 1 )：1 7 8 1 7 8 【 3 】 李路 明，陈 喜旺，张莉 ，等 超高 层建筑 混凝土 泵 送施 工 工艺探 讨 J 建筑技术 ， 2 0 1 6 ，4 7 ( 4 )：3 3 5 - 3 3 8 以此来 改善混 凝土 内部孔 隙结 构和分 布，从而 增强普 通混凝 土各方面性能。这一工艺研究应受到相关工作部门关注，并 积极进行关于高性能混凝土在隧道桥梁施工应用的研发工作。 且需注意，这些研究须结合高性能混凝土本身的要求和特性， 使其向着高流态及免振 自密实的科技方向进发，这种工艺上 的改革，是未来隧道桥梁施工发展的必然要求，也是隧道桥 梁建设工作获得不断进步的重要保障。 参考 文献 1 彭超志 ，李 静，陈小波 ，等 隧道衬砌用 自密 实混凝土 的现 场应用 及施工技术 J 四川建材，2 0 1 4( 1 )： 8 0 L _ 8 1 【 2 冯开发 浅谈道路桥梁 高性 能混凝土性能及施 工工艺 J 】 江西建材， 2 01 3 ( 4)：1 9 3 1 9 4 3 青志刚 ， 石会星 海洋环境斜拉桥桥塔高性能混凝土配合 比设计 【 J 公路 ，2 0 1 6 ( 2 )：1 2 0 - 1 2 4 4 陈艳波 ，刘祥飞 高性能混 凝土在道桥 施工 中的应用 J _ 黑龙江科 技信息 ，2 0 1 4 ( 9 )： 2 4 1 - 2 4 1 5 蒋韶鑫 ， 孙 芳荣，白蓉 ， 等 C 8 0高性 能混凝土配合 比设计与应用 J 建筑技术 ， 2 0 1 6 ， 4 7 ( 1 )： 2 5 2 7 5 3