浅析混凝土冬季施工监理质量控制措施

摘要：根据混凝土冬季施工相关规定，结合天津大道工程双桥高架特大桥桥梁工程，以墩柱和预制预应力混凝土箱梁为例，浅析混凝土冬季施工监理质量控制要点。

关键词：墩柱、预应力混凝土箱梁、混凝土养护、控制要点

中图分类号：TU528.571文献标识码： A 文章编号：

1. 工程概况

天津大道作为海河南侧连接市区与滨海新区的一条以客运为主的城市快速路，是中心市区通往滨海新区核心区的便捷通道。双桥高架特大桥全长2214.66米，桥梁面积为73083.78平米，其中墩柱142根，预制简支变连续预应力箱梁600片。开工初期施工单位在现场自建混凝土拌合站并取得相关资质，在2009年11月至2010年3月期间主要进行承台、墩柱、预制预应力混凝土箱梁冬季施工。

2. 冬季施工的一般规定

天津地区近年来最低气温不低于-15℃ ，本工程承台、墩柱采用综合蓄热法，混凝土强度等级分别为C30、C35。预制预应力混凝土箱梁采用暖棚蒸养法，混凝土强度等级为C50，原材料为普通硅酸盐水泥的特点，应符合《建筑工程冬季施工技术规程》（JGJ/T 104-2011）规定。冬季混凝土养护，在冻结以前混凝土强度不应低于设计强度的30%，也不应小于4.0Mpa。

3. 混凝土监理质量控制措施

3.1 监理严格控制混凝土配合比设计

混凝土配合比设计时，选择425普通硅酸盐水泥，能够提高混凝土的抗冻能力，尽量降低水灰比，选择较低的坍落度。加入引气剂后生成的封闭型气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌合物的流动性，改善其黏聚性及保水性，提高混凝土的抗冻性。参加早强剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。

3.2 监理控制混凝土拌合情况

拌合水及骨料加热最高温度（℃）表3.2.1

入模温度主要考虑模板和钢筋的吸热影响，由于墩柱、预制预应力箱梁均采用定型钢模板，故考虑入模温度不低于10℃，按照表3.2.1要求，依据热工计算公式监理验算混凝土拌合物拌合时需要的加热温度。

下面以墩柱混凝土冬季施工为实例利用公式倒算法验算水和骨料拌合前需要加热的温度：

保证混凝土起始养护温度≥5℃，考虑模板和钢筋的吸热损失，故取T3＝10℃，求T2（即混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度）

利用公式：T3＝（ccmcT2+cfmfTf+csmsTs）/（ccmc+cfmf+csms）

Cc、Cf、Cs ：混凝土、模板、钢筋的比热容，分别取1、0.48、0.48 [kJ/kg.K]；

mc、mf、ms ：每立方米砼、砼接触的模板、砼接触的钢筋重，分别取2383.8、375.1、400 [kg]

Tf、Ts ：模板、钢筋温度，分别取 -10、-10 [℃]

代入数据，求得T2=13.12℃；

利用公式：T2＝T1－（at1+0.032n）（T1－Ta）， 求T1（即混凝土拌合物出机温度）

a：利用混凝土罐车运输，取a=0.25

Ta：按-10 ℃考虑

n：混凝土的倒运次数1次

t1：混凝土运输到浇筑的时间按1h考虑

代入数据，求得T1=22.2℃；

利用公式：T1＝T0－0.16（T0－Ti），求T0（即混凝土拌合温度）

Ti ：搅拌机棚内温度：取10℃

代入数据：求得T0=24.5℃

利用公式：T0＝[0.92（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-msapsa-pgmg）+c1（psamsaTsa+pgmgTg）－c2(psamsa+pgmg)]÷[4.2mw+0.92（mce+msa+mg）]

假定Tsa、Tg ：砂、石料的加热温度均为15℃，求Tw（水的加热温度）

mw、mce、msa、mg：水、水泥、砂、石料用量，按照配合比：160、372、720、1073[kg]

Tce ：水泥温度，取5℃

psa、pg：砂、石料含水率，分别取2.5%、0.1%

c1 ：水的比热容，取4.2[kJ/kg.K]

c2 ：冰的溶解热，取0[kJ/kg]

代入数据：求得Tw=64℃

利用以上计算方法监理按环境温度-10℃~5℃为区间，计算出混凝土拌合前水和骨料需要加热的温度，见表3.2.2，其数据满足表3.2.1要求。

混凝土拌合前水和骨料需加热的温度 表3.2.2

3.3混凝土浇筑

在现场施工时，监理为减少混凝土在浇筑过程中的热量损失，要求在每日气温较高时完成混凝土浇筑，如每日12:00前后开始浇筑混凝土，至16:00前完成浇筑。考虑到预制预应力混凝土箱梁需要张拉及压浆施工，采用蒸汽加热法养护。

在预制预应力混凝土箱梁浇筑时，监理要求每片梁配备至少8名振捣工和振捣器具，以减少混凝土浇筑过程中的温度损失。

3.4混凝土养护

预制预应力混凝土箱梁采用暖棚蒸养法对混凝土进行养护，暖棚用脚手架作骨架，外侧覆盖棉棚布、单棚布各一层。箱梁顶部沿纵桥向每2m设置一道钢骨架，骨架最低处高于箱梁顶面2m，沿横桥向放置。监理要求在箱梁顶面钢骨架上放置成卷的棉棚布，确保混凝土浇筑完成后内部温度在5℃以上时，及时放下棉棚布，同支架周边的棉棚布连接紧密，以减少温度损失。

预应力箱梁梁底、腹板布设蒸汽管道，管道与梁体距离控制在30~50cm，混凝土浇筑完成后，及时覆盖暖棚，通过蒸汽对混凝土构件进行养护。30m预制预应力混凝土箱梁监理通过暖棚每小时耗热量公式和实际现场实测结果，可以确定燃煤式供气量1 t/h型锅炉能满足两片预制预应力箱梁的养护。

4. 监理质量控制要点

4.1混凝土冬季施工测温频率

根据相关规定，监理和施工单位的气温测量人员共同记录每日最高和最低室外气温，搅拌机棚内温度、混凝土原材温度和混凝土出罐、浇筑、入模温度每一工作班4次，蒸汽养护期间升温、降温阶段每1h 1次，恒温阶段每2h 1次。

4.2同条件养护试件，试验梁阶段监理要求不少于5组，以后不少于3组，以便更好地确定撤除暖棚蒸养、拆模、张拉时间。

4.3整体结构采用蒸汽养护时，监理应复核混凝土配合比中水泥标号不应低于425号，水泥用量不少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。如墩柱C35混凝土冬季施工配比水泥用量372kg/m3，水灰比0.43。

4.4整体浇筑的结构，采用蒸汽加热养护时，预制预应力混凝土箱梁结构表面系数≥6（m-1），监理要求按照规范中的升温和降温速度标准严格执行，其升温速度不得超过15℃/h，降温速度10℃/h。

4.5混凝土拆模、拆除暖棚要求

拆除模板和暖棚前，监理分别按同条件试块实际试验值和混凝土达到规定强度并冷却到室外环境气温进行控制。暖棚拆除后，如混凝土与外部环境温差大于20℃时，预制梁四周应继续覆盖棚布，避免产生收缩裂缝。

5. 结束语

经过混凝土同条件、标准养护试件强度检测，均符合设计要求，监理和施工单位共同抽查部分墩柱和预制梁，做混凝土回弹检测，均满足实际要求。实践证明，在天津地区采用以上冬季施工措施，能够完全确保混凝土的施工质量，从而缓解了紧张的施工工期。天津大道工程全线在2010年喜迎国庆前已竣工通车，并荣获“2011—2012年度国家优质工程银质奖”和“2011年度全国市政金杯示范工程”奖。