薄壁橋臺(tái)混凝土墻身冬季施工質(zhì)量控制

趙建軍

（山西省機(jī)械施工公司，山西 太原 030009）

在常溫下進(jìn)行混凝土施工，混凝土外觀質(zhì)量較容易保證，但是在冬季施工中，尤其是在負(fù)溫氣候條件下施工，混凝土的表面質(zhì)量較難控制，特別是薄壁橋臺(tái)這種混凝土結(jié)構(gòu)，由于墻身較?。?5 cm～50 cm），且配筋較密，冬季施工難度就更大。為了保證薄壁橋臺(tái)墻身整體質(zhì)量，尋求一種適宜的施工工藝進(jìn)行質(zhì)量控制，我們對薄壁橋臺(tái)冬季施工工藝進(jìn)行了探討和實(shí)踐。

1 問題的產(chǎn)生

本公司承建的山東萊蕪-新泰高速公路中小型通道橋有38座，由于施工中多種因素的存在，多數(shù)通道橋都趕上了冬季施工，為了保證工程質(zhì)量，進(jìn)入冬季前，本公司制定如下的施工方法：

水泥采用山東萊蕪水泥廠生產(chǎn)的“蓮云”牌R425水泥。砂：產(chǎn)地平子村，砂率38%。碎石：產(chǎn)地蒙陰，1cm～2cm占60%，2cm～4 cm占40%，摻入3%山東青島即黑產(chǎn)TOP501防凍劑?；炷翉?qiáng)度等級為C15，配合比：水泥：砂：石子=1∶2.59∶4.06，水灰比為0.59。砂含水量為5%，坍落度控制在3 cm～5 cm之間。施工時(shí)氣溫5°，暖棚氣溫10°左右，入模溫度12°左右。

施工嚴(yán)格執(zhí)行混凝土冬季施工措施進(jìn)行。施工用水加熱至20°以上，水泥使用前采用暖棚保溫，混凝土運(yùn)輸采用自卸農(nóng)用車，攪拌采用400L強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間由1.5min延長至2min，澆筑完畢后及時(shí)保溫養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)采用搭設(shè)暖棚，暖棚內(nèi)設(shè)置火爐，溫度保持在10°以上。施工前模板經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格，施工中計(jì)量準(zhǔn)確，監(jiān)理旁站到位。施工中我們嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，在澆筑前對工人進(jìn)行了技術(shù)交底，振搗工都是從事振搗工作10年以上者。振搗厚度控制在30 cm一層，采用50型插入式振搗器，振搗時(shí)間控制在20 s～30 s。

經(jīng)過正常養(yǎng)護(hù)，拆模后出現(xiàn)以下問題：

（1）混凝土墻身外露面，出現(xiàn)大面積蜂窩麻面，表現(xiàn)為混凝土墻身表面呈波浪式花紋，水泥砂子、石子出現(xiàn)分離。混凝土中水份沿模板跑掉，水泥在表面凹處沉集，并失去強(qiáng)度。

（2）混凝土墻身出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。

以上問題在萊新高速公路中小型通道橋中大范圍出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了中小橋施工的質(zhì)量與進(jìn)度，為此我們認(rèn)真分析原因，經(jīng)過多次實(shí)踐，改進(jìn)了施工工藝，較好地解決了這個(gè)問題。

2 混凝土冬季施工的影響因素分析

影響混凝土質(zhì)量的因素有模板的支護(hù)、原材料的質(zhì)量、施工工藝等。我們認(rèn)真分析研究了影響混凝土質(zhì)量的有關(guān)因素，以尋求提高混凝土墻身質(zhì)量的措施和方法。

2.1 與混凝土和易性有關(guān)

混凝土要求具有粘聚性和保水性，不得離析泌水。和易性是混凝土拌和物的流動(dòng)性、粘聚性、保水性等多種性能的綜合表達(dá)，當(dāng)混凝土拌和物的和易性好時(shí)，混凝土容易澆筑振實(shí)而且不發(fā)生離析現(xiàn)象，可獲得良好的混凝土澆筑固體。當(dāng)混凝土拌和物和易性不良時(shí)，混凝土可能振搗不密實(shí)，發(fā)生離析等現(xiàn)象產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，因此，混凝土拌和物的和易性是決定混凝土澆筑振搗密實(shí)的主要因素。在冬季施工中，將混凝土坍落度控制在3 cm～4 cm，此時(shí)混凝土有輕微的離析和泌水現(xiàn)象，混凝土在進(jìn)入模板進(jìn)行振搗后出現(xiàn)泛水現(xiàn)象，混凝土表面有一層較稀的水泥漿。這反映了配合比中用水量過大，較大的集料顆粒在振搗過程中發(fā)生沉降，混凝土項(xiàng)部出現(xiàn)反水。

2.2 與模板的安裝支護(hù)有關(guān)

在施工過程中，進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，水從模板的接縫中滲出，水發(fā)清，不帶水泥漿；在混凝土澆筑完畢后，施工現(xiàn)場地面有積水，進(jìn)一步說明模板的接縫不嚴(yán)密。模板整體剛性較差，當(dāng)混凝土進(jìn)行澆筑振搗時(shí)，模板表面發(fā)生微小的振動(dòng)，模板與混凝土的接觸面產(chǎn)生微小的空隙，混凝土中的水份在凹處沉積。

2.3 和原材料的質(zhì)量有關(guān)

混凝土質(zhì)量與水泥質(zhì)量有最直接的關(guān)系，施工中出現(xiàn)的泌水現(xiàn)象反映了水泥保水性較差。砂含水量較大，也是一個(gè)影響因素。

2.4 和施工工藝有關(guān)

在混凝土施工工藝過程中，從配料、拌料、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)、一直到最終拆模，其中最重要的環(huán)節(jié)是混凝土的澆注和振搗，振搗的好壞直接關(guān)系混凝土質(zhì)量。一些技術(shù)人員分析認(rèn)為，薄壁橋臺(tái)墻身外觀差就是振搗不足或過振引起的，薄壁橋臺(tái)墻身由于墻身較薄，配筋較密，冬季施工難度較大，特別是振搗難以保證均勻。

綜合以上因素，我們進(jìn)行了分析研究，認(rèn)為主要為以下原因：

（1）冬季施工因氣溫影響，混凝土的粘聚性、保水性較差。

（2）模板安裝支護(hù)不過關(guān)，模板接縫處處理不當(dāng)，所以有滲水現(xiàn)象。

（3）振搗工藝控制不嚴(yán)。

3 適應(yīng)薄壁橋臺(tái)冬季施工的施工工藝

根據(jù)以上分析，我們對以往的混凝土施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，重新制定了一套較為完整的施工工藝。

3.1 對模板安裝支護(hù)的改進(jìn)

模板全部采用60×120 cm的較大鋼模板，模板接縫處采用優(yōu)質(zhì)加厚海棉條，海棉條寬度不小于3 cm，并且海棉條必須互相搭接，在夾海棉條前，先用107膠在模板接縫處薄薄刷一層，然后將海綿條貼上，貼時(shí)注意，將海綿條露出內(nèi)側(cè)模板0.5 cm左右，待模板全部支好后，用小刀從內(nèi)側(cè)將外露的海棉條截去。模板根部與基礎(chǔ)相接部分容易出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，針對這種情況，我們采用107膠和水泥拌均勻后人工用刮刀從模板內(nèi)側(cè)將接縫處填充，并作弧型角，內(nèi)刷機(jī)油。模板外部與基礎(chǔ)相接部分采用水泥砂漿內(nèi)摻入107膠，人工抹平。模板之間用由12的對接螺栓連接，模板外部支撐采用千斤頂支撐，位置在中上部和根部，每隔2m一組對稱設(shè)置。通過以上設(shè)置，可明顯的減少模板接縫滲水現(xiàn)象。

3.2 對混凝土和易性的調(diào)整

首先，混凝土的強(qiáng)度等級由C15提高至C20，提高強(qiáng)度等級可有效改善混凝土的和易性，其次對混凝土的坍落度進(jìn)行了調(diào)整。根據(jù)《橋梁施工技術(shù)規(guī)范》2000 11.3.3條：配筋較密、斷面較小的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)坍落度控制為5 cm～7 cm之間。現(xiàn)在我們按0～2 cm控制，這時(shí)用肉眼觀察，混凝土外觀發(fā)干、發(fā)澀，混凝土從攪拌機(jī)內(nèi)瀉出時(shí)，混凝土呈雞蛋大小的團(tuán)狀，此時(shí)的混凝土含水量較小，稠度較大，此時(shí)混凝土的粘聚性、保水性較好。

3.3 對振搗工藝的要求

針對這種坍落度很小的混凝土，我們提出了“稠灰多振”這一施工方法。坍落度為2 cm～4 cm的混凝土含氣量為10%左右，而坍落度為0～1 cm的混凝土含氣量達(dá)到20%以上，坍落度低的混凝土比坍落度高的混凝土需要更多的振搗。因?yàn)閷炷恋奶涠冗M(jìn)行了調(diào)整，混凝土的和易性與以往不同，振搗工藝也有差別。

在具體的施工操作中我們?nèi)赃x擇常用的插入式振動(dòng)器，加強(qiáng)對混凝土的振搗，振搗時(shí)間延長至25 s～35 s以上，振搗方法為：

（1）采用互相搭接的交錯(cuò)方式，均勻布點(diǎn)，間距為20 cm，以保證混凝土每一處都得到振搗。

（2）澆筑厚度嚴(yán)格控制在30 cm以下，以利于混凝土中氣泡排出。

（3）振動(dòng)時(shí)快插慢拔，讓振動(dòng)器很快沉入混凝土底部，并在混凝土是停留15 s以上，待水泥漿泛上來后，慢慢拔出。

（4）由于調(diào)整后混凝土含水量小，經(jīng)長時(shí)間的振搗不會(huì)發(fā)生離析泌水的現(xiàn)象，但是振搗時(shí)泛漿較慢，在施工中可以采用二次振搗的方法，具體操作為振搗三棒后，返回來加上一棒，讓水泥漿能充分泛上來，以利于氣泡排出及強(qiáng)度提高。

3.4 在施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）混凝土的澆筑速度適當(dāng)加快。由于混凝土稠度較大，凝結(jié)時(shí)間縮短，混凝土采用分層澆筑，上層混凝土必須在下層混凝土初凝前澆筑完成，澆筑中不得停頓，在進(jìn)行上層混凝土澆筑振搗時(shí)，振動(dòng)棒必須插入下層混凝土5 cm～10 cm左右，以消除上下層之間的施工縫。

（2）對于薄壁橋臺(tái)來說，在墻身頂層60 cm左右，容易產(chǎn)生氣泡，主要原因?yàn)轫攲?0 cm左右混凝土不能像其下的混凝土層能通過上一層的重量來加強(qiáng)密實(shí)程度。處理方法為：在第一次振搗以后，稍等一會(huì)兒，在混凝土初凝以前對頂層混凝土進(jìn)行二次振搗。

（3）在混凝土的攪拌過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查混凝土的坍落度，保證混凝土拌合物的連續(xù)、均勻。

（4）澆筑完畢后立即按冬季施工措施進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以后可以拆模，過早拆模會(huì)出現(xiàn)粘?，F(xiàn)象。

4 冬季薄壁橋臺(tái)混凝土墻身施工工藝的實(shí)施效果

在使用新的施工工藝后，薄壁橋臺(tái)墻身的質(zhì)量有了較大的提高，在萊新高速公路橋涵施工中，第五標(biāo)段的K31+396通道，K32+596通道，K32+131涵洞、K32+385涵洞、K33+195明涵等墻身的施工中均采用了新的施工工藝，并都取得了良好的效果，其中，K32+595通道受到總監(jiān)處的表揚(yáng)，K31+396通道被評為全線樣板工程。

采用改進(jìn)后的施工工藝，澆注出來的混凝土墻身表面光滑發(fā)亮，色澤均勻，無蜂窩麻面，氣泡較少，沒有爛根現(xiàn)象的發(fā)生，混凝土強(qiáng)度符合要求，并且這種施工工藝對于墻身較厚（60 cm以上），配筋較少或無筋的混凝土墻身冬季施工同樣有效。

需要說明的是這種施工工藝適合在冬季施工或氣溫較低的情況下使用，隨氣溫逐步回升需相應(yīng)調(diào)整坍落度。