南水北調(diào)中線寶郟段混凝土質(zhì)量通病監(jiān)控技術(shù)

李學(xué)偉，楊 鵬，潘習(xí)文

（1.廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 順德 528300；2.黃河水利委員會(huì) 河南黃河河務(wù)局，河南 鄭州 450003；3.駐馬店市金鼎工程有限建設(shè)監(jiān)理公司，河南 駐馬店 463000）

0 引言

南水北調(diào)中線寶豐縣至郟縣段（簡(jiǎn)稱(chēng)寶郟段）工程水工建筑物形式多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是鋼筋混凝土施工技術(shù)含量高、要求嚴(yán)格。 由于混凝土工程質(zhì)量受材料選用、施工機(jī)具、工藝水平、操作方法、地區(qū)環(huán)境等諸多因素的影響，且施工中隱蔽工程監(jiān)督檢查項(xiàng)目多、隱患多、施工通病多，易造成質(zhì)量缺陷，且缺陷修補(bǔ)困難，因此，該工程的水工建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程是監(jiān)理工程師質(zhì)量控制工作的主要關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序。 防治和避免鋼筋混凝土質(zhì)量缺陷（特別是質(zhì)量通?。┦撬そㄖ锕こ藤|(zhì)量監(jiān)控的核心。 筆者針對(duì)南水北調(diào)中線寶郟段工程的實(shí)際情況，分析鋼筋混凝土工程施工常見(jiàn)的質(zhì)量通病和缺陷形成的原因，研究了通病的防治監(jiān)控措施。

1 南水北調(diào)中線寶郟段工程概況

南水北調(diào)中線一期總干渠寶郟段工程位于河南省平頂山市境內(nèi)，起點(diǎn)樁號(hào)SH（3）19＋707，終點(diǎn)樁號(hào)SH（3）61＋957.6，設(shè)計(jì)段長(zhǎng)40.769 km（不含北汝河渠倒虹）。該段含20.420 km膨脹土（巖）段，13.748 km濕隔性黃土段，11.185 km高地下水段，6.485 km全填方段，18.055 km半挖半填段，共有各類(lèi)建筑物79座，包括：河渠交叉8座，渠渠交叉8座，左岸排水16座，分水閘3座，節(jié)制閘2座，退水閘1座，公路橋27座，生產(chǎn)橋14座（不包括鐵路暗渠1座，鐵路橋2座，其主體工程由鐵路部門(mén)組織建設(shè)施工）。 主要工程量為：土石方開(kāi)挖2 014.69萬(wàn)m3，土石方填筑1 341.47萬(wàn)m3，混凝土85.06萬(wàn)m3，砌石及墊層101.00萬(wàn)m3，鋼筋制作安裝37 943.7 t，強(qiáng)夯、重夯83.87萬(wàn)m3，擠密土樁5.94萬(wàn)m3。

寶郟段共分7個(gè)土建施工標(biāo)，4個(gè)機(jī)電設(shè)備標(biāo)，1個(gè)安全監(jiān)測(cè)標(biāo)和1個(gè)監(jiān)理標(biāo)，合同金額18 6461.01萬(wàn)元。 工程于2010年12月1日開(kāi)工，計(jì)劃于2013年6月30日完工，計(jì)劃總工期31個(gè)月。

2 混凝土施工質(zhì)量通病的成因和監(jiān)控

南水北調(diào)中線總干渠寶郟段工程鋼筋混凝土施工質(zhì)量缺陷主要有蜂窩、空洞、麻面、氣泡、縫隙及夾層、缺損掉角、錯(cuò)臺(tái)、掛簾（穿裙子）、裂縫及龜裂等。

2.1 蜂窩的成因和監(jiān)控

施工中，常把未被水泥沙漿包裹填實(shí)的石子聚集成的局部地方叫做蜂窩。 蜂窩形成的直接原因是混凝土在澆筑過(guò)程中漏振或欠振。 斷面狹長(zhǎng)窄小和鋼筋稠密的結(jié)構(gòu)，由于漏振或欠振，再加上卸料不均，或混凝土坍落度過(guò)小等原因，容易出現(xiàn)蜂窩。

防止產(chǎn)生蜂窩的主要措施是：（1）混凝土下料入倉(cāng)高度應(yīng)不大于1.5 m，超過(guò)1.5 m時(shí)，需要加設(shè)鋼板溜槽或串筒，以防造成石子堆積和離析。 （2）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求監(jiān)控混凝土配合比和坍落度，保持混凝土的和易性。（3）混凝土的振搗須按規(guī)范進(jìn)行。使用插入式振搗棒時(shí)，插點(diǎn)的間距一般為振棒有效半徑的1.5倍。振棒有效半徑是指振棒中心到受震范圍邊沿的距離，其大小不僅與振搗棒本身的震動(dòng)功率大小有關(guān)，而且也受混凝土和易性的影響。 和易性好（坍落度較大）的混凝土，其連續(xù)性也好，傳遞振動(dòng)的能力也比較強(qiáng)。 一般情況下，有效半徑為25～35 cm（棒頭直徑50～70 cm）。 施工時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)振搗實(shí)際情況確定。（4）振搗棒每次插入混凝土中的時(shí)間一般為20～30 s，但應(yīng)根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)斷面尺寸的大小而變化。對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)，每個(gè)插點(diǎn)的振搗時(shí)間應(yīng)適當(dāng)減少為15～25 s。 據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，澆搗現(xiàn)場(chǎng)振搗時(shí)間的控制，常以模板倉(cāng)內(nèi)混凝土體積不再下沉、 模板邊角部分已被混凝土填滿充實(shí)、 表面已經(jīng)水平并不再繼續(xù)出現(xiàn)小孔泡沫排出為標(biāo)準(zhǔn)。（5）振搗棒在振插移動(dòng)過(guò)程中，不得碰撞模板、鋼筋或預(yù)埋件等，以防模板走動(dòng)或鋼筋、預(yù)埋件變形錯(cuò)位。移動(dòng)振棒時(shí)，應(yīng)做到“快插慢拔”，防止振后留有插孔痕跡，造成振孔部位不密實(shí)。 每次振搗完畢后，應(yīng)等振搗棒拔出混凝土后，方可停止發(fā)動(dòng)。對(duì)于結(jié)構(gòu)斷面小、鋼筋稠密或安裝有止水帶的細(xì)部結(jié)構(gòu)部位，當(dāng)振搗棒不便插入時(shí)，應(yīng)輔以人工搗固，也可在振棒上套焊振動(dòng)鏟，以便深入內(nèi)部振搗。

2.2 空洞的成因和監(jiān)控

混凝土的空洞與蜂窩不同， 蜂窩的特征是存在于未搗實(shí)的混凝土或是缺水泥漿的混凝土中， 而空洞卻是局部或全部地沒(méi)有混凝土。 這是由于下料時(shí)骨料與水泥漿分離， 混凝土在鋼筋稠密處發(fā)生局部架空現(xiàn)象所致。空洞的尺寸通常比較大，以致鋼筋全部裸露， 造成建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部斷缺和結(jié)構(gòu)整體性的損壞。

空洞產(chǎn)生的原因或是混凝土稠度選擇不當(dāng) （坍落度過(guò)小），或是粗細(xì)骨料級(jí)配不良、沙率過(guò)小。 這樣，在鋼筋稠密處，混凝土往往被卡住和堵塞，造成模板倉(cāng)內(nèi)混凝土失去流動(dòng)性。而澆筑混凝土?xí)r，由于漏振或欠振，接著又繼續(xù)下料澆筑第二層混凝土，將空洞掩蓋，形成空洞隱患。

防止空洞產(chǎn)生的措施與蜂窩基本相同。 即嚴(yán)格監(jiān)控混凝土的設(shè)計(jì)配比和設(shè)計(jì)坍落度， 規(guī)范振搗操作，防止欠振、漏振和過(guò)振。 此外，在夜間施工時(shí)，宜使用低壓照明燈具，加強(qiáng)倉(cāng)內(nèi)照明。對(duì)于局部細(xì)小窄狹和布筋稠密的結(jié)構(gòu)，待混凝土振搗結(jié)束以后，可用小錘敲擊外模板，檢查辨析是否留有空洞隱患。

2.3 麻面的成因和監(jiān)控

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生麻面的原因主要是，模板（木）干燥，吸收了混凝土中的水分。 有時(shí)，是因?yàn)閷?duì)鋼模板上粘的灰漿殘?jiān)坝蜐n等沒(méi)有清除干凈， 致使板面粗糙。此外，若混凝土凝固期末到、拆模過(guò)早，加上前述板面污濁等原因， 拆模時(shí)更易把混凝土外表水泥漿粘掉，從而形成麻面。

避免麻面的措施主要是，保持模板板面清潔、濕潤(rùn)。 鋼模板使用前應(yīng)打滑，在木模板上涂刷脫模劑。同時(shí)，應(yīng)防止?jié)仓炷習(xí)r欠振和漏振，避免拆模過(guò)早。

2.4 氣泡的成因和監(jiān)控

氣泡產(chǎn)生的原因是， 振搗時(shí)間不足或振搗插距過(guò)大， 局部欠振， 每層混凝土中的氣泡未被全部引出。此外，混凝土用水過(guò)多、過(guò)振泌水，混凝土中游離水在表面張力作用下形成圓團(tuán)狀，水蒸發(fā)后，會(huì)在混凝土表面或內(nèi)部留下泡狀隱患。

預(yù)防氣泡產(chǎn)生的措施是要嚴(yán)格控制混凝土的水膠（灰）比，規(guī)范振搗操作，做到不欠振、漏振或過(guò)振。

2.5 縫隙及夾層的成因和監(jiān)控

縫隙及夾層是指在混凝土結(jié)構(gòu)中存在松散的混凝土層及雜物殘?jiān)鼘印Ｆ湫纬傻闹饕蛴校涸陂_(kāi)倉(cāng)澆筑混凝土前，忽略了施工縫的處理；倉(cāng)底面或施工縫處存積的干沙漿、泥土、雜物等未能清除干凈，便進(jìn)行澆筑；下料太高，倉(cāng)底及施工縫內(nèi)未能預(yù)先鋪墊2～3 cm厚的水泥沙漿層，導(dǎo)致石子集中散落，聚集在一個(gè)面上。

防止縫隙及夾層最有效的方法是， 在澆筑混凝土之前，使倉(cāng)內(nèi)干凈、無(wú)雜物、濕潤(rùn)且無(wú)積水。對(duì)施工縫的處理方法是， 先用鋼釬鑿掉原有混凝土表面的水泥漿，使混凝土中石子外露1／3。接著，用壓力水將鑿毛面清洗干凈，但不存積水，保持濕潤(rùn)。 待澆筑新混凝土之前， 在鑿毛表面鋪灑一層2～3 cm厚的水泥沙漿，之后，再分層澆筑混凝土。經(jīng)過(guò)如此處理，可保證新舊混凝土結(jié)合密實(shí)，且不出現(xiàn)縫隙或夾層。

2.6 缺損掉角的成因和監(jiān)控

缺損掉角是由于施工中對(duì)建筑物成品防護(hù)不當(dāng)，或構(gòu)模過(guò)早造成的。

防止建筑物結(jié)構(gòu)缺損掉角的措施是， 杜絕拆模過(guò)早，撬杠、鐵錘等拆模工具不得直接撞擊建筑物混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體，鋼模的拆除應(yīng)按施工技術(shù)方案進(jìn)行，借助起吊機(jī)械設(shè)備，有序拆卸轉(zhuǎn)移，嚴(yán)禁使鋼模結(jié)構(gòu)從高處整體墜落，以防模板支架損傷變形，或傷及建筑物結(jié)構(gòu)。 木模板的拆除亦應(yīng)遵守一定的方法和步驟。 拆模時(shí)，要按照模板各結(jié)合點(diǎn)構(gòu)造情況，逐塊松卸，禁止用重錘直接敲擊模板，以免使建筑物受到強(qiáng)烈震動(dòng)或損傷。 此外， 在建筑物土方回填施工過(guò)程中，要特別防止大小夯壓機(jī)械碰撞建筑物，為保證細(xì)部邊角部位的回填質(zhì)量，可用人工木夯薄層夯實(shí)。

2.7 錯(cuò)臺(tái)、掛簾的成因和監(jiān)控

錯(cuò)臺(tái)、掛簾是指建筑物立面不順直、不平整，有局部突出的水平臺(tái)階式變位和不規(guī)則形狀的疊層現(xiàn)象。 產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)、掛簾的主要原因是，混凝土振搗過(guò)程中振搗棒碰撞模板， 或平板振搗器等施工機(jī)械的操作不當(dāng)，震動(dòng)外力加大了模板接縫的變位、鼓脹和縫隙，使水泥漿、混凝土從模板縫隙中流失，形成掛簾缺陷。 此外，在施工縫以上二期混凝土澆筑過(guò)程中，由于忽略了模板已有的變位， 使前后兩次模板倉(cāng)內(nèi)混凝土水平底線不在同一個(gè)直立面上， 從而形成錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

防止產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)、掛簾的主要措施有：（1）認(rèn)真審查整體提升模板自升式架設(shè)設(shè)施的施工技術(shù)方案，確保模板支架結(jié)構(gòu)體系的剛度、 堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。（2）在模板整體拆卸安裝的過(guò)程中，做到穩(wěn)定可靠，嚴(yán)防撞擊建筑物墻體事故的發(fā)生。（3）在澆搗混凝土過(guò)程中，嚴(yán)禁振搗棒碰撞鋼筋、模板。 禁止在模板支架結(jié)構(gòu)上使用或停放機(jī)械設(shè)施。 （4）立模時(shí)，保證模板接縫平整嚴(yán)密，封閉可靠，不漏漿。（5）在分層澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)逐層檢查校正模板偏差。 同時(shí)，要按設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真處理施工縫。

2.8 裂縫的成因和監(jiān)控

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫一般分為沉降裂縫、 收縮裂縫、溫度裂縫和變形裂縫等。 造成裂縫的原因主要有以下幾種：建筑物地基不均勻沉陷（沉陷裂縫）；混凝土早期失水養(yǎng)護(hù)不良， 造成表面收縮不均勻（網(wǎng)狀裂縫或龜裂）； 新澆筑的混凝土過(guò)早承受荷載或遭遇重物碰撞， 下部支撐結(jié)構(gòu)剛度不足發(fā)生變形和位移（變形裂縫）。 此外，大體積混凝土工程由于養(yǎng)護(hù)不足、 散熱措施不到位或保溫和防凍不當(dāng)，造成混凝土內(nèi)部與混凝土表面溫差過(guò)大（一般溫差大于25 ℃），引起溫差裂縫等。

針對(duì)各種裂縫產(chǎn)生的原因， 可分別采取以下相應(yīng)措施：（1）在混凝土澆搗之前，先將基層和模板灑水濕潤(rùn)，避免其過(guò)多吸收混凝土中的水分。 振搗時(shí)，盡量做到既不欠振又不過(guò)振，并防止振棒插距過(guò)大、抽撤過(guò)快或插振時(shí)間過(guò)長(zhǎng)， 以避免影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。 （2）混凝土澆筑完畢到收倉(cāng)抹面至終凝前，應(yīng)及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，確保混凝土表面充分濕潤(rùn)。 灑水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土澆筑完畢后8～18 h內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 d；薄膜養(yǎng)護(hù)即在混凝土表面涂刷一層養(yǎng)護(hù)劑，形成保水薄膜，養(yǎng)護(hù)劑涂料應(yīng)不影響混凝土質(zhì)量； 摻加粉煤灰混凝土暴露面的潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間均不應(yīng)少于28 d。 （3）模板拆除時(shí)限必須符合設(shè)計(jì)要求， 同時(shí)還應(yīng)遵守下列規(guī)定：不承重側(cè)面模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)方可拆除；墩、墻、柱部位模板在混凝土強(qiáng)度不低于3.5 MPa時(shí)方可拆模；承重模板（板、梁、懸臂結(jié)構(gòu)）在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)方可拆除。 如果需要早期拆模，在拆模后，應(yīng)及時(shí)在表面覆蓋輕型保溫、保濕材料， 這對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大拉應(yīng)力效果顯著。（4）大體積混凝土施工應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控氣溫突降現(xiàn)象，認(rèn)真做好對(duì)原材料和混凝土拌和溫度的檢測(cè)工作。夏季、冬季澆筑混凝土?xí)r，要采取切實(shí)可行的溫控措施，嚴(yán)格限制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，使之≤25 ℃。（5）需要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行人工切縫的混凝土部位， 應(yīng)根據(jù)氣溫條件及時(shí)切縫、做縫，避免由于切縫、做縫不及時(shí)而產(chǎn)生溫度膨脹，導(dǎo)致混凝土裂縫。 （6）認(rèn)真防范龜裂的產(chǎn)生和發(fā)展。當(dāng)混凝土澆筑完畢后，在凝固硬化初始階段，由于大風(fēng)、干燥等氣候條件的影響，混凝土產(chǎn)生劇烈的水分不均勻蒸發(fā)，導(dǎo)致表面出現(xiàn)干縮、冷縮現(xiàn)象， 而此時(shí)尚處于塑性狀態(tài)或初始硬化狀態(tài)的混凝土表層（鋼筋保護(hù)層厚度范圍內(nèi)），因其強(qiáng)度不足以抵抗混凝土的收縮應(yīng)力而形成短而細(xì)、 細(xì)且淺的無(wú)規(guī)則網(wǎng)狀裂紋，繼而在冷熱氣溫作用下，裂紋繼續(xù)發(fā)展成為裂縫。對(duì)于此類(lèi)裂縫（紋），如果是在混凝土尚處于塑性狀態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)， 可用鋼制泥抹反復(fù)抹壓修復(fù)。 但施工中，裂紋大多在混凝土硬化后期（終凝）才被發(fā)現(xiàn)，此時(shí)木已成舟，不宜做簡(jiǎn)單處理。為消除龜裂，應(yīng)未雨綢繆，盡早采取防范措施：保證混凝土骨料質(zhì)量和控制水膠（灰）比。在混凝土初凝階段，應(yīng)及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)，以減少硬化過(guò)程中的水分蒸發(fā)?；炷两K凝后，最好每隔1 h用噴壺霧灑一次，淋水不可太勤，以防混凝土表面積水過(guò)多，導(dǎo)致積水流動(dòng)帶走水泥漿，影響混凝土質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

南水北調(diào)中線總干渠寶郟段工程質(zhì)量要求嚴(yán)格，在施工過(guò)程中，工程技術(shù)人員注重每一個(gè)施工細(xì)節(jié)，對(duì)常見(jiàn)通病動(dòng)態(tài)全程監(jiān)控，從嚴(yán)監(jiān)控每一個(gè)施工工藝和操作過(guò)程， 極大地避免和減少了施工質(zhì)量通病的發(fā)生，確保了國(guó)家重點(diǎn)工程的施工質(zhì)量。

［1］ 郭漢生.小型水利工程施工技術(shù)［M］.北京：水利出版社，1982.

［2］ 南水北調(diào)中線局，南水北調(diào)中線干線工程混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷及裂縫處理技術(shù)規(guī)定 ［EB／OL］.（2012－12－10）http：／ ／wenku.baidu.com／view／3683fbe819e8b8f67c1cb90 d.html.

［3］ NSBD11－2008，南水北調(diào)工程外觀質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（試行）［S］.