水利工程現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量缺陷及預(yù)防

曹 茜

(遼寧省本溪市桓仁縣西江電站，遼寧桓仁117200)

0 前言

水工結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件或部位承受周期性靜水或動(dòng)水工作環(huán)境、沖刷、磨損、凍融、侵蝕等作用，因而混凝土質(zhì)量要求更高?；炷连F(xiàn)澆量大，施工過(guò)程中控制較粗放，所以成型質(zhì)量常有缺陷，具體表現(xiàn)為:裂縫、蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)、漏漿、掛簾、氣泡、孔洞、冷縫、夾層和表面酥松等。這些缺陷不但影響表觀效果，而且可能導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、耐久性劣化，甚至給工程安全使用帶來(lái)重大隱患。

1 水工混凝土質(zhì)量缺陷

1.1 施工管理制度不健全及外包情況嚴(yán)重

水工混凝土工程體積量大，施工現(xiàn)場(chǎng)干擾多，原材料地域性強(qiáng)，往往工期要求很緊而質(zhì)量要求卻很高，因此得力技術(shù)保障尤為重要。但是，因市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制尚不夠完善，以及主觀上追求經(jīng)濟(jì)、快速和高效目標(biāo)，針對(duì)水利工程這類(lèi)勞動(dòng)密集型項(xiàng)目施工與管理，推行技術(shù)創(chuàng)新和以質(zhì)量為核心的理念還缺乏動(dòng)力;一線(xiàn)勞動(dòng)者素質(zhì)不高，技術(shù)管理人員經(jīng)驗(yàn)和水平欠缺，在施工投入上不能擺正質(zhì)量、安全、工期及費(fèi)用的辨證關(guān)系，一味趕工期和省費(fèi)用等，這些客觀現(xiàn)象存在導(dǎo)致了即便是常規(guī)技術(shù)措施也只是掛在嘴上、寫(xiě)在紙上，卻很難落實(shí)到行動(dòng)上。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前無(wú)論在大型、中型還是小型水利工程建設(shè)中，一線(xiàn)施工班組和基層管理隊(duì)伍相當(dāng)多為外包協(xié)作隊(duì)或小型承包隊(duì)，它們技術(shù)力量薄弱，質(zhì)量意識(shí)差，措施費(fèi)用投入不足，造成專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)方案落空或?qū)嵤┬Ч睿?］。

1.2 模板工程

模板在施工中普遍存在以下3個(gè)方面問(wèn)題:①因?yàn)榧夹g(shù)能力、加工水平和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的限制，模板設(shè)計(jì)與制作剛度不足，造成混凝土成型面不平直;②模板支撐不牢固，混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生“跑?！?，導(dǎo)致尺寸及位置偏差，甚至發(fā)生坍塌、爆模等質(zhì)量事故;③缺少配模設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)模板拼裝不配套，成型模板尺寸誤差大，孔洞、接縫不嚴(yán)密且不認(rèn)真，表面粗糙、不平滑，涂刷不合格脫模劑，野蠻裝拆模板，致使模板破損、變形，由此產(chǎn)生混凝土外觀麻面、凹凸不平整，乃至嚴(yán)重?fù)p傷或裂縫［2］。

1.3 鋼筋銹脹裂縫

因混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕產(chǎn)生局部體積膨脹而導(dǎo)致鋼筋周?chē)炷脸霈F(xiàn)裂縫。鋼筋銹脹裂縫往往是由保護(hù)層存在裂縫或不致密而使鋼筋鈍化膜遭侵蝕破壞發(fā)展到一定程度而引起，多發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)運(yùn)行期。

1.4 配料與攪拌

在配料方面，配比設(shè)計(jì)圖省事，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)工作流程，甚至不按試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，配料單或試配報(bào)告不具備準(zhǔn)確性與可靠性［3］。如原材料取樣計(jì)量不規(guī)范，取樣與實(shí)際材料性能差異大，導(dǎo)致配比失實(shí);指標(biāo)如抗?jié)B、極限拉伸值等參數(shù)缺失;外加劑摻量類(lèi)型改變或替換以及原料性能參數(shù)變化，沒(méi)有依據(jù)補(bǔ)充試驗(yàn)合理調(diào)整配比，而是按照以往試驗(yàn)資料和經(jīng)驗(yàn)主觀隨意調(diào)整。更嚴(yán)重的問(wèn)題是在拌合物制備過(guò)程中實(shí)際配比與試驗(yàn)配合比根本不一致，試驗(yàn)配比方案失去指導(dǎo)作用。

拌合物制備攪拌方面也同樣缺少穩(wěn)定的質(zhì)量撿控手段。如混凝土拌合物組成計(jì)量投料不規(guī)范、計(jì)量誤差超范圍、品種區(qū)分不嚴(yán)格，水灰比、攪拌時(shí)間控制誤差大或控制失效，砂、石含水率波動(dòng)卻未及時(shí)調(diào)整等;由于拌合物運(yùn)輸條件改變，物別是坍落度等工作性參數(shù)不符合施工要求，中途隨意加水、加料，造成拌合物水灰比發(fā)生重大變化，產(chǎn)生嚴(yán)重離析、泌水等質(zhì)量缺陷，由此造成混凝土強(qiáng)度無(wú)法保證、成形質(zhì)量缺陷眾多。

1.5 混凝土裂縫

混凝土裂縫是最常出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷。按裂縫深度不同可以分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。按裂縫產(chǎn)生原因分類(lèi)，則可分為以下幾種:溫度裂縫、自生體積變形裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹脹裂縫、堿—骨料反應(yīng)裂縫、超載裂縫、不均勻沉降裂縫。實(shí)踐表明，施工階段水工混凝土溫度改變產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往占結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力50%-90%，是混凝土受拉開(kāi)裂縫主要因素。

2 高質(zhì)量施工和控制

2.1 混凝土高質(zhì)量成型模板技術(shù)

透水模板布是由英文 controlled permeabilty formwork liner翻譯而來(lái)，因此又可稱(chēng)為可控滲透模板內(nèi)襯。目前所采用的透水模板布均由聚丙烯(polypropylene)等原料噴絲成短絲半成品，經(jīng)打松后氣流吹流吹鋪成網(wǎng)或交叉鋪網(wǎng)使纖維定向或隨機(jī)撐列成松散纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)多道滾壓針刺密實(shí)，并由機(jī)械、噴涂或燒毛等方法將其一側(cè)表層熱處理成多孔膜，其結(jié)構(gòu)大致分為表層、結(jié)構(gòu)層。表層纖維細(xì)度約為0.7～1.5 dtex。

透水模板布澆筑成型混凝土總體觀感比普通模板效果有改善，主要體現(xiàn)在:

1)基本消除了可見(jiàn)氣泡，尤其是內(nèi)傾斜坡面效果顯著。

2)大面顏色比較均勻且偏深暗色。

3)沒(méi)有銹跡污染。

4)也很少砂斑砂線(xiàn)等缺陷。

5)在豎向墩柱、臺(tái)柱側(cè)面使用效果比較理想。

這項(xiàng)新技術(shù)近10 a已經(jīng)廣泛應(yīng)用在世界各地的橋梁、大壩擋墻、碼頭、隧道等一些重視耐久性清水混凝土工程上。我國(guó)在杭州灣大橋、洋山碼頭、蘇通大橋、青島海彎大橋、東海大橋、南水北調(diào)中線(xiàn)天津段等采用國(guó)產(chǎn)透水模板布。實(shí)踐證明，透水模板布對(duì)混凝土澆注質(zhì)量和外觀起到相當(dāng)好的改善作用。

2.2 混凝土施工期開(kāi)裂機(jī)理及常溫控防裂機(jī)理及溫控防裂新技術(shù)

施工期是混凝土最易發(fā)生裂縫的階段，而溫度應(yīng)力往往為最主要的原因。由國(guó)內(nèi)外最近幾十年的實(shí)踐來(lái)看，水工混凝土結(jié)構(gòu)施工期間出現(xiàn)裂縫的概率最大，故水利工程界始終存在著“無(wú)壩不裂”、“無(wú)閘不裂”等通俗說(shuō)法?；炷猎诎韬线^(guò)程中使用冷水或加水拌和混凝土，運(yùn)輸車(chē)輛需加裝聚苯乙烯苯板或保溫被以減少外界熱量對(duì)混凝土的影響。澆筑過(guò)程盡可能選用低溫季節(jié)澆筑。高溫季節(jié)澆筑基礎(chǔ)約束區(qū)混凝土，混凝土出機(jī)口溫度往往要求低達(dá)7～12℃，采用主要措施為預(yù)冷骨料和加冰拌和。應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土運(yùn)輸時(shí)間和澆筑倉(cāng)面覆蓋前的暴露時(shí)間。安全足夠的人員和施工機(jī)械，保證已入倉(cāng)的混凝土快速完成澆筑。從以上分析一些工藝與管理中存在的問(wèn)題可以看出，水工混凝土施工技術(shù)顯然是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)性的工作。

改變這些施工缺陷，技術(shù)方法創(chuàng)新和管理制度革新必須雙管齊下。這其中，對(duì)一線(xiàn)人員特別是操作工人加強(qiáng)培訓(xùn)，提高技術(shù)水平，促使他們認(rèn)真做好每道工序十分必要，但鑒于各方面客觀條件制約，短期內(nèi)寄希望于作業(yè)人員主動(dòng)改變現(xiàn)場(chǎng)不良施工作業(yè)習(xí)慣很難奏效;采用先進(jìn)、科學(xué)和可行的技術(shù)手段措施可能是最直接有效途徑。

［1］丁寶瑛，岳耀真，朱峰.摻Mgo混凝土的溫度徐變應(yīng)力分析［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，1991(04):47-57.

［2］張衛(wèi)彬.水利施工中混凝土工程質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］.中小企業(yè)管理與科技:下旬刊，2011(03):245-246.

［3］盛亞男.淺議水利工程中混凝土的施工管理與質(zhì)量控制［J］. 價(jià)值工程，2010(18):47.