蒙華鐵路混凝土墩身外觀質(zhì)量原因分析

李云超，劉發(fā)權(quán)，劉建芳，史川，鞏政，房啟濤

（1. 山東省建筑材料工業(yè)設計研究院，山東 濟南 250022；2. 安徽中鐵工程材料科技有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

現(xiàn)在的施工中，對混凝土結(jié)構(gòu)的外觀要求非常嚴格，因為一個混凝土構(gòu)件，最后反映給大家的就是表面，尤其是橋梁墩柱的工程施工更是如此，其外觀質(zhì)量的好壞經(jīng)常作為人們判斷整體質(zhì)量的首要條件。所以在橋梁墩身的施工中，如何控制混凝土的外觀質(zhì)量，做到“內(nèi)實外光”顯得非常重要。

蒙華鐵路是繼大秦線之后我國新建的又一條超長距離的運煤通道，北起內(nèi)蒙古浩勒報吉站，終點到達江西省吉安，跨越 7 省 13 市 28 縣，全程 1837km，橋隧里程占比 41%，全線共設有 33 個施工標段。

本文針對蒙華鐵路墩身施工中出現(xiàn)的幾種主要外觀問題，分別進行原因分析和提出預防控制措施。

1 表面砂線、水紋

砂線現(xiàn)象主要表現(xiàn)為墩身表面無水泥漿、不光滑，能看見砂子，而且呈豎向分布。水紋主要是由于混凝土離析，下層混凝土中的水分夾雜著水泥漿沿著模板往上，涌到上一層混凝土表面，在混凝土表面形成一條條水流的痕跡。砂線與水紋一般都是同時出現(xiàn)的，都是由于混凝土坍落度過大、混凝土離析、振搗不當?shù)仍蛟斐傻摹?/p>

通過對現(xiàn)場的觀察了解到，蒙華鐵路所屬地區(qū)（內(nèi)蒙古段、陜西段、山西段、河南段、湖北段、湖南段和江西段）由于環(huán)保檢查、地理條件等原因，砂石料的含泥量均超過合格標準，尤其是砂子的含泥量及泥塊含量嚴重超標。含泥量超標會對混凝土減水劑吸附力增強，導致原本應該發(fā)揮作用的減水劑作用減弱，使得混凝土坍落度損失加大，即現(xiàn)場經(jīng)常遇到混凝土離開攪拌站到達現(xiàn)場后，混凝土無流動性。由于現(xiàn)場施工追求泵送速度并且較稀的混凝土振搗也更加輕松，所以往往無流動性的混凝土到達現(xiàn)場后工人會加入不定量的水，使得混凝土重新獲得流動性，但是由于對水量的控制不當且追求流動性大，加水量一般過多使得混凝土和易性差，無包裹性，石子砂子與水泥漿分離。在振搗過程中，膠凝材料同骨料分離，造成混凝土離析，水泥漿上浮，砂子受震動與模板緊貼造成砂線。因此需要嚴格控制混凝土的坍落度和振搗時間，流動性差的混凝土可以通過在現(xiàn)場加入適量的減水劑來代替加入過多的水，減少對混凝土的不利影響。

2 表面水滴狀、花瓣狀水泥漿點

墩身中下部集中在墩身寬面，有時會出現(xiàn)規(guī)則的斑馬線狀分布的水滴狀、花瓣狀水泥漿點，呈現(xiàn)濺射狀態(tài)，且只有水泥漿無砂子石子。通過對現(xiàn)場施工的觀察，造成該問題的原因是由于混凝土泵送進模具的落差過大，泵車橡膠軟管過短，無法深入到墩身內(nèi)部，且墩身內(nèi)部下料不加串桶或串桶過短，導致混凝土下落后濺起水泥漿，或者混凝土擊打在密集鋼筋上濺起水泥漿，水泥漿附著在模板上，干硬后無法與后來的混凝土融合，造成墩身表面花臉等外觀問題。因此，泵車橡膠軟管應加長，在墩身內(nèi)部下料時要增加足夠長的串桶，并且應在串桶下料口出避開鋼筋，防止水泥漿濺射到模板上。由于目前施工墩身只有中部一個下料點，水泥漿濺射范圍有限，所以在墩身圓弧窄面出現(xiàn)此問題的幾率很小。

3 表面氣泡、麻面

墩身澆筑混凝土時分層太厚或未充分振搗，或者振搗方法不當，則混凝土內(nèi)的氣泡無法排除，附著在模板表面而形成氣泡、麻面等現(xiàn)象。因此，嚴格控制混凝土的分層厚度，每次混凝土的分層厚度均控制在30cm 之內(nèi)，振搗棒距離模板 10cm，振搗點與點的距離為 15～20cm，操作是必須嚴格做到快插慢拔，將振動棒上上下下徐徐抽動。在振搗過程中，觀察混凝土無明顯下沉，不出氣泡、表面泛漿并不產(chǎn)生離析即可。

4 表面裂紋

墩身產(chǎn)生裂紋大多并不是受外力作用的荷載裂縫，而是混凝土在硬化過程中，由于溫度變形、收縮變形等原因引起的變形裂紋；由于混凝土養(yǎng)護未按照規(guī)定，養(yǎng)護不到位也是造成裂紋的主要原因。因此，避免過早拆模，避免大風天氣拆模，嚴格控制拆模溫度，混凝土內(nèi)外溫差≤15℃，表面溫度與環(huán)境溫差≤15℃，拆模后采用薄膜覆蓋包裹措施圍閉墩身。合理養(yǎng)護，避免直接沖淋混凝土表面，避免驟然降溫，采用滴水養(yǎng)護。

5 色差

混凝土色差主要是混凝土原材料引起。因此，解決色差就得控制混凝土原材料，不同批次、不同進場日期的原材料應分類、分罐存放，同一墩身混凝土原材料盡量選用同一批次，且用量要準確，嚴格按配合比配料。還應嚴格控制混凝土坍落度，同一墩身施工時，混凝土坍落度相差不宜超過 3cm。由于現(xiàn)場的不定性、情況的突發(fā)性，多輛混凝土罐車經(jīng)常到達現(xiàn)場之后需要等待很長時間，或者前一車泵送完成后，后一車經(jīng)過很長時間才能到達，導致墩身出現(xiàn)冷縫或者色差。

6 模板接縫

施工中模板接縫處錯臺，拉筋連接后沒有使用張拉器對模板進行調(diào)整，或是模板加工廠家為了趕工期，沒有對模板進行試拼，致模板加工粗糙、精度差，部分模板無法嚴絲合縫，導致澆筑出現(xiàn)混凝土錯臺，比如梁上出現(xiàn)的從上而下規(guī)則的間接距離相等的直線條。

7 總結(jié)

針對于以上的問題，墩身混凝土對于原材料要求比較嚴格，砂子、石子的含泥量以及級配應嚴格控制。同一墩身混凝土原材料盡量采用同一批進場材料，避免由于原材料差異造成的混凝土色差。對混凝土的攪拌采用多次投料法，攪拌時間保持在 120s 以上，以保證混凝土的黏稠度和和易性。由于混凝土的坍落度對墩身外觀影響較大，此外，泵送混凝土的和易性要求也較高。不同坍落度和水灰比的混凝土成型后，其表面氣泡數(shù)量和大小都不同，顏色也有差別，因此在施工過程中，應嚴格控制混凝土的坍落度，同一墩身內(nèi)，混凝土坍落度相差不宜超過 3cm，因此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，混凝土澆筑前應適當測量坍落度并及時控制，可采用現(xiàn)場添加適量減水劑來調(diào)整混凝土坍落度。同時攪拌站根據(jù)現(xiàn)場情況進行配合比優(yōu)化工作，將砂率、混凝土的坍落度、減水劑用量等參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)。

針對現(xiàn)場地材，減水劑配方調(diào)整為保坍型，增加混凝土的保塑能力，同時為了提高現(xiàn)場工人調(diào)整混凝土坍落度的容錯率，減水劑小料配方需要進行優(yōu)化調(diào)整，增加其對不同地材的適應性，從而減小加水量對于混凝土和易性的影響，為提高墩身外觀質(zhì)量提供有力保證。

混凝土澆筑前還應檢查模板內(nèi)是否有積水，若模板內(nèi)有積水，應采用土工布或者海綿將積水吸干，以避免混凝土離析，或者積水上涌造成水紋。在混凝土澆筑過程中，為了保證澆筑的整體性，混凝土由高出落下的高度控制在 1～2m 之內(nèi)，超過 2m 時，則采用串桶，串桶出口離混凝土表面 1.5m 左右?；炷琳駬v不充分則混凝土內(nèi)部氣泡無法排除，附著在模板上形成氣泡、麻面等現(xiàn)象；過度振搗則造成砂漿與骨料分離，砂漿上升而石子下沉，混凝土成型后表面明顯分層，色差較大。嚴重的時候在砂漿聚集部位龜裂，或者粘模脫皮。所以還要嚴格控制振搗時間。

模板的除銹效果直接影響到墩身的表面顏色，如果處理不當則會在混凝土表面出現(xiàn)不均勻鐵銹。為避免在施工過程中墩身模板上的污漬污染混凝土表面，應該對模板采取清理措施；同時均勻地涂抹脫模劑，并且還要注意脫模劑的用量，當脫模劑用量過大時，既浪費又會引起混凝土表面緩凝，還會污染混凝土的表面。模板接縫的鏈接采用接口直接對接，內(nèi)板錯臺不大于 1mm，在廠家試拼試對內(nèi)表面大于 1mm 的錯臺要采用砂輪打平拋光，并對模板順序編號，以確保每塊模板對應位置不變。施工時吊機吊裝模板后，要檢查其定位垂直度，同時必須保證模板的接縫嚴實。

[1] 韓偉偉．京滬高速鐵路某特大橋墩身混凝土外觀質(zhì)量控制方法研究[J]．科技情報與經(jīng)濟，2010,20(5): 221-222．

[2] 姚亮．淺談墩身外觀質(zhì)量通病及防治措施[J]．施工技術，2015,5(13): 25-27．

[3] 余志祥，張蓬勃，趙雷，等．山區(qū)橋梁墩柱水沙磨蝕損傷調(diào)查與仿真分析[J]．防災減災工程學報，2016,36(6): 56-63．

[4] 龍八軍，曹蘭劍．鐵路橋梁墩身混凝土開裂原因及施工監(jiān)理措施探析[J]．中國科技博覽，2012(24): 166．

[5] 張湧，劉斌，賀拴海，等．橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂[J]．長安大學學報（自然科學版），2006(3): 43-46．

[6] 楊自政．高寒地區(qū)橋梁墩柱混凝土的生產(chǎn)施工[J]．山西建筑，2011,37(1): 75-76．

[7] 韓學文．公路橋梁墩身混凝土裂縫原因及防治[J]．交通世界（建養(yǎng)．機械），2013(4): 250-251．