公路與橋梁施工中混凝土表面缺陷及解決措施研究

楊幸平

（贛州市公路發(fā)展中心瑞金分中心，江西 瑞金 342500）

0 引言

在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過程中，公路與橋梁工程的質(zhì)量對于交通安全、穩(wěn)定具有重要的意義。在進(jìn)行混凝土施工時(shí)，技術(shù)、材料、施工工藝等原因均可能導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量受到影響。在混凝土出現(xiàn)表面缺陷的情況下，對其進(jìn)行修復(fù)可以有效應(yīng)對混凝土的質(zhì)量問題，提升公路與橋梁工程的實(shí)用價(jià)值。

1 公路與橋梁施工中混凝土表面缺陷及產(chǎn)生的原因

1.1 混凝土表面裂縫

混凝土表面裂縫在施工中較為常見，通常情況下引起該問題的原因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不當(dāng)，混凝土在固化過程中出現(xiàn)水熱反應(yīng)，引起混凝土內(nèi)外溫差不一致。同時(shí)，公路與橋梁施工中，如橋墩、臺柱等混凝土的體積較大，養(yǎng)護(hù)具有較大的困難。

在拆模與養(yǎng)護(hù)的過程中，不當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)行為都可能導(dǎo)致混凝土表面裂縫。例如，陽光、空氣的流動會急速帶走混凝土表面的水分，致使其表面干縮、固化速度過快，在體積收縮的過程中，混凝土內(nèi)外應(yīng)力不一致，會導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫的情況[1]。

在混凝土體積較大的情況下，水化熱反應(yīng)會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度快速升高，內(nèi)外溫差甚至?xí)^20～30℃，從而引起溫度應(yīng)力，而外界溫度變化較大的情況下，內(nèi)外溫差會進(jìn)一步加劇，混凝土因?yàn)閮?nèi)外溫差的應(yīng)力產(chǎn)生裂縫；在混凝土的配比過程中，添加劑、水泥等混合料的配比不合理，混凝土的干縮性能受到影響，引起表面裂縫現(xiàn)象；在振搗的過程中，若沒有處理好混凝土的浮漿和泡沫，也容易引起混凝土開裂現(xiàn)象。

1.2 混凝土表面麻面與蜂窩

混凝土表面麻面與蜂窩，通常是由于在混凝土攪拌、澆筑的過程中，空氣混合在混凝土中，而混凝土水化反應(yīng)也會產(chǎn)生一定的氣體，且不能自動排放到空氣中。在攪拌過程中，混凝土攪拌不充分會導(dǎo)致混凝土中存在一定的自由水，在混凝土固化的過程中，引起混凝土表面麻面與蜂窩[2]。

另外，在振搗不充分的情況下，會導(dǎo)致混凝土中存在較多的氣泡和自由水情況，在其固化的過程中也會引起混凝土表面麻面與蜂窩。而在技術(shù)方面，混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中，骨料的級配不正確，骨量過大、不均勻、存在片狀顆粒、雜質(zhì)等原因，都可能導(dǎo)致混凝土在拌和的過程中自由水的含量增加。在混凝土攪拌的過程中，攪拌的時(shí)間過短、攪拌不均勻以及在運(yùn)輸過程中沒有使用混凝土專用車輛進(jìn)行拌和運(yùn)輸，都可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生較多的自由水。

此外，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，由于鋼筋過于密集，需要對混凝土的骨料粒徑進(jìn)行有效的控制，當(dāng)混凝土粒徑過大或者坍落度較小，也會導(dǎo)致混凝土表面麻面與蜂窩現(xiàn)象[3]。最后，在混凝土施工的過程中，若混凝土的澆筑落差超過2m，同時(shí)沒有使用減速的方式來進(jìn)行澆筑時(shí)，混凝土自由下落會導(dǎo)致離析現(xiàn)象較為嚴(yán)重，從而引起混凝土表面麻面與蜂窩的情況。

1.3 混凝土表面平整度較差

混凝土表面平整度較差會導(dǎo)致質(zhì)量、剛度無法滿足工程需求。通常引起該問題的主要因素，首先是在模板施工的過程中，模板表面存在缺陷，模板拼裝存在質(zhì)量問題。同時(shí)，在模板拼裝的過程中，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對混凝土表面質(zhì)量帶來不良影響。其次，在模板安裝、拆除的過程中，施工人員的不規(guī)范操作導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)平整度質(zhì)量問題。此外，在公路與橋梁施工的過程中，地基的土質(zhì)條件有較大的差別，在模板支架的承重地基為軟土的情況下，混凝土澆筑施工會導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。在此情況下，混凝土表面也會出現(xiàn)平整度的質(zhì)量問題。最后，在模板安裝的過程中沒有對安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，或者在薄壁結(jié)構(gòu)的拉筋設(shè)置過程中沒有合理計(jì)算荷載能力和變形現(xiàn)象，進(jìn)一步引起混凝土表面平整度較差的情況。在脫模劑涂刷不均勻的情況下，混凝土表面顏色差異較大，意味著混凝土表面的強(qiáng)度有所差別。

1.4 混凝土縫隙夾渣或者露筋

在處理混凝土接縫的過程中，接縫處理的位置不當(dāng)，會導(dǎo)致混凝土之間存在較大的縫隙，并導(dǎo)致夾渣。而在混凝土配筋、綁扎的過程中，作業(yè)的質(zhì)量不合格，沒有采取有效的措施對鋼筋周邊的混凝土厚度進(jìn)行處理，導(dǎo)致在澆筑過程中鋼筋與模板直接接觸，混凝土無法包裹鋼筋，引起露筋。此外，在混凝土截面積較小的情況下，鋼筋過于密集，而骨量體積較大時(shí)，也會導(dǎo)致混凝土無法完全包裹鋼筋，引起混凝土縫隙夾渣或者露筋。最后，在振搗的過程中，若振搗器與鋼筋直接接觸，會引起鋼筋移位，并進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土露筋[2]。

2 公路與橋梁施工中混凝土表面缺陷的處理措施

2.1 混凝土表面缺陷的檢查

在公路與橋梁施工中，引起混凝土表面缺陷的原因較為復(fù)雜，在處理的過程中，必須采用相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行有效的檢測。例如，在某高速公路大橋上處理混凝土表面缺陷，采用瑞典生產(chǎn)的探地雷達(dá)系統(tǒng)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測檢查。

2.2 混凝土表面缺陷的處理

發(fā)現(xiàn)混凝土表面缺陷時(shí)，要通過相關(guān)的儀器對混凝土表面缺陷的具體原因、位置、對混凝土造成的影響做出針對性的處理。若混凝土表面缺陷在局部表層，可以使用自重、高位漏斗法，并采用高性能水泥灌漿材料進(jìn)行灌漿處理。若混凝土表面缺陷的影響較大且位于深處，需要采用鉆孔壓力灌漿的方式進(jìn)行有效的處理。

2.2.1 混凝土表面淺層缺陷的處理

表面淺層缺陷的深度小于50mm 的情況下，由于其截面的承載能力并沒有發(fā)生變化，只需要將表面存在缺陷的部位進(jìn)行鑿除，在此基礎(chǔ)上鑿深100～150mm，并使用高強(qiáng)度混凝土灌漿料，采用自重或者高位漏斗法進(jìn)行灌漿修復(fù).

2.2.2 混凝土表面深層缺陷的處理

混凝土表面缺陷深于50mm，但小于300mm 的情況下，由于缺陷已經(jīng)對混凝土截面的承載能力造成影響，在進(jìn)行修復(fù)的過程中，需要根據(jù)實(shí)際的情況采取鉆孔壓力灌漿的方式進(jìn)行灌注修復(fù)[4]。

2.3 混凝土表面缺陷修復(fù)的施工流程

2.3.1 缺陷混凝土處理

首先，鑿除混凝土缺陷產(chǎn)生的疏松部分，并對其進(jìn)行表面鑿毛或者溝槽處理，及時(shí)清除碎石、浮灰、浮漿，并確保鑿除深度在100～150mm 左右；其次，在展開灌漿施工之前，對該部分混凝土表面使用清水進(jìn)行沖洗，并保持混凝土良好的濕潤狀態(tài)，同時(shí)在灌漿開始前1h，對混凝土表面的水分進(jìn)行處理，以避免對施工帶來不良影響。

2.3.2 模板安裝

對混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理后，需要對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格的清理，并按照相應(yīng)的工藝要求進(jìn)行模板安裝。一般情況下，可以使用竹膠板等材料作為模板，并使用槽鋼對其進(jìn)行加固。同時(shí)，還需要使用棉紗、膠帶對模板進(jìn)行有效的封堵處理，以保障混凝土灌漿施工的質(zhì)量。

2.3.3 灌漿拌制

在混凝土漿料的制作過程中，使用高性能水泥并按照修復(fù)的需求進(jìn)行嚴(yán)格的漿料控制。在灌漿的過程中，確保水的溫度大于5℃，并保持均勻、有效的攪拌。在漿料的拌和過程中，嚴(yán)格遵守相關(guān)的作業(yè)要求，若使用外加劑、外摻劑，需要在技術(shù)人員、相關(guān)責(zé)任人的指導(dǎo)下展開。

2.3.4 混凝土灌漿

在混凝土灌漿的過程中，根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的灌漿工藝。例如，使用高位漏斗，需要從同一個(gè)方向灌漿，并使用竹膠片、鋼筋等對灌漿的過程進(jìn)行有效控制，采用敲擊或者插搗等方式，避免混凝土灌漿出現(xiàn)較多的裂縫，在拆模之前應(yīng)當(dāng)減少混凝土振動。

2.3.5 拆模與養(yǎng)護(hù)

在混凝土灌注結(jié)束后，使用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，等待混凝土漿料凝固后，使用土工布或者棉被進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。在確保混凝土表面濕潤的同時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁夭扇∮行У拇胧┻M(jìn)行養(yǎng)護(hù)。例如，在炎熱天氣下，需要在養(yǎng)護(hù)過程中使用噴淋的方式降低混凝土溫度，并保持14d 左右的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。而在冬季天氣寒冷的情況下，需要采取保溫措施，以避免溫度應(yīng)力帶來的裂縫或質(zhì)量問題。

2.3.6 質(zhì)量檢測

在修復(fù)完成之后，使用雷達(dá)波對修復(fù)的情況進(jìn)行檢查，確?；炷帘砻婢鶆颉⒚軐?shí)，且不存在孔洞、裂縫、分層等現(xiàn)象。

2.3.7 注意事項(xiàng)

若修復(fù)面積較大、體積較大，采用分段支模的方式，由下至上依序展開混凝土表面缺陷處理，同時(shí)控制一次性澆筑高度小于0.9m。

3 公路與橋梁施工中混凝土表面缺陷的預(yù)防措施

3.1 混凝土表面裂縫的預(yù)防

在混凝土表面裂縫預(yù)防的過程中，首先對混凝土的配比進(jìn)行有效的控制，一方面采用低水化反應(yīng)的水泥，減少混凝土在使用過程中產(chǎn)生的熱量。另一方面，在骨料級配的過程中，充分重視粗骨料的粒徑大小，并對粗骨料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保沒有雜質(zhì)且粗細(xì)均勻。其次，在混凝土配比的過程中，采取提前試驗(yàn)的方式對水化反應(yīng)的放熱情況、粉煤灰等材料的用量比進(jìn)行合理的控制，從而確?；炷僚浔确舷嚓P(guān)的質(zhì)量需求。再次，在混凝土施工的過程中，確保澆筑與振搗過程連續(xù)不間斷，并提升對每層澆筑厚度的控制，同時(shí)在混凝土入模的過程中，對混凝土的溫度進(jìn)行控制，減少內(nèi)外溫差，避免混凝土表面裂縫。最后，在混凝土養(yǎng)護(hù)的過程中，根據(jù)不同的混凝土材料采取有針對性的措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免陽光與流動空氣對混凝土表面帶來的直接影響。并在混凝土施工拌和的過程中，必須采用同一品牌、規(guī)格的水泥進(jìn)行施工。

3.2 混凝土表面麻面與蜂窩的預(yù)防

在混凝土拌和過程中，先對材料的匹配度進(jìn)行合理的控制，確保其坍落度符合設(shè)計(jì)的要求。在澆筑振搗施工的過程中，對振搗作業(yè)的時(shí)間進(jìn)行控制，并對振搗施工的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督與管理，從而避免氣泡的產(chǎn)生。在模板安裝的過程中，先對模板進(jìn)行清理，并對模板的表面進(jìn)行檢查，避免孔洞導(dǎo)致的混凝土表面缺陷[5]。

3.3 混凝土表面平整度的質(zhì)量控制

在模板制作過程中，使用合適的材料，確保表面的平整度和剛度。在模板安裝的過程中，嚴(yán)格控制模板之間的接縫，保證密封性，避免混凝土出現(xiàn)跑漿、錯(cuò)臺等現(xiàn)象。在混凝土澆筑施工前，對模板內(nèi)部進(jìn)行檢查，清理雜物的同時(shí)，對其進(jìn)行灑水濕潤，以避免施工過程中出現(xiàn)問題。在澆筑振搗的過程中，避免與模板直接接觸，并在澆筑施工后對其進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，從而提升混凝土施工的質(zhì)量。在混凝土拆模的過程中，首先對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保其符合拆模要求時(shí)才能作業(yè)。同時(shí)可以采用反向順序進(jìn)行拆模作業(yè)，以避免對混凝土表面帶來不良影響。

3.4 混凝土縫隙夾渣或者露筋的預(yù)防

在混凝土縫隙夾渣或者露筋的處理過程中，首先，應(yīng)當(dāng)重視鋼筋綁扎的方式，并對其進(jìn)行有效的保護(hù)處理，設(shè)置保護(hù)層墊塊。在澆筑施工的過程中，避免振搗棒對鋼筋帶來的不良影響。檢查鋼筋的情況，并及時(shí)處理鋼筋位移。其次，在新舊混凝土接茬處理的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)對舊混凝土進(jìn)行鑿毛、清洗、清理處理，然后使用混凝土對連接處進(jìn)行有效的處理，確保新舊混凝土接茬連接緊密，并保證模板安裝的效果，從而提升新舊混凝土連接的質(zhì)量。最后，在密集鋼筋結(jié)構(gòu)的處理過程中，需要對鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的級配調(diào)整，對混凝土的骨料粒徑大小進(jìn)行合理的控制，避免因骨料過大，卡在鋼筋上所導(dǎo)致的施工質(zhì)量問題。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路橋梁施工的過程中，混凝土表面缺陷的情況比較常見。導(dǎo)致混凝土表面缺陷的原因較為復(fù)雜，與多個(gè)施工工藝有緊密的聯(lián)系。因此，施工人員需要充分了解混凝土表面缺陷產(chǎn)生的原因，對其現(xiàn)象以及本質(zhì)進(jìn)行梳理，并采取有效的措施對混凝土表面缺陷進(jìn)行及時(shí)的處理，從而提升混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。與此同時(shí)，還要對混凝土表面缺陷進(jìn)行預(yù)防，采取有效的施工技術(shù)管理，提升混凝土施工的質(zhì)量。