淺析橋梁清水混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量控制措施

王坪川

(北京城建遠(yuǎn)東建設(shè)投資集團(tuán)有限公司,北京 102200)

1 清水混凝土應(yīng)用的重要性及施工工藝

1.1 清水混凝土應(yīng)用的重要性

混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的就是清水混凝土,在施工期間所采取的模式主要為一次性澆筑成型,該模式的優(yōu)勢(shì)就是可以在澆筑期間無需進(jìn)行二次振搗,能夠促進(jìn)混凝土振搗效果的提升,更好的把握橋梁工程的質(zhì)量。通過對(duì)清水混凝土技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效縮短施工時(shí)間,提高橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 清水混凝土的施工工藝

現(xiàn)如今,我國關(guān)于清水混凝土仍未形成一致的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。但要求其色澤、光潔度必須要符合混凝土結(jié)構(gòu)工程驗(yàn)收規(guī)范,鑒于此,就需要嚴(yán)格把控好不利于橋梁清水混凝土外觀結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的因素。

1.3 鋼筋工程

橋梁工程使用的鋼筋規(guī)格、鋼筋的制作等應(yīng)該嚴(yán)格按照橋梁工程設(shè)計(jì)要求來選擇和確定。需要注意的是,應(yīng)該要清除鋼筋外層面上的銹斑,且鋼筋的連接要盡可能采取機(jī)械連接、焊接方法,并將金屬薄板墊于電焊下方,有效預(yù)防橋梁工程鋼筋工程焊接處出現(xiàn)燒傷的情況,進(jìn)而達(dá)到保護(hù)混凝土不受損害的目標(biāo)。

1.4 模板工程

橋梁工程模板設(shè)計(jì)安裝需要符合兩個(gè)方面,一方面就是要保證橋梁工程效果的美觀性,而另外一方面就是要增加橋梁工程結(jié)構(gòu)施工的受力。針對(duì)橋梁工程模板的設(shè)計(jì),盡可能秉持著科學(xué)性、穩(wěn)定性的原則,以此確保橋梁工程模板安裝后拼縫符合嚴(yán)密性好、誤差小的標(biāo)準(zhǔn)。模板鋼制的選擇要偏向于剛度好、吸濕性均勻的鋼木組合模板。

1.5 混凝土工程

清水混凝土對(duì)色澤、一次成形的要求非常高,所以適宜選用摻加粉煤灰的商品混凝土,進(jìn)而促進(jìn)橋梁工程清水混凝土的效果。要充分把握好清水混凝土的振搗方法,振搗器在插入時(shí)盡量速度快一點(diǎn),但是在拔出的時(shí)候速度則要放慢些。振搗時(shí)間取決于清水混凝土表面是否有浮漿、充氣泡。橋梁工程澆筑清水混凝土過程中,要科學(xué)分層,有效把控好每次下料的高度。清水混凝土澆筑工作做好后,為了提高橋梁工程的強(qiáng)度,避免清水混凝土發(fā)生收縮情況,就需要確保橋梁工程清水混凝土始終保持濕潤的狀態(tài),并及時(shí)做好對(duì)其的覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)工作。特別是在溫度比較高的夏季,必須要增加保濕和養(yǎng)護(hù)的次數(shù),防止因?yàn)闇夭钸^大而導(dǎo)致橋梁工程清水混凝土有嚴(yán)重裂縫的情況發(fā)生。最后,如果橋梁工程棱角損傷的不明顯,就可采取鋼絲刷將其刷洗干凈,沖洗濕潤后,采取色澤一樣且強(qiáng)度相同的水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ),若損傷情況比較顯著時(shí),就需要清楚干凈已經(jīng)松動(dòng)的混凝土,用色澤一樣且質(zhì)量更優(yōu)的清水混凝土修補(bǔ),充分做好橋梁清水混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量工作。

2 工程概況

北京雁棲湖生態(tài)發(fā)展示范區(qū)對(duì)外聯(lián)絡(luò)通道京密路工程,南起京承高速公路(焦村橋),沿懷柔區(qū)現(xiàn)況京密路線位向北,終點(diǎn)跨過開放環(huán)島后與現(xiàn)況京密路(密云方向)相接,道路全長7.4 km。第4#標(biāo)段主要為懷昌路立交主線橋、懷昌路立交相連的匝道橋及地方路改造。標(biāo)段路基填方2.24萬m3,路基挖方2.04萬m3,路面結(jié)構(gòu)層10.8萬m2;沿線新建主線橋2座,匝道橋2座;涵洞1道;改移管線52 m,新建雨水口152座。

懷昌路立交主線橋左半幅起止樁號(hào)為KBK4+324～KBK5+697,左半幅全長1 373 m,右半幅起止樁號(hào)為KCK4+277～KCK5+682,右半幅全長1 405 m,橋梁全寬13.75～23.026 m。懷昌路立交相連的匝道橋左半幅全長338.03 m右半幅全長333.023 m橋梁全寬8.5 m。橋梁全部為樁基礎(chǔ)上設(shè)承臺(tái),Y型花瓶墩柱,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,混凝土總方量12萬m3。

3 橋梁清水混凝土施工技術(shù)準(zhǔn)備

3.1 混凝土優(yōu)化比選

(1)商混拌合站比選

前期對(duì)工程周邊混凝土拌合站進(jìn)行調(diào)查,根據(jù)拌合站規(guī)模、業(yè)績和現(xiàn)況技術(shù)水平綜合考慮,最終選擇“北京懷建混凝土有限責(zé)任公司”和“北京國旺混凝土有限公司”作為該工程的混凝土供應(yīng)商。

(2)混凝土原材料要求[1]

①水

控制水的質(zhì)量,避免水的質(zhì)量差異對(duì)原材料質(zhì)量造成影響。使用飲用水來拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土。不允許水中含有油污、雜質(zhì)。

②骨料

骨料分為粗骨料和細(xì)骨料。在施工中用強(qiáng)度、抗凍、化學(xué)成分、顆粒形狀、級(jí)配和雜質(zhì)含量等指標(biāo)來評(píng)價(jià)骨料等級(jí)并分出它們的差異。

石子要求采用山碎玄武巖,石子按粒徑5～10 mm、10～20 mm分倉存放,最大公稱粒徑為25 mm合成級(jí)配滿足規(guī)范要求,壓碎值<20%,針片狀含量<15%。砂子要求采用水洗中砂,細(xì)度模數(shù)控制在2.3～3.0之間,含泥量<3%。

③水泥

采用普通硅酸鹽42.5水泥,水泥廠家指定使用“北京京隅”和“冀東盾石”兩大品牌。

④摻合料

選用一級(jí)粉煤灰和比表面積在4 000 cm2/g以上的礦渣粉。

⑤外加劑

選用減水率更高,且混凝土保水性、和易性更好及坍損性較小的聚羧酸外加劑。由于混凝土中起化學(xué)反應(yīng)的兩大材料(水泥、外加劑)對(duì)成型后混凝土外觀影響較大,所以兩大材料相容性必須是好,經(jīng)試驗(yàn)室水泥與外加劑相容性檢測(cè)比優(yōu)后,決定采用北京興宏光生產(chǎn)的WDN-6高效外加劑和北京新豐生產(chǎn)的FX-128高效外加劑。為保證成型后混凝土外觀色澤一致,用于本工程的混凝土原材料嚴(yán)禁更換廠家和材料規(guī)格,要求商混站提前聯(lián)系好材料供應(yīng)商,防止原材短缺影響工程進(jìn)度。

上述材料各項(xiàng)指標(biāo)還應(yīng)滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2000和相關(guān)規(guī)范要求。

(3)混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[1]

①明確混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo),除了滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和耐久性外,著重考慮混凝土拌合物的和易性和澆筑時(shí)的坍落度。選擇有和易性和保水性良好,不易離析和泌水,坍落度損失小的混凝土配合比。

②明確混凝土每方混凝土的膠凝材料最大用量不大于500 kg,摻和料摻量控制在20%以內(nèi),砂率控制在38%～42%。

③混凝土塌落度設(shè)計(jì)值為:承臺(tái)和墩柱混凝土160 mm、箱梁混凝土200 mm,60 min坍落度損失<30 mm,初凝時(shí)間6～8 h,和易性能好,500 mm≥擴(kuò)散度≥350 mm。

④箱梁混凝土必須單獨(dú)委托第三方進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì),其他混凝土可由拌合站試驗(yàn)室進(jìn)行試配,配合比設(shè)計(jì)完成后,組織監(jiān)理和施工單位技術(shù)及試驗(yàn)室對(duì)配合比進(jìn)行試驗(yàn)室拌合驗(yàn)證和生產(chǎn)線預(yù)生產(chǎn)驗(yàn)證,測(cè)試塌落度、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等指標(biāo),觀察和易性、保水性、粘結(jié)性等感官質(zhì)量。達(dá)到預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)后方可用于現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)澆筑。

3.2 模板及脫模劑比選

(1)模板比選[2]

結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn),決定墩柱采用定型鋼模板,箱梁采用一次性木模板。

在木模板選購前,組織人員先進(jìn)行市場(chǎng)考察和樣品取樣,樣品在標(biāo)養(yǎng)室保水浸泡7 d后,觀察模板質(zhì)量,選擇性價(jià)比適宜的模板進(jìn)行采購,并留置樣品進(jìn)行進(jìn)料核對(duì)。

模板工程需進(jìn)行拼裝設(shè)計(jì),盡可能減少拼縫,按對(duì)稱布置、美觀大方、方便拼裝、受力合理原則合理設(shè)置拼縫。

(2)脫模劑選擇

首先結(jié)合鋼模板和木模板材料性能,選取2種脫模劑做效果對(duì)比試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)品外觀性能決定鋼模板選用色拉油作為涂膜劑,木模板采用廊坊歐賽雅生產(chǎn)的水性橋梁涂膜劑。

3.3 試驗(yàn)柱施工

在正式墩柱施工前,為保證實(shí)體工程混凝土外觀質(zhì)量,檢驗(yàn)操作工人技術(shù)水平,綜合檢驗(yàn)?zāi)０?、脫模劑、混凝土三者的匹配?尋求拆模最佳時(shí)間,及檢驗(yàn)養(yǎng)生措施,決定澆筑1 m高的試驗(yàn)柱,全過程詳細(xì)觀察記錄各項(xiàng)指標(biāo),從中尋求經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)教訓(xùn),并組織技術(shù)、質(zhì)量、商混廠家、施工工人召開專題會(huì)議,對(duì)試驗(yàn)柱的經(jīng)營與教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié),為正式澆筑提供技術(shù)保障。

4 橋梁清水混凝土施工過程控制

4.1 模板安裝

(1)模板預(yù)驗(yàn)收

鋼模板在正式拼裝前,進(jìn)行拋光打磨,檢查模板光潔度、平整度和空洞封堵,滿足要求后刷脫模劑,涂刷時(shí)采用專業(yè)涂刷工具,涂刷要均勻,不留死角,不能有外流現(xiàn)象,碼放整齊,并進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收,未預(yù)驗(yàn)收的模板不允許進(jìn)行正式拼裝使用,為消除接縫印記,在接縫內(nèi)夾海綿膠條。木模板使用前逐塊檢查,防止用有裂縫、鼓包、破損、掉皮的模板進(jìn)行拼裝使用。

(2)模板正式驗(yàn)收

模板拼裝時(shí)防止碰撞,吊拼應(yīng)平穩(wěn),不得硬敲硬撬,采用PVC套管安裝對(duì)拉螺桿,套管出模板位置用海綿膠條粘嚴(yán),模板整體拼裝完畢后,進(jìn)行模板正式驗(yàn)收,檢查拼縫質(zhì)量、平面平整度、脫膜劑涂刷質(zhì)量、垃圾灰塵清掃等,檢查合格的可進(jìn)行鋼筋綁扎,綁扎時(shí)防止因鋼筋碰撞模板面而造成變形或破損。整體拼裝完畢至澆筑混凝土?xí)r間間隔較長的模板,需進(jìn)行二次驗(yàn)收。

4.2 混凝土澆筑

(1)澆筑準(zhǔn)備

混凝土澆筑前,對(duì)模板支撐、預(yù)埋件等進(jìn)行檢查,并將模板內(nèi)的垃圾、木片等應(yīng)清除干凈?；炷恋綀?chǎng)后核對(duì)混凝土標(biāo)號(hào)、部位等信息,進(jìn)行混凝土塌落度檢測(cè),符合要求后方可能用于實(shí)體澆筑,對(duì)每一輛混凝土罐車出場(chǎng)時(shí)間、到場(chǎng)時(shí)間、澆筑時(shí)間等進(jìn)行記錄,超出初凝時(shí)間的進(jìn)行退場(chǎng)處理。

(2)澆筑過程

混凝土采用汽車泵進(jìn)行澆筑,潤泵砂漿(劑)需排盡,泵出合格混凝土后才能開始正式澆筑,混凝土分層澆筑,分層厚度控制在振搗作用長度的1.25倍,一般為400～500 mm,使用插入式振搗器應(yīng)快插慢拔,插點(diǎn)要均勻排列,逐點(diǎn)移動(dòng),順序進(jìn)行,做到均勻振實(shí)。移動(dòng)間距不大于振搗作用半徑的1.25倍(一般為300～400 mm)。振搗上一層時(shí)應(yīng)插入下層50 mm,以消除兩層間的接縫。振搗時(shí)避免振動(dòng)棒碰到模板、鋼筋和波紋管,盡可能保持距離在50～100 mm。

澆筑箱梁時(shí)混凝土先澆底板和腹板(箱梁腋窩處),再澆頂板和翼緣板。混凝土澆筑的順序是由梁體兩端向中間澆筑,兩側(cè)翼板要同步進(jìn)行澆筑。控制好分層澆筑距離和時(shí)間,兩層前后間隔距離控制在5～8 m,兩層澆筑間隔時(shí)間控制在半小時(shí)內(nèi),防止后一層澆筑時(shí)前一層混凝土已初凝,拆模后出現(xiàn)層印。

4.3 混凝土拆模和養(yǎng)護(hù)

(1)混凝土拆模

內(nèi)模拆除應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面不發(fā)生塌陷和裂縫現(xiàn)象時(shí),一般為混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.8 MPa時(shí)為宜,不承重側(cè)模應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時(shí)方可拆除,一般為混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以上,承重模板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%方可拆除。拆模時(shí)先松掉支撐,再拆掉模板,拆模時(shí)嚴(yán)禁撬杠直接與混凝土接觸,注意成品保護(hù),防止模板及工具與混凝土面摩擦或碰撞,防止人為污染混凝土面。拆模后立即對(duì)混凝土外觀不好部位進(jìn)行修補(bǔ)。

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆注完成后,待混凝土初凝后應(yīng)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期不小于7 d?；炷猎谶_(dá)到2.5 MPa前不得上人踩踏。未拆模板時(shí),用土工布覆蓋整個(gè)表面,灑水養(yǎng)護(hù),應(yīng)保持土工布濕潤,不得出現(xiàn)干濕循環(huán);拆模后,用土工布將澆筑物包好,灑水養(yǎng)護(hù),始終保證澆筑物表面濕潤。

5 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,橋梁建設(shè)成為體現(xiàn)一個(gè)國家發(fā)展程度的參照物,社會(huì)發(fā)展到今天,人們?cè)谟袟l件構(gòu)筑自己的生活環(huán)境時(shí),提出了更高的要求。因此,近年來在滿足功能要求的前提下,要選用最佳的結(jié)構(gòu)型式——純正、清爽、穩(wěn)定,質(zhì)量統(tǒng)一于美,美從屬質(zhì)量;美,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)選型和諧與良好的比例,并具有秩序感和韻律感。材料的選擇,表面的質(zhì)感,特別色彩的運(yùn)用在橋梁的美感上起著重要作用,美麗的橋梁應(yīng)以其個(gè)性對(duì)人們產(chǎn)生積極的影響。對(duì)我們橋梁建設(shè)者也提出更高的要求,同時(shí)也給與了我們更多的發(fā)揮空間。