探析橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷及防治措施

江大海　

探析橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷及防治措施

江大海

（廣西新發(fā)展交通集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530028）

橋梁墩柱混凝土保護(hù)是確保橋梁質(zhì)量的重要保障，也是混凝土與結(jié)構(gòu)的共同工作的先決條件。橋梁工程作為重要的交通基礎(chǔ)建設(shè)，其墩柱自身質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著重要的作用。為解決這個(gè)問題，相關(guān)建設(shè)工作人員應(yīng)從橋梁墩柱混凝土構(gòu)件的外觀質(zhì)量問題出發(fā)，是指通過建立表面泌水率起沙、混凝土分層澆筑、混凝土離析等問題形成原因，從而找到外觀品質(zhì)施工控制方法，以充分發(fā)揮橋梁墩柱混凝土墩柱結(jié)構(gòu)作用。

橋梁墩柱混凝土；質(zhì)量缺陷；防治措施

引言

隨著現(xiàn)代建筑工程的發(fā)展，對(duì)工程質(zhì)量的需求不斷提高，并根據(jù)橋梁墩柱混凝土的性能和使用規(guī)范，采取了相應(yīng)的外觀質(zhì)量管理，使相應(yīng)的操作方案和實(shí)施更加合理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土表面外觀質(zhì)量的科學(xué)、合理的控制，從而使其具有更大的實(shí)際應(yīng)用潛力。因此，在對(duì)外觀質(zhì)量層次進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)注意選用適當(dāng)?shù)目刂品绞?，以確保梁墩柱的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工效益的最大化。

1　橋梁墩柱混凝土概述

為能夠?qū)蛄憾罩炷吝M(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，并能發(fā)揮其實(shí)用效果，應(yīng)先對(duì)有關(guān)的混凝土進(jìn)行認(rèn)識(shí)。第一，通過對(duì)原材料質(zhì)量的控制、人員的合理調(diào)配和施工工藝的控制等方面入手，可以使得橋梁墩柱混凝土應(yīng)用更加顯著，提高結(jié)構(gòu)性能，延長(zhǎng)橋梁的壽命，為車輛的安全駕駛打下良好的基礎(chǔ)。第二，提高對(duì)混凝土外觀質(zhì)量狀況的分析，強(qiáng)化科學(xué)、理性的控制，并嚴(yán)格執(zhí)行可操作性的控制和管理，有利于完善橋梁墩柱施工中質(zhì)量管理工作流程，可以更好地突出混凝土的實(shí)際應(yīng)用，避免對(duì)墩柱施工及使用造成不利的影響[1]。

2　橋梁混凝土墩柱外觀質(zhì)量施工控制要求

為了防止在橋面上出現(xiàn)外觀質(zhì)量缺陷，施工操作人員應(yīng)該加強(qiáng)鋼筋裝配的可靠性和精度，以防止結(jié)構(gòu)鋼筋與模板之間的沖突，保證結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層的均勻，防止了漏筋等外觀缺陷。另外，為了防止出現(xiàn)裂縫，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土墩柱外觀結(jié)構(gòu)的維護(hù)。應(yīng)注意到，建筑工程的外觀質(zhì)量管理也應(yīng)采用具有一定的建設(shè)方式，并實(shí)施質(zhì)量保證的結(jié)構(gòu)物的外觀質(zhì)量。例如，做好結(jié)構(gòu)物施工中的混凝土的砂漿清除和污水排出等工作，以避免對(duì)下層結(jié)構(gòu)物外表造成污染，保持建筑的外觀干凈。

3　橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷

3.1　混凝土表面出現(xiàn)蜂窩及裂縫

一般而言，把混凝土的局部，或者是大面積的開裂分離，而產(chǎn)生的未閉合縫隙的現(xiàn)象，稱其為混凝土裂縫?；炷亮芽p出現(xiàn)的原因是混凝土本身會(huì)產(chǎn)生水化熱，從而引起收縮，冬季施工或者蒸汽養(yǎng)護(hù)措施存在問題，使得混凝土內(nèi)外溫度的不同而產(chǎn)生裂縫。在施工中，由于模板安裝不當(dāng)或者模板的剛度不足，在澆筑階段，側(cè)壓力變大，導(dǎo)致模板變形，或者是澆筑完混凝土之后，過早地拆除模板，但由于混凝土的強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致容易出現(xiàn)裂縫。同時(shí)，混凝土由于局部酥松，在石子間會(huì)出現(xiàn)一定的空隙，而且在混凝土的表面所形成的蜂窩狀窟窿，也就是混凝土的蜂窩。在通常情形下，當(dāng)澆筑的混凝土表面會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的缺漿現(xiàn)象，或者是石子露出的深度在5 mm以上，但是其深度要小于混凝土自身保護(hù)層厚度時(shí)，即為蜂窩。橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生的蜂窩原因主要有不合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)、拌和時(shí)膠凝材料和骨料的稱量不準(zhǔn)、混凝土砂漿少而石子多、不到位的振搗，以及大體積的混凝土未分層澆筑，或者是單層的厚度過大、模板縫隙處水泥漿流失、基礎(chǔ)與柱等結(jié)構(gòu)根部未稍加間歇就繼續(xù)澆筑上層混凝土等，以上原因都會(huì)使橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生蜂窩，因此在施工的過程當(dāng)中需引起注意[2]。

3.2　混凝土分層澆筑印跡明顯

混凝土表面出現(xiàn)分層澆筑印跡的主要原因：（1）混凝土澆筑不連續(xù)，混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑三個(gè)階段發(fā)生了設(shè)備問題，暫停后重新澆筑，分層澆筑的間隔過長(zhǎng)，未根據(jù)施工要求進(jìn)行安全檢驗(yàn)，造成了較大的接茬痕跡。（2）由于混凝土的配合比例不均勻，在拌合站拌制混凝土中，施工工人的操作不當(dāng)，造成了摻混的灰泥；或者在混凝土輸送過程中隨意放水，造成混凝土砂漿的混合比例不均勻，在澆筑完成后，上一批和后一批的混凝土顏色不協(xié)調(diào)，分層痕跡明顯。（3）使用的混凝土原材料不穩(wěn)定，沒有相同批次的進(jìn)料，造成了混凝土的顏色不統(tǒng)一[3]。

3.3　混凝土表面存在孔洞及露筋

孔洞通常指的是局部或者是全部，不存在混凝土的較大空隙。引起橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)孔洞的主要原因與蜂窩發(fā)生的原因大抵相同，包括材料和配合比設(shè)計(jì)、大體積混凝土施工，以及混凝土振搗方面。除此之外，結(jié)構(gòu)配筋太密，致使骨料不易灌注及不易振搗、洞口與坑底模板未設(shè)置相應(yīng)的排氣口、混凝土自身內(nèi)部帶有氣囊、砂石料中泥塊等雜物在混凝土投料前未清理干凈等原因也會(huì)導(dǎo)致橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生孔洞。通常是將混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的主筋、構(gòu)造筋，或者是箍筋外露于混凝土表面的現(xiàn)象，稱其為“露筋”。橋梁墩柱混凝土形成露筋的主要原因，是混凝土澆筑的時(shí)候，未采取鋼筋定位措施、墩柱結(jié)構(gòu)斷面小且鋼筋密集其石子粗骨料粒徑偏大致使混凝土難以下落、混凝土保護(hù)層漏振或振搗不密實(shí)、鋼筋骨架加工不準(zhǔn)、鋼筋骨架緊貼模板等。具體來說：第一，鋼筋骨架尺寸略大。第二，鋼筋墊塊發(fā)生位移，或者施工中的鋼筋與模板緊密貼合，造成了混凝土保護(hù)層不夠。第三，保護(hù)層處的混凝土振搗強(qiáng)度不夠或漏振。第四，模板澆筑時(shí)沒有濕潤(rùn)或濕潤(rùn)不夠，模版吸收過多水分，造成混凝土固化不好，強(qiáng)度降低，拆除模時(shí)掉角露出鋼筋。第五，未達(dá)規(guī)定的拆模強(qiáng)度，就拆除模板，過早拆除會(huì)出現(xiàn)掉角露筋。第六，由于鋼筋過密，使得混凝土未能充滿周圍的空間。第七，在振搗時(shí)，振搗棒與鋼筋發(fā)生撞擊，造成結(jié)構(gòu)的鋼筋位移。第八，冬季施工時(shí)的混凝土保溫措施不好，造成了混凝土受凍，造成拆模掉角露筋[4]。

3.4　混凝土表面出現(xiàn)泌水起砂現(xiàn)象

在對(duì)橋梁墩柱混凝土的外觀質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的基礎(chǔ)上，還要對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。其原因有：（1）由于橋梁墩柱自身存在著安全隱患，在使用過程中出現(xiàn)了裂紋或局部變形問題，從而對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量造成不同的損害；（2）攪拌時(shí)間短，配比不合理，振搗力度不足，支撐剛性不足等，都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的外觀問題；（3）在澆筑時(shí)，由于澆筑方法不夠合理，在施工過程中沒有進(jìn)行科學(xué)的控制，致使鋼筋集中的地方不能充滿模板，造成了混凝土表面出現(xiàn)了泌水起砂現(xiàn)象，從而使外觀質(zhì)量下降。

3.5　混凝土離析現(xiàn)象

（1）水灰的比例過高會(huì)造成混凝土的崩塌，混凝土的強(qiáng)度下降，使粗骨料不能獲得水泥等結(jié)合料的制約，從而下沉，造成混凝土離析。（2）粗骨料顆粒尺寸大，集料等級(jí)不高，含泥量高，特別是含有大量的大顆粒會(huì)對(duì)混凝土的和易性產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致混凝土的離析。（3）加入過量的減水劑，就會(huì)造成對(duì)水的需求減少，會(huì)導(dǎo)致減水劑不能在攪拌裝置中發(fā)揮應(yīng)有的作用，但在輸送過程中，連續(xù)發(fā)生作用，致使混凝土到現(xiàn)場(chǎng)的坍落程度大于出機(jī)后的坍落程度。這種狀況下，很可能導(dǎo)致混凝土發(fā)生嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。（4）混凝土澆筑時(shí)，由于在卸載過程中自由傾落高度過大，下落速度較砂漿快,形成混凝土離析。

4　橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量防治措施

4.1　拆模養(yǎng)護(hù)

模具拆除的時(shí)機(jī)對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量有一定的影響，如果過早的拆卸，會(huì)造成混凝土表面的粗糙度不足，如果過晚的拆卸，造成拆模困難。當(dāng)墩柱的高度是5～15 m，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)，才能拆除。為了很好地掌握模具拆卸的時(shí)機(jī)，在工地上放置試塊，等到試塊快要可以拆模的時(shí)候混凝土才可以脫模。在拆除后的混凝土養(yǎng)護(hù)工作中要特別注意，養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和外觀質(zhì)量，甚至出現(xiàn)裂縫等問題。因此，在墩柱混凝土的養(yǎng)護(hù)工作必須要適時(shí)進(jìn)行，拆模之后要立即進(jìn)行維護(hù)。養(yǎng)護(hù)可采用塑料膜進(jìn)行包裹，在包裹前及養(yǎng)護(hù)階段要做好灑水的保濕工作。

4.2　混凝土分層澆筑印跡明顯的防治措施

預(yù)防措施：在混凝土拌合、運(yùn)輸、澆筑、振搗等施工中的機(jī)械設(shè)施進(jìn)行維護(hù)，以確保施工機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在混凝土攪拌站和混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)需有應(yīng)急發(fā)電機(jī)，防止臨時(shí)性關(guān)閉電源造成混凝土澆筑終斷，一旦出現(xiàn)澆筑結(jié)束，必須按照規(guī)范進(jìn)行混凝土施工縫的處置，修補(bǔ)在澆筑之前鑿毛并潤(rùn)濕，加強(qiáng)對(duì)拌合站的工作人員的積極性和質(zhì)量意識(shí)的宣傳，嚴(yán)禁隨意改變混凝土配比，在運(yùn)輸過程中不準(zhǔn)私自加水，避免由于配合比混用造成混凝土的強(qiáng)度不足而造成安全隱患，在相同部位澆筑混凝土?xí)r，最佳采用相同的材料批次，并強(qiáng)化對(duì)材料場(chǎng)地的監(jiān)控，保證原材料的穩(wěn)定性[5]。

4.3　加強(qiáng)混凝土施工過程控制

橋梁墩柱混凝土工程的施工狀況是否良好，與能否提高外觀質(zhì)量有著密切的關(guān)系。因此，對(duì)混凝土的施工過程要有系統(tǒng)性的操作，并要嚴(yán)格執(zhí)行具體的控制和管理加以處理。在此期間，要做好以下幾點(diǎn)：第一，是要做好各項(xiàng)職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的專題，要及時(shí)落實(shí)好問責(zé)制度，強(qiáng)化員工等各環(huán)節(jié)的品質(zhì)管理理念，提升在混凝土工程的生產(chǎn)工藝控制上的專業(yè)水準(zhǔn)，加強(qiáng)其在質(zhì)量層次上的標(biāo)準(zhǔn)化。第二，注重運(yùn)用精細(xì)管理和流程控制理念，建立完善的混凝土工程施工期的監(jiān)控體系，加強(qiáng)相應(yīng)的質(zhì)量管理工作的實(shí)施和技術(shù)培訓(xùn)，以提升其控制和管理水平。同時(shí)，應(yīng)從原料選擇、澆筑施工過程控制、標(biāo)準(zhǔn)振搗強(qiáng)度的實(shí)踐中加以實(shí)施，使混凝土的外觀質(zhì)量控制在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。

4.4　模板安裝

在橋梁墩柱施工中，通常都是使用整體的鋼模，必須要有正規(guī)的生產(chǎn)許可證才能進(jìn)行，并且要確保鋼模的質(zhì)量。鋼模制作完成后，需要在工廠內(nèi)進(jìn)行裝配，然后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，只有符合工程項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，方能使用。在開始安裝之前，每個(gè)鋼制的模板都是按照橋梁墩柱的長(zhǎng)度來制作的，只有在裝配的過程中，確保沒有任何問題，方能進(jìn)行裝配。在安裝工藝中，采用了吊車輔助人工調(diào)整的方式，在進(jìn)行模板的吊裝時(shí)，一定要有專門的技術(shù)人員監(jiān)督，整個(gè)過程要確保樣板的輕巧和平穩(wěn)，避免變形。在裝配過程中，要根據(jù)預(yù)先裝配好的標(biāo)記進(jìn)行調(diào)節(jié)，不得有錯(cuò)臺(tái)，并檢查模板同保護(hù)層墊塊之間的縫隙是否完全貼合，兩者之間的距離是否會(huì)造成破壞，實(shí)施防護(hù)措施。在確定了樣板的中軸線和垂直度之后，確定了正確的情況之后，再進(jìn)行下一步的施工，通常采用攬風(fēng)繩進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化。

4.5　混凝土離析現(xiàn)象的防治措施

由于混凝土水灰中摻入過多而導(dǎo)致的混凝土離析情況，可以嚴(yán)格控制配合比管理，嚴(yán)禁隨意調(diào)整配合比用水量，并進(jìn)行提升坍落度檢測(cè)，若坍落程度過高，則拒絕使用。對(duì)原材料的檢驗(yàn)工作進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)控，不合格碎石是禁止進(jìn)場(chǎng)使用的，并且可以通過砂率改變混凝土比例和粘性。

對(duì)于由于過量添加的減水劑而導(dǎo)致的離析現(xiàn)象，可以采取以下措施進(jìn)行治理：在減水劑中加入一定數(shù)量的增稠劑和引氣劑，能改善其粘性，改善抗離析性。在試驗(yàn)中，在試驗(yàn)中，混凝土在靜態(tài)下有20～30 mm的坍塌度損失（1小時(shí)），在實(shí)際的生產(chǎn)中，不會(huì)出現(xiàn)混凝土的離析現(xiàn)象。

若由于骨料中含有大量的塊狀砂礫而產(chǎn)生的離析問題，則需對(duì)混凝土膠結(jié)材料進(jìn)行提高。由于混凝土字高處傾斜高度過大而造成的離析，可以調(diào)整其高度，通常情況下，從高處墜落的混凝土的高度不得超過2 m，垂直結(jié)構(gòu)的下墜高度不宜超過3 m，否則可沿著沿斜槽、串筒、溜管或振動(dòng)溜管下料，可起到緩沖作用。

4.6　施工前的準(zhǔn)備工作

在建設(shè)之前，要依據(jù)橋梁的圖紙，制定詳細(xì)的墩柱保護(hù)方案和施工程序，并根據(jù)相應(yīng)的施工規(guī)程，進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)措施。若遇到特殊元素，還能在橋梁重要的節(jié)點(diǎn)處專門制定有目標(biāo)的建設(shè)規(guī)劃。在進(jìn)行工程之前，工人必須先了解工程的施工方案，也要對(duì)每一步的技術(shù)狀況進(jìn)行交流，確保每一道工序都是正確的，同時(shí)也要執(zhí)行好的檢查制度，尤其是在工程施工的后期，要認(rèn)真地對(duì)墩柱進(jìn)行檢驗(yàn)，確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)，如果發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量的問題，要對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理和監(jiān)理人員進(jìn)行反映，并及時(shí)解決問題。

4.7　混凝土澆筑

橋梁混凝土墩柱的外觀設(shè)計(jì)與澆筑施工的質(zhì)量控制密切相關(guān)，否則會(huì)出現(xiàn)裂縫、麻面、露筋以及水紋等病害。所以，在進(jìn)行混凝土高處傾落施工時(shí)，自由下落高度不能超過2 m。在遇到特別的條件下，當(dāng)混凝土的自由傾落高度處超過8 m時(shí)，工程技術(shù)人員必須采用帶有節(jié)管的震動(dòng)串筒，并設(shè)置減速裝置。具體而言，就是將2-3個(gè)節(jié)管內(nèi)安裝一對(duì)振動(dòng)器裝置，以調(diào)整其下落速率。另外，為了保證混凝土振搗的密實(shí)性，工人們需要采取分層式的方式來保證每層的厚度都保持一致。例如，可以采用插入式振搗器，將分層澆鑄的厚度控制在30～40 cm之間。注意：在澆筑過程中，必須盡可能地保持連續(xù)工作狀態(tài)，同時(shí)要注意模板、保護(hù)層厚度和支架的作用狀態(tài)。對(duì)于出現(xiàn)的偏移、變形等問題，必須暫停工程，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以保證混凝土在凝固之前的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.8　鋼筋加工和安裝

墩柱建造離不開施工的鋼筋骨架，其施工設(shè)備對(duì)橋梁質(zhì)量具有極其重要影響，施工中對(duì)其進(jìn)行鋼筋的重新處理必須嚴(yán)格遵守圖紙，認(rèn)真核對(duì)到的尺寸和型號(hào)規(guī)格后方可開工，確保制造過程的準(zhǔn)確性。在捆扎之前，要準(zhǔn)確標(biāo)記好包頭的位置，可以用墨斗彈進(jìn)行標(biāo)記，方便工人捆扎的時(shí)候進(jìn)行定位。根據(jù)墩柱表面的大小，利用吊線錘對(duì)垂直度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，保證由混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成的保護(hù)層能夠達(dá)到維護(hù)橋墩的作用，符合墩柱施工的需要[6]。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)作為一種比較普遍的建設(shè)材料，它不僅能適應(yīng)各種建設(shè)的需要，而且能展現(xiàn)出美觀、平穩(wěn)、和諧的施工美感，其外觀質(zhì)量是衡量工程整體質(zhì)量的重要一環(huán)。基于此，為更好地防治橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量存在的缺陷，文中提出具體的應(yīng)對(duì)措施，如對(duì)模具采用塑料膜進(jìn)行包裹，在包裹前和養(yǎng)護(hù)的階段內(nèi)，做好灑水保濕工作，以養(yǎng)護(hù)好拆模。同時(shí)應(yīng)用攬風(fēng)繩加強(qiáng)模版結(jié)構(gòu)的安裝等，并將施工前的準(zhǔn)備做好，以此來保證橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量。

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Exploration on the Appearance Quality Defects and Prevention Measures of Bridge Pier Column Concrete

The protection of bridge pier concrete is an important guarantee for ensuring the quality of the bridge, and is also a prerequisite for the joint work of concrete and structure. As an important transportation infrastructure, the quality of the piers and columns in bridge engineering plays an important role in the stability of the structure. To solve this problem, relevant construction personnel should start from the appearance quality issue of bridge pier concrete components, which refers to establishing the causes of surface bleeding rate, sand formation, layered pouring of concrete, and concrete segregation, in order to find construction control methods for appearance quality and fully play the role of bridge pier concrete pier structure.

bridge pier column concrete; quality defects; prevention measures

U445

A

1008-1151(2023)07-0030-03

2023-02-27

江大海（1986－），男，廣西新發(fā)展交通集團(tuán)有限公司工程師，從事工程施工標(biāo)準(zhǔn)化、施工進(jìn)度、施工質(zhì)量管理工作。