薄壁橋臺混凝土墻身冬季施工質量控制

趙建軍

（山西省機械施工公司，山西 太原 030009）

在常溫下進行混凝土施工，混凝土外觀質量較容易保證，但是在冬季施工中，尤其是在負溫氣候條件下施工，混凝土的表面質量較難控制，特別是薄壁橋臺這種混凝土結構，由于墻身較薄（45 cm～50 cm），且配筋較密，冬季施工難度就更大。為了保證薄壁橋臺墻身整體質量，尋求一種適宜的施工工藝進行質量控制，我們對薄壁橋臺冬季施工工藝進行了探討和實踐。

1 問題的產生

本公司承建的山東萊蕪-新泰高速公路中小型通道橋有38座，由于施工中多種因素的存在，多數通道橋都趕上了冬季施工，為了保證工程質量，進入冬季前，本公司制定如下的施工方法：

水泥采用山東萊蕪水泥廠生產的“蓮云”牌R425水泥。砂：產地平子村，砂率38%。碎石：產地蒙陰，1cm～2cm占60%，2cm～4 cm占40%，摻入3%山東青島即黑產TOP501防凍劑。混凝土強度等級為C15，配合比：水泥：砂：石子=1∶2.59∶4.06，水灰比為0.59。砂含水量為5%，坍落度控制在3 cm～5 cm之間。施工時氣溫5°，暖棚氣溫10°左右，入模溫度12°左右。

施工嚴格執行混凝土冬季施工措施進行。施工用水加熱至20°以上，水泥使用前采用暖棚保溫，混凝土運輸采用自卸農用車，攪拌采用400L強制式攪拌機，攪拌時間由1.5min延長至2min，澆筑完畢后及時保溫養護。養護采用搭設暖棚，暖棚內設置火爐，溫度保持在10°以上。施工前模板經監理檢驗合格，施工中計量準確，監理旁站到位。施工中我們嚴格按照技術規范執行，在澆筑前對工人進行了技術交底，振搗工都是從事振搗工作10年以上者。振搗厚度控制在30 cm一層，采用50型插入式振搗器，振搗時間控制在20 s～30 s。

經過正常養護，拆模后出現以下問題：

（1）混凝土墻身外露面，出現大面積蜂窩麻面，表現為混凝土墻身表面呈波浪式花紋，水泥砂子、石子出現分離。混凝土中水份沿模板跑掉，水泥在表面凹處沉集，并失去強度。

（2）混凝土墻身出現爛根現象。

以上問題在萊新高速公路中小型通道橋中大范圍出現，嚴重影響了中小橋施工的質量與進度，為此我們認真分析原因，經過多次實踐，改進了施工工藝，較好地解決了這個問題。

2 混凝土冬季施工的影響因素分析

影響混凝土質量的因素有模板的支護、原材料的質量、施工工藝等。我們認真分析研究了影響混凝土質量的有關因素，以尋求提高混凝土墻身質量的措施和方法。

2.1 與混凝土和易性有關

混凝土要求具有粘聚性和保水性，不得離析泌水。和易性是混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性等多種性能的綜合表達，當混凝土拌和物的和易性好時，混凝土容易澆筑振實而且不發生離析現象，可獲得良好的混凝土澆筑固體。當混凝土拌和物和易性不良時，混凝土可能振搗不密實，發生離析等現象產生質量缺陷，因此，混凝土拌和物的和易性是決定混凝土澆筑振搗密實的主要因素。在冬季施工中，將混凝土坍落度控制在3 cm～4 cm，此時混凝土有輕微的離析和泌水現象，混凝土在進入模板進行振搗后出現泛水現象，混凝土表面有一層較稀的水泥漿。這反映了配合比中用水量過大，較大的集料顆粒在振搗過程中發生沉降，混凝土項部出現反水。

2.2 與模板的安裝支護有關

在施工過程中，進行混凝土澆筑時，水從模板的接縫中滲出，水發清，不帶水泥漿；在混凝土澆筑完畢后，施工現場地面有積水，進一步說明模板的接縫不嚴密。模板整體剛性較差，當混凝土進行澆筑振搗時，模板表面發生微小的振動，模板與混凝土的接觸面產生微小的空隙，混凝土中的水份在凹處沉積。

2.3 和原材料的質量有關

混凝土質量與水泥質量有最直接的關系，施工中出現的泌水現象反映了水泥保水性較差。砂含水量較大，也是一個影響因素。

2.4 和施工工藝有關

在混凝土施工工藝過程中，從配料、拌料、運輸、澆筑、振搗、養護、一直到最終拆模，其中最重要的環節是混凝土的澆注和振搗，振搗的好壞直接關系混凝土質量。一些技術人員分析認為，薄壁橋臺墻身外觀差就是振搗不足或過振引起的，薄壁橋臺墻身由于墻身較薄，配筋較密，冬季施工難度較大，特別是振搗難以保證均勻。

綜合以上因素，我們進行了分析研究，認為主要為以下原因：

（1）冬季施工因氣溫影響，混凝土的粘聚性、保水性較差。

（2）模板安裝支護不過關，模板接縫處處理不當，所以有滲水現象。

（3）振搗工藝控制不嚴。

3 適應薄壁橋臺冬季施工的施工工藝

根據以上分析，我們對以往的混凝土施工工藝進行了改進，重新制定了一套較為完整的施工工藝。

3.1 對模板安裝支護的改進

模板全部采用60×120 cm的較大鋼模板，模板接縫處采用優質加厚海棉條，海棉條寬度不小于3 cm，并且海棉條必須互相搭接，在夾海棉條前，先用107膠在模板接縫處薄薄刷一層，然后將海綿條貼上，貼時注意，將海綿條露出內側模板0.5 cm左右，待模板全部支好后，用小刀從內側將外露的海棉條截去。模板根部與基礎相接部分容易出現爛根現象，針對這種情況，我們采用107膠和水泥拌均勻后人工用刮刀從模板內側將接縫處填充，并作弧型角，內刷機油。模板外部與基礎相接部分采用水泥砂漿內摻入107膠，人工抹平。模板之間用由12的對接螺栓連接，模板外部支撐采用千斤頂支撐，位置在中上部和根部，每隔2m一組對稱設置。通過以上設置，可明顯的減少模板接縫滲水現象。

3.2 對混凝土和易性的調整

首先，混凝土的強度等級由C15提高至C20，提高強度等級可有效改善混凝土的和易性，其次對混凝土的坍落度進行了調整。根據《橋梁施工技術規范》2000 11.3.3條：配筋較密、斷面較小的鋼筋混凝土結構坍落度控制為5 cm～7 cm之間。現在我們按0～2 cm控制，這時用肉眼觀察，混凝土外觀發干、發澀，混凝土從攪拌機內瀉出時，混凝土呈雞蛋大小的團狀，此時的混凝土含水量較小，稠度較大，此時混凝土的粘聚性、保水性較好。

3.3 對振搗工藝的要求

針對這種坍落度很小的混凝土，我們提出了“稠灰多振”這一施工方法。坍落度為2 cm～4 cm的混凝土含氣量為10%左右，而坍落度為0～1 cm的混凝土含氣量達到20%以上，坍落度低的混凝土比坍落度高的混凝土需要更多的振搗。因為對混凝土的坍落度進行了調整，混凝土的和易性與以往不同，振搗工藝也有差別。

在具體的施工操作中我們仍選擇常用的插入式振動器，加強對混凝土的振搗，振搗時間延長至25 s～35 s以上，振搗方法為：

（1）采用互相搭接的交錯方式，均勻布點，間距為20 cm，以保證混凝土每一處都得到振搗。

（2）澆筑厚度嚴格控制在30 cm以下，以利于混凝土中氣泡排出。

（3）振動時快插慢拔，讓振動器很快沉入混凝土底部，并在混凝土是停留15 s以上，待水泥漿泛上來后，慢慢拔出。

（4）由于調整后混凝土含水量小，經長時間的振搗不會發生離析泌水的現象，但是振搗時泛漿較慢，在施工中可以采用二次振搗的方法，具體操作為振搗三棒后，返回來加上一棒，讓水泥漿能充分泛上來，以利于氣泡排出及強度提高。

3.4 在施工中應注意的事項

（1）混凝土的澆筑速度適當加快。由于混凝土稠度較大，凝結時間縮短，混凝土采用分層澆筑，上層混凝土必須在下層混凝土初凝前澆筑完成，澆筑中不得停頓，在進行上層混凝土澆筑振搗時，振動棒必須插入下層混凝土5 cm～10 cm左右，以消除上下層之間的施工縫。

（2）對于薄壁橋臺來說，在墻身頂層60 cm左右，容易產生氣泡，主要原因為頂層60 cm左右混凝土不能像其下的混凝土層能通過上一層的重量來加強密實程度。處理方法為：在第一次振搗以后，稍等一會兒，在混凝土初凝以前對頂層混凝土進行二次振搗。

（3）在混凝土的攪拌過程中，應經常檢查混凝土的坍落度，保證混凝土拌合物的連續、均勻。

（4）澆筑完畢后立即按冬季施工措施進行保溫養護，待混凝土強度達到設計強度70%以后可以拆模，過早拆模會出現粘模現象。

4 冬季薄壁橋臺混凝土墻身施工工藝的實施效果

在使用新的施工工藝后，薄壁橋臺墻身的質量有了較大的提高，在萊新高速公路橋涵施工中，第五標段的K31+396通道，K32+596通道，K32+131涵洞、K32+385涵洞、K33+195明涵等墻身的施工中均采用了新的施工工藝，并都取得了良好的效果，其中，K32+595通道受到總監處的表揚，K31+396通道被評為全線樣板工程。

采用改進后的施工工藝，澆注出來的混凝土墻身表面光滑發亮，色澤均勻，無蜂窩麻面，氣泡較少，沒有爛根現象的發生，混凝土強度符合要求，并且這種施工工藝對于墻身較厚（60 cm以上），配筋較少或無筋的混凝土墻身冬季施工同樣有效。

需要說明的是這種施工工藝適合在冬季施工或氣溫較低的情況下使用，隨氣溫逐步回升需相應調整坍落度。