水利工程現澆混凝土質量缺陷及預防

曹 茜

(遼寧省本溪市桓仁縣西江電站，遼寧桓仁117200)

0 前言

水工結構重要構件或部位承受周期性靜水或動水工作環境、沖刷、磨損、凍融、侵蝕等作用，因而混凝土質量要求更高。混凝土現澆量大，施工過程中控制較粗放，所以成型質量常有缺陷，具體表現為:裂縫、蜂窩、麻面、錯臺、漏漿、掛簾、氣泡、孔洞、冷縫、夾層和表面酥松等。這些缺陷不但影響表觀效果，而且可能導致混凝土強度降低、耐久性劣化，甚至給工程安全使用帶來重大隱患。

1 水工混凝土質量缺陷

1.1 施工管理制度不健全及外包情況嚴重

水工混凝土工程體積量大，施工現場干擾多，原材料地域性強，往往工期要求很緊而質量要求卻很高，因此得力技術保障尤為重要。但是，因市場經濟體制尚不夠完善，以及主觀上追求經濟、快速和高效目標，針對水利工程這類勞動密集型項目施工與管理，推行技術創新和以質量為核心的理念還缺乏動力;一線勞動者素質不高，技術管理人員經驗和水平欠缺，在施工投入上不能擺正質量、安全、工期及費用的辨證關系，一味趕工期和省費用等，這些客觀現象存在導致了即便是常規技術措施也只是掛在嘴上、寫在紙上，卻很難落實到行動上。調查發現，目前無論在大型、中型還是小型水利工程建設中，一線施工班組和基層管理隊伍相當多為外包協作隊或小型承包隊，它們技術力量薄弱，質量意識差，措施費用投入不足，造成專項技術方案落空或實施效果差［1］。

1.2 模板工程

模板在施工中普遍存在以下3個方面問題:①因為技術能力、加工水平和經濟指標的限制，模板設計與制作剛度不足，造成混凝土成型面不平直;②模板支撐不牢固，混凝土澆筑時產生“跑模”，導致尺寸及位置偏差，甚至發生坍塌、爆模等質量事故;③缺少配模設計，現場模板拼裝不配套，成型模板尺寸誤差大，孔洞、接縫不嚴密且不認真，表面粗糙、不平滑，涂刷不合格脫模劑，野蠻裝拆模板，致使模板破損、變形，由此產生混凝土外觀麻面、凹凸不平整，乃至嚴重損傷或裂縫［2］。

1.3 鋼筋銹脹裂縫

因混凝土內部鋼筋銹蝕產生局部體積膨脹而導致鋼筋周圍混凝土出現裂縫。鋼筋銹脹裂縫往往是由保護層存在裂縫或不致密而使鋼筋鈍化膜遭侵蝕破壞發展到一定程度而引起，多發生在混凝土結構運行期。

1.4 配料與攪拌

在配料方面，配比設計圖省事，缺乏嚴謹工作流程，甚至不按試驗規范進行設計，配料單或試配報告不具備準確性與可靠性［3］。如原材料取樣計量不規范，取樣與實際材料性能差異大，導致配比失實;指標如抗滲、極限拉伸值等參數缺失;外加劑摻量類型改變或替換以及原料性能參數變化，沒有依據補充試驗合理調整配比，而是按照以往試驗資料和經驗主觀隨意調整。更嚴重的問題是在拌合物制備過程中實際配比與試驗配合比根本不一致，試驗配比方案失去指導作用。

拌合物制備攪拌方面也同樣缺少穩定的質量撿控手段。如混凝土拌合物組成計量投料不規范、計量誤差超范圍、品種區分不嚴格，水灰比、攪拌時間控制誤差大或控制失效，砂、石含水率波動卻未及時調整等;由于拌合物運輸條件改變，物別是坍落度等工作性參數不符合施工要求，中途隨意加水、加料，造成拌合物水灰比發生重大變化，產生嚴重離析、泌水等質量缺陷，由此造成混凝土強度無法保證、成形質量缺陷眾多。

1.5 混凝土裂縫

混凝土裂縫是最常出現的質量缺陷。按裂縫深度不同可以分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。按裂縫產生原因分類，則可分為以下幾種:溫度裂縫、自生體積變形裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹脹裂縫、堿—骨料反應裂縫、超載裂縫、不均勻沉降裂縫。實踐表明，施工階段水工混凝土溫度改變產生的拉應力往往占結構內部拉應力50%-90%，是混凝土受拉開裂縫主要因素。

2 高質量施工和控制

2.1 混凝土高質量成型模板技術

透水模板布是由英文 controlled permeabilty formwork liner翻譯而來，因此又可稱為可控滲透模板內襯。目前所采用的透水模板布均由聚丙烯(polypropylene)等原料噴絲成短絲半成品，經打松后氣流吹流吹鋪成網或交叉鋪網使纖維定向或隨機撐列成松散纖網結構，通過多道滾壓針刺密實，并由機械、噴涂或燒毛等方法將其一側表層熱處理成多孔膜，其結構大致分為表層、結構層。表層纖維細度約為0.7～1.5 dtex。

透水模板布澆筑成型混凝土總體觀感比普通模板效果有改善，主要體現在:

1)基本消除了可見氣泡，尤其是內傾斜坡面效果顯著。

2)大面顏色比較均勻且偏深暗色。

3)沒有銹跡污染。

4)也很少砂斑砂線等缺陷。

5)在豎向墩柱、臺柱側面使用效果比較理想。

這項新技術近10 a已經廣泛應用在世界各地的橋梁、大壩擋墻、碼頭、隧道等一些重視耐久性清水混凝土工程上。我國在杭州灣大橋、洋山碼頭、蘇通大橋、青島海彎大橋、東海大橋、南水北調中線天津段等采用國產透水模板布。實踐證明，透水模板布對混凝土澆注質量和外觀起到相當好的改善作用。

2.2 混凝土施工期開裂機理及常溫控防裂機理及溫控防裂新技術

施工期是混凝土最易發生裂縫的階段，而溫度應力往往為最主要的原因。由國內外最近幾十年的實踐來看，水工混凝土結構施工期間出現裂縫的概率最大，故水利工程界始終存在著“無壩不裂”、“無閘不裂”等通俗說法。混凝土在拌合過程中使用冷水或加水拌和混凝土，運輸車輛需加裝聚苯乙烯苯板或保溫被以減少外界熱量對混凝土的影響。澆筑過程盡可能選用低溫季節澆筑。高溫季節澆筑基礎約束區混凝土，混凝土出機口溫度往往要求低達7～12℃，采用主要措施為預冷骨料和加冰拌和。應嚴格控制混凝土運輸時間和澆筑倉面覆蓋前的暴露時間。安全足夠的人員和施工機械，保證已入倉的混凝土快速完成澆筑。從以上分析一些工藝與管理中存在的問題可以看出，水工混凝土施工技術顯然是一項復雜系統性的工作。

改變這些施工缺陷，技術方法創新和管理制度革新必須雙管齊下。這其中，對一線人員特別是操作工人加強培訓，提高技術水平，促使他們認真做好每道工序十分必要，但鑒于各方面客觀條件制約，短期內寄希望于作業人員主動改變現場不良施工作業習慣很難奏效;采用先進、科學和可行的技術手段措施可能是最直接有效途徑。

［1］丁寶瑛，岳耀真，朱峰.摻Mgo混凝土的溫度徐變應力分析［J］.水力發電學報，1991(04):47-57.

［2］張衛彬.水利施工中混凝土工程質量控制要點［J］.中小企業管理與科技:下旬刊，2011(03):245-246.

［3］盛亞男.淺議水利工程中混凝土的施工管理與質量控制［J］. 價值工程，2010(18):47.