蒙華鐵路混凝土墩身外觀質量原因分析

李云超，劉發權，劉建芳，史川，鞏政，房啟濤

（1. 山東省建筑材料工業設計研究院，山東 濟南 250022；2. 安徽中鐵工程材料科技有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

現在的施工中，對混凝土結構的外觀要求非常嚴格，因為一個混凝土構件，最后反映給大家的就是表面，尤其是橋梁墩柱的工程施工更是如此，其外觀質量的好壞經常作為人們判斷整體質量的首要條件。所以在橋梁墩身的施工中，如何控制混凝土的外觀質量，做到“內實外光”顯得非常重要。

蒙華鐵路是繼大秦線之后我國新建的又一條超長距離的運煤通道，北起內蒙古浩勒報吉站，終點到達江西省吉安，跨越 7 省 13 市 28 縣，全程 1837km，橋隧里程占比 41%，全線共設有 33 個施工標段。

本文針對蒙華鐵路墩身施工中出現的幾種主要外觀問題，分別進行原因分析和提出預防控制措施。

1 表面砂線、水紋

砂線現象主要表現為墩身表面無水泥漿、不光滑，能看見砂子，而且呈豎向分布。水紋主要是由于混凝土離析，下層混凝土中的水分夾雜著水泥漿沿著模板往上，涌到上一層混凝土表面，在混凝土表面形成一條條水流的痕跡。砂線與水紋一般都是同時出現的，都是由于混凝土坍落度過大、混凝土離析、振搗不當等原因造成的。

通過對現場的觀察了解到，蒙華鐵路所屬地區（內蒙古段、陜西段、山西段、河南段、湖北段、湖南段和江西段）由于環保檢查、地理條件等原因，砂石料的含泥量均超過合格標準，尤其是砂子的含泥量及泥塊含量嚴重超標。含泥量超標會對混凝土減水劑吸附力增強，導致原本應該發揮作用的減水劑作用減弱，使得混凝土坍落度損失加大，即現場經常遇到混凝土離開攪拌站到達現場后，混凝土無流動性。由于現場施工追求泵送速度并且較稀的混凝土振搗也更加輕松，所以往往無流動性的混凝土到達現場后工人會加入不定量的水，使得混凝土重新獲得流動性，但是由于對水量的控制不當且追求流動性大，加水量一般過多使得混凝土和易性差，無包裹性，石子砂子與水泥漿分離。在振搗過程中，膠凝材料同骨料分離，造成混凝土離析，水泥漿上浮，砂子受震動與模板緊貼造成砂線。因此需要嚴格控制混凝土的坍落度和振搗時間，流動性差的混凝土可以通過在現場加入適量的減水劑來代替加入過多的水，減少對混凝土的不利影響。

2 表面水滴狀、花瓣狀水泥漿點

墩身中下部集中在墩身寬面，有時會出現規則的斑馬線狀分布的水滴狀、花瓣狀水泥漿點，呈現濺射狀態，且只有水泥漿無砂子石子。通過對現場施工的觀察，造成該問題的原因是由于混凝土泵送進模具的落差過大，泵車橡膠軟管過短，無法深入到墩身內部，且墩身內部下料不加串桶或串桶過短，導致混凝土下落后濺起水泥漿，或者混凝土擊打在密集鋼筋上濺起水泥漿，水泥漿附著在模板上，干硬后無法與后來的混凝土融合，造成墩身表面花臉等外觀問題。因此，泵車橡膠軟管應加長，在墩身內部下料時要增加足夠長的串桶，并且應在串桶下料口出避開鋼筋，防止水泥漿濺射到模板上。由于目前施工墩身只有中部一個下料點，水泥漿濺射范圍有限，所以在墩身圓弧窄面出現此問題的幾率很小。

3 表面氣泡、麻面

墩身澆筑混凝土時分層太厚或未充分振搗，或者振搗方法不當，則混凝土內的氣泡無法排除，附著在模板表面而形成氣泡、麻面等現象。因此，嚴格控制混凝土的分層厚度，每次混凝土的分層厚度均控制在30cm 之內，振搗棒距離模板 10cm，振搗點與點的距離為 15～20cm，操作是必須嚴格做到快插慢拔，將振動棒上上下下徐徐抽動。在振搗過程中，觀察混凝土無明顯下沉，不出氣泡、表面泛漿并不產生離析即可。

4 表面裂紋

墩身產生裂紋大多并不是受外力作用的荷載裂縫，而是混凝土在硬化過程中，由于溫度變形、收縮變形等原因引起的變形裂紋；由于混凝土養護未按照規定，養護不到位也是造成裂紋的主要原因。因此，避免過早拆模，避免大風天氣拆模，嚴格控制拆模溫度，混凝土內外溫差≤15℃，表面溫度與環境溫差≤15℃，拆模后采用薄膜覆蓋包裹措施圍閉墩身。合理養護，避免直接沖淋混凝土表面，避免驟然降溫，采用滴水養護。

5 色差

混凝土色差主要是混凝土原材料引起。因此，解決色差就得控制混凝土原材料，不同批次、不同進場日期的原材料應分類、分罐存放，同一墩身混凝土原材料盡量選用同一批次，且用量要準確，嚴格按配合比配料。還應嚴格控制混凝土坍落度，同一墩身施工時，混凝土坍落度相差不宜超過 3cm。由于現場的不定性、情況的突發性，多輛混凝土罐車經常到達現場之后需要等待很長時間，或者前一車泵送完成后，后一車經過很長時間才能到達，導致墩身出現冷縫或者色差。

6 模板接縫

施工中模板接縫處錯臺，拉筋連接后沒有使用張拉器對模板進行調整，或是模板加工廠家為了趕工期，沒有對模板進行試拼，致模板加工粗糙、精度差，部分模板無法嚴絲合縫，導致澆筑出現混凝土錯臺，比如梁上出現的從上而下規則的間接距離相等的直線條。

7 總結

針對于以上的問題，墩身混凝土對于原材料要求比較嚴格，砂子、石子的含泥量以及級配應嚴格控制。同一墩身混凝土原材料盡量采用同一批進場材料，避免由于原材料差異造成的混凝土色差。對混凝土的攪拌采用多次投料法，攪拌時間保持在 120s 以上，以保證混凝土的黏稠度和和易性。由于混凝土的坍落度對墩身外觀影響較大，此外，泵送混凝土的和易性要求也較高。不同坍落度和水灰比的混凝土成型后，其表面氣泡數量和大小都不同，顏色也有差別，因此在施工過程中，應嚴格控制混凝土的坍落度，同一墩身內，混凝土坍落度相差不宜超過 3cm，因此，根據現場實際情況，混凝土澆筑前應適當測量坍落度并及時控制，可采用現場添加適量減水劑來調整混凝土坍落度。同時攪拌站根據現場情況進行配合比優化工作，將砂率、混凝土的坍落度、減水劑用量等參數調整到最佳狀態。

針對現場地材，減水劑配方調整為保坍型，增加混凝土的保塑能力，同時為了提高現場工人調整混凝土坍落度的容錯率，減水劑小料配方需要進行優化調整，增加其對不同地材的適應性，從而減小加水量對于混凝土和易性的影響，為提高墩身外觀質量提供有力保證。

混凝土澆筑前還應檢查模板內是否有積水，若模板內有積水，應采用土工布或者海綿將積水吸干，以避免混凝土離析，或者積水上涌造成水紋。在混凝土澆筑過程中，為了保證澆筑的整體性，混凝土由高出落下的高度控制在 1～2m 之內，超過 2m 時，則采用串桶，串桶出口離混凝土表面 1.5m 左右?；炷琳駬v不充分則混凝土內部氣泡無法排除，附著在模板上形成氣泡、麻面等現象；過度振搗則造成砂漿與骨料分離，砂漿上升而石子下沉，混凝土成型后表面明顯分層，色差較大。嚴重的時候在砂漿聚集部位龜裂，或者粘模脫皮。所以還要嚴格控制振搗時間。

模板的除銹效果直接影響到墩身的表面顏色，如果處理不當則會在混凝土表面出現不均勻鐵銹。為避免在施工過程中墩身模板上的污漬污染混凝土表面，應該對模板采取清理措施；同時均勻地涂抹脫模劑，并且還要注意脫模劑的用量，當脫模劑用量過大時，既浪費又會引起混凝土表面緩凝，還會污染混凝土的表面。模板接縫的鏈接采用接口直接對接，內板錯臺不大于 1mm，在廠家試拼試對內表面大于 1mm 的錯臺要采用砂輪打平拋光，并對模板順序編號，以確保每塊模板對應位置不變。施工時吊機吊裝模板后，要檢查其定位垂直度，同時必須保證模板的接縫嚴實。

[1] 韓偉偉．京滬高速鐵路某特大橋墩身混凝土外觀質量控制方法研究[J]．科技情報與經濟，2010,20(5): 221-222．

[2] 姚亮．淺談墩身外觀質量通病及防治措施[J]．施工技術，2015,5(13): 25-27．

[3] 余志祥，張蓬勃，趙雷，等．山區橋梁墩柱水沙磨蝕損傷調查與仿真分析[J]．防災減災工程學報，2016,36(6): 56-63．

[4] 龍八軍，曹蘭劍．鐵路橋梁墩身混凝土開裂原因及施工監理措施探析[J]．中國科技博覽，2012(24): 166．

[5] 張湧，劉斌，賀拴海，等．橋梁大體積混凝土溫度控制與防裂[J]．長安大學學報（自然科學版），2006(3): 43-46．

[6] 楊自政．高寒地區橋梁墩柱混凝土的生產施工[J]．山西建筑，2011,37(1): 75-76．

[7] 韓學文．公路橋梁墩身混凝土裂縫原因及防治[J]．交通世界（建養．機械），2013(4): 250-251．