水土保持工程混凝土完成面缺失樣態分析及其查驗標準的研究

應利濤

摘要：本研究針對混凝土完成面的缺失樣態進行檢討、分析，比對查驗結果，檢討工程執行情形，尋找最佳的作業流程，并預防后續執行的工程構筑物完成面產生相同缺失，為日后類似問題的處置提供參考。

Abstract： This study reviews and analyzes the missing form of the concrete completion surface， compares the results， reviews the execution of the project， finds the best operation flow， and prevents the same defect in the completion surface of the construction structure that is subsequently executed， which provides reference for the disposal of similar problems in the future.

關鍵詞：水土保持;缺失樣態;混凝土完成面;查驗標準

Key words： soil and water conservation;missing samples;concrete completion surface;inspection standards

中圖分類號：TV698.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0007-03

1 ?研究動機

影響混凝土完成面平整度的因素非常多，主要包括澆注階段的模板材料、組立、澆注程序、方法、震動搗實等，以及后續養護階段的表面修飾及養護。此外，模板是影響混凝土完成面外觀的最直接因素，承建商若為節省成本，不適時保養及時更換老舊模板，不僅無法節省成本，反而需花費相當的材料及人力修補。

因此，本研究以歷年工程抽驗的混凝土完成面為對象，匯整缺失紀錄并按常見缺失及發生原因統計資料分類，進行現場調查，依缺失程度區分建立混凝土完成面缺失程度的鑒別標準及缺失等級，為工程質量查驗標準提供參考。

2 ?混凝土完成面缺失查驗標準的建立

雖然部分混凝土完成面并不直接影響構筑物安全，只是涉及建筑外觀，但是在某種程度上會嚴重影響民眾對政府施工質量的憂慮和不信任。

由于目前尚欠缺混凝土完成面各主要缺失查驗標準，執行工程查驗或評比時，僅能采取定性方式進行描述，并依查驗人員主觀認定予以分級評比。

混凝土完成面評量標準的關鍵，是參與評量的基本尺度，即混凝土完成面缺失范圍與完成面之間比例關系。以下針對蜂窩、冷縫、表面修補及干縮裂縫四項缺失，建立其評量標準或公式。

2.1 蜂窩（或空洞）

3 ?研究材料缺失查驗結果概況

3.1 黃竹坑整治工程

缺失：混凝土完成面沿線裂縫過多，未做好混凝土養護工作，混凝土表面水分快速蒸發。

3.2 水坑底災害復建工程

缺失：混凝土產生蜂窩或空洞，主要發生原因有：①混凝土搗實不良。②混凝土拌合時間不夠，未拌合均勻。③混凝土預拌超過初凝時間，造成粒料分離。④瀉槽出口與澆置面落差過高，造成粒料分離。⑤混凝土未分層澆置（每層約45厘米）或搗實不徹底。⑥模板結合度不足，出現漏漿現象。

3.3 野溪整治工程

缺失：混凝土產生冷縫，澆置混凝土時未適當控制時間，使已施工的混凝土過度硬化或凝結，造成新灌注的混凝土無法與之結合成一體而形成縫隙。一般在熱天或有風狀況下，高溫及水分蒸發消失太快，最易發生冷縫現象。

3.4 地橋上下游整治工程

缺失：完成面不平整，發生原因多為：①模板組立尺寸不足，支撐不好。②沒有精確計算模板承受力。③拆模過早，拆模時震動或沖擊已完成的混凝土結構物。④隨意以鋼板替換木質模板。

3.5 五方高中上方野溪整治工程

缺失：混凝土表面收縮縫，發生原因包含：①模板過度干燥，吸收混凝土水分。②未徹底對混凝土進行養護工作。③澆置前，混凝土接觸面未充分濕潤。④陽光曝曬、高溫、大風等。

3.6 雙龍野溪整治工程

完成面有多處缺失，如圖1所示，其原因主要有：①預拌車運送時間或在工地等待時間過長，造成混凝土質量劣化。②模板內雜物未清除及未在澆置前全面灑水浸濕。③混凝土澆置過程中搗實不確實造成蜂窩、冷縫、孔洞等現象。④澆置后未墁平造成表面不平整或積水現象。

4 ?分析與討論

4.1 現場缺失查驗結果分析

4.1.1 黃竹坑整治工程

本工區12處裂縫中，最大長度為21cm，裂縫長度比集中在4.00%～8.40%間，裂縫寬度則介于0.01～0.045間。沿線裂縫過多，另發現4處蜂窩缺失部分，蜂窩缺失比介于2.67%～3.33%間。蜂窩深度與保護層厚度比則介于0.15%～0.21%之間。

4.1.2 水坑底災害復建工程

本工區現勘結果主要缺失包含蜂窩及孔洞。在16處蜂窩缺失中，蜂窩面積比如圖2所示。蜂窩深度與保護層比主要介于0.05hd～0.16hd（保護層厚度）之間。

4.1.3 野溪整治工程

本區主要缺失為施工冷縫、部分表面修補及蜂窩（或空洞）。依蜂窩（或空洞）面積比評量標準，本工區最小值為1.00%，最大值為1.75%。蜂窩深度與保護層比介于0.08hd～0.19hd（保護層厚度）之間。裂縫長度比介于3.33%～7.33%間，裂縫寬度介于0.05cm～0.11cm之間。以冷縫長度比法得知最小冷縫長度比為19.33%，最大冷縫長度比為36.67%，以表面修補面積比標準，表面修補面積比介于2%～3.67%之間。

4.1.4 地橋上下游整治工程

本區主要缺失為表面修補，施工冷縫、蜂窩（或空洞）。蜂窩面積比介于0.5%～2%間。蜂窩深度/保護層厚度比介于0.07%～0.2%間。裂縫長度比最大值為8.33%，最小值為5.00%。裂縫寬度則介于0.025cm～0.042cm。冷縫長度比介于12%～28.8%間。表面修補面積比在2.38%～3%間。

4.1.5 五方高中上方野溪整治工程

本區主要缺失為混凝土裂縫，施工冷縫、蜂窩（或空洞）。蜂窩面積比介于0.63～1.88%，蜂窩深度/保護層厚度比介于0.11%～0.21%，裂縫長度比介于6%～8.33%，裂縫寬度最大值0.041cm，最小值0.028cm，冷縫長度比落于12%～26.6%間，表面修補面積比則落于2%～2.85%間。

4.1.6 雙龍野溪整治工程

本區主要缺失為表面修補，施工冷縫、蜂窩（或空洞）。蜂窩面積比最大值2.0%，最小值0.8%。蜂窩深度/保護層厚度比最大值為0.18%，最小值為0.12%。裂縫長度比最大值8.00%，最小值6.00%。裂縫寬度比最大值0.042cm，最小值0.03cm。冷縫長度比最大值26.00%，最小值17.6%。表面修補面積比介于2.13%～3.23%間。

利用蜂窩面積比法及蜂窩深度、冷縫長度比法、表面修補面積比法、裂縫長度及裂縫寬度針對六工區進行統計結果，如表1所示。

4.2 試驗成果分析

本研究針對“黃竹坑整治工程、野溪整治工程、地橋上下游整治工程”三處工程，在蜂窩、裂縫及裂縫旁結構進行鉆心取樣，其中“黃竹坑整治工程”的現場選取較嚴重缺失處，包含蜂窩、裂縫及裂縫旁共三處進行鉆心取樣后，在實驗室進行混凝土鉆心試體抗壓試驗。

試驗結果得知本處蜂窩處鉆心試體抗壓強度為370kg/cm2。比對現場鉆心取樣進行抗壓試驗結果得知，“黃竹坑整治工程、野溪整治工程、地橋上下游整治工程”等工區，在工區缺失點取得的混凝土試體抗壓試驗強度均符合設計強度標準，并不影響混凝土結構強度及安全。

4.3 混凝土完成面查驗標準建立

4.3.1 蜂窩面積比

六樣區中最高比值為2%的樣區有四件，分別為“黃竹坑、水坑底、地橋及雙龍”，其中“黃竹坑”有最高比值3.33%外，最低比值為2.6%，逾此標準者僅二件，而全部最低比值為0.5%，顯示缺失比值可取較低2.5%為輕微缺失標準，輕微缺失2倍（5%）為嚴重缺失標準。

4.3.2 蜂窩深度與保護層厚度比

“黃竹坑、地橋及五方高中”三件工程中最高比值均大于0.2，取該值為輕微缺失標準，取其2倍（0.4）為嚴重缺失標準。

4.3.3 冷縫長度比

“水坑底、野溪、地橋及五方高中”四件工程最高比值均大于26.6%，最大值達36.6%，考慮各樣區中冷縫缺失范圍差異極大，取30%為輕微缺失標準，其2倍（60%）為嚴重缺失標準。

4.3.4 表面修補面積比

各樣區超過最高比值3%以上者有“野溪、地橋及雙龍”三件工程，取3%為輕微缺失標準。因影響表面修補因素極多，如模板表面、使用度、組立情形，鋼筋綁扎間距、保護層，排水管埋設、固定情形及現場澆注施工情形等，均可能使混凝土完成面大部分需做表面修補工作，而該修補部分雖造成外觀不佳，但并不影響構筑物的強度，故取輕微缺失3倍以上的10%為嚴重缺失標準。

4.3.5 裂縫長度比

“黃竹坑、地橋及五方高中”三件超過最高比值8.33%以上，而最高比值為8.4%，最低為3.33%，考慮缺失范圍不大，采用8%為輕微缺失標準，輕微缺失3倍以上的25%為嚴重缺失標準。

4.3.6 裂縫寬度

“黃竹坑、野溪、地橋及雙龍”四件超過最寬0.042cm以上，其中“野溪整治工程”最大值為0.11cm，最小值也達到0.05cm，顯示裂縫寬度有可能出現較大值，取0.05cm為輕微缺失標準，且其缺失范圍較大，故取輕微缺失3倍的0.15cm為嚴重缺失標準。

4.3.7 查驗標準建立

綜合以上結果可得出混凝土完成面工程缺失評量表，據以區分為輕微、中等及嚴重等三級，如表2所示。

根據混凝土完成面工程缺失評量表分析及現場混凝土試體鉆心抗壓試驗結果，即使相關缺失落于輕微缺失評量范圍或落于中等缺失范圍內的混凝土缺失樣態，均不影響混凝土結構強度及安全。

4.4 混凝土完成面改善技術

4.4.1 冷縫

①加強施工計劃，擬定澆注計劃，避免新舊混凝土澆注時間間隔過久或增加人力設備，加速施工期程。②推遲混凝土凝結時間，例如使用緩凝劑或保持混凝土表面濕度。③增加黏結力，在已澆注的混凝土上澆注一層水泥漿，再澆注新混凝土。

4.4.2 蜂窩、空洞

①應使用坍度適合的混凝土，須拌合均勻。②檢查模板密合度，灌漿中應隨時注意有無漏漿情形。③灌漿應分層，澆注完成后，監理人員應要求現場施工者確實震動搗實，尤其在窗臺下緣及配電盤附近較難澆注處須特別注意。

4.4.3 裂縫（收縮縫）

①混凝土添加緩凝劑。②澆注前，模板應保持濕潤，避免澆注后水分快速被模板吸收。③確保做好養護作業，尤其在陽光曝曬、高溫、大風等氣候影響下。

4.4.4 混凝土破損、缺角

避免施工時，機具、人員移動或搬運過程中對已完成的混凝土表面造成損毀。

4.4.5 表面大量修補

加強施工考慮，避免造成混凝土表面需修補的情形，例如：冷縫、蜂窩及裂縫等。

4.4.6 混凝土表面不平整

①模板組立應確實，監理人員應要求精準測量尺寸。②避免使用老舊、破損模板，造成澆注時漏漿的情形。③夜間施工時，應注意照明設備充足，不影響抹平作業。

4.4.7 混凝土完成面爆模突起

①模板支撐材質需堅固、不易斷裂，緊結用鐵絲等需綁扎牢緊，使整個模板穩固、不易變形。②混凝土澆注時，應避免速度過快、沖力太大，造成已組立的模板松動。

5 ?結論

針對如何有效提升細項缺失的改善情形，可從評量標準，依據缺失等級分別對施工方進行有效率的缺失改進措施，提升門坎對于老是犯小毛病的缺失廠商會起到有效的警惕作用;對監理單位提供不同層次的督導、監造對策，提高其委外監造的能力。

參考文獻：

[1]薛崢，李笑容，溫雅琴，李東海.水工混凝土病害及預防對策[J].內蒙古水利，2011（5）.

[2]張連偉，楊磊磊.分析水利施工中碾壓混凝土施工技術[J].科技展望，2017，27（18）.

[3]汪源彬，姜振翔，黃劍文.沙溪口大壩溢流表面缺陷檢測與分析[J].水電與新能源，2018，169（7）.

[4]潘奎生.水土保持工程施工缺失原因的探討及防范措施的研究[J].價值工程，2018，37（25）：206-208.