李金星 劉海瑞 李遵方
(中國建筑土木建設有限公司,北京100070)
公路橋梁工程混凝土外觀施工質量在影響工程美觀程度的同時,也影響了工程的使用壽命與使用效果。施工過程中,建設方要借鑒類似工程的施工經驗,做好外觀質量通病的防治管理,確保工程的建設效果符合預期。
混凝土的外觀裂縫主要表現為以下幾種形式:①干縮裂縫問題。這類問題常見于完成混凝土澆筑7d后。由于水分蒸發,這時的水泥漿會發生干縮問題,最終造成混凝土表面的裂縫問題。一旦混凝土表面產生了干縮裂縫,其抗滲性、耐久性都會受到影響,最終導致內部鋼筋被銹蝕,影響混凝土的承載力;②塑性收縮問題。在混凝土凝結前的一段時間,如果表面失水速度過快,會導致表面發生快速收縮,繼而引發塑性收縮問題,產生裂縫。這類裂縫的長度約20cm~3m,寬度約1mm~5mm,具有連貫性、一致性較差的特點;③沉陷裂縫問題。如果工程施工區域地基土質過于松軟,或區域內土質不均勻,都會造成不均勻沉降,繼而引發混凝土表面沉陷裂縫問題;④溫度裂縫問題。如果混凝土表面施工期間發生了快速的溫度變化,其內部與外部的熱脹冷縮程度不相符,則會造成表面裂縫。這類問題常見于大體積混凝土施工期間。這類裂縫具有寬度不一致、分段出現、冬季裂縫問題嚴峻的特點。
混凝土的外觀破損主要包括以下幾種:①混凝土表面施工后局部出現凹坑、麻點、缺漿問題被統稱為麻面。施工過程中,如果工人未按照規定使用特定的脫模劑,就會導致模板之間連接不緊密,造成局部漏漿。這時,工人如果沒有及時將表面的水泥漿渣、雜物處理干凈,沒有在振搗過程中將混凝土內部存在的氣泡排出,就會造成麻面問題。需要注意的是,麻面問題不會造成鋼筋外露;②混凝土施工后部分區域的砂漿過少、石子過多、石子之間的空隙類似蜂窩狀,這類問題被統稱為蜂窩。施工期間,如果施工人員沒有按照具體要求設置混凝土的配合比、未做好振搗管理、未做好分層下料管理,都會影響混凝土的坍落度與和易性,導致蜂窩問題發生;③孔洞問題。特殊部位施工期間,如果施工人員沒有按照具體要求進行下料施工、振搗處理,就會造成混凝土離析問題,砂漿與骨料無法粘結在一起,導致部分施工區域的蜂窩巨大,甚至出現了鋼筋裸露的問題。孔洞問題會嚴重影響公路橋梁工程的建設質量。
混凝土表面顏色會受原材料、混凝土配合比、振搗施工工藝、外加劑等多種因素影響。如果制備過程中施工人員沒有按照規定向混合料中添加適量的礦粉、煤灰粉等材料,就會造成表面的色差問題。同時,如果混凝土結構中鋼筋、鐵絲暴露在外界長期受風吹雨淋,就會產生銹跡,銹跡會造成混凝土表面出現色差。
混凝土施工期間,如果施工人員沒有對鋼筋綁扎情況進行檢查、沒有按照相關要求防止保護層墊塊,則會導致鋼筋在混凝土澆筑期間發生位移,最終造成表面露筋問題。此外,施工期間如果發生了漏振問題也會造成混凝土表面露筋。
造成混凝土表面裂縫的原因并不相同,建設方只有采取針對性的措施,才能夠從根本上防止各種裂縫問題發生。第一,建設方將中低熱水泥、粉煤灰水泥等收縮量不大的水泥作為混凝土的原材料,并在制備混凝土時確定好水灰比,并適當添加減水劑,以此來解決干縮裂縫問題。第二,將硅酸鹽水泥等值干縮值不高的水泥作為原材料,在制備混凝土時適當添加減水劑,在增強混凝土坍落度、和易性的同時,減少其塑性,以此來解決混凝土的塑性收縮問題。第三,施工前對軟土層地基進行加固、夯實處理,并加強對模板強度、剛度的控制管理,以此來防治不均勻沉降問題造成的沉陷裂縫。第四,選擇使用礦渣水泥、粉煤灰水泥等低熱、中熱水泥,并將水灰比嚴格控制在0.6以內。
首先,施工人員需要做好模板安裝的準備管理工作,通過一系列打磨、除銹操作確保模板表面的脫模劑被涂刷均勻。其次,要做好模板的支撐管理,解決模板連接不緊密的漏漿問題,防止因此造成混凝土表面出現麻面、蜂窩、孔洞問題。最后,由專業技術人員進行振搗施工。振搗過程中需要嚴格按照設計要求進行操作,嚴格控制振動棒的振搗距離。
色差問題主要是由于振搗施工管理不嚴格、上下層澆筑時間間隔不科學、原材料質量不達標準造成的。要有效防治混凝土色差問題,需要做到以下幾點:第一,加強對振搗施工的管理。在下一段混凝土接茬前,混凝土前沿約1m范圍內不得進行振搗施工。如果混凝土厚度不一致,出現全斷面鋪滿的情況,施工人員也不得進行振搗。第二,使用同強度、彈模的細石混凝土在鋼筋較集中的部位進行施工。第三,加強對混凝土攪拌時間的控制管理,確保其攪拌時間在150s以上,從而提高混凝土的坍落度,防止色差問題發生。
一方面,要做好混凝土表面露筋問題的預防管理。根據工程的具體情況選擇適量的砂漿墊塊,并將其墊在合適的位置。比如,使用帶鐵絲的墊塊對豎立鋼筋進行綁扎操作,將帶鐵絲的墊塊綁在鋼筋骨架外側,并擠牢墊塊,解決鋼筋位移的問題。同時,如果鋼筋骨架是模外綁扎,則需要嚴格控制它的形狀和大小,防止其出現偏差。另一方面,一旦發生表面露筋問題,建設方必須要采取科學的措施進行治理。如果露筋的面積不大,可以使用灰漿堵抹的方式解決輕微露筋問題。如果露筋部位出現麻點,施工人員需要對麻點進行處理,解決孔眼問題進行抹平操作。
首先,要嚴格控制砂的質量。根據公路橋梁工程的實際情況選擇合適細度模數的砂,確保砂的細微顆粒含量合適,進而保證混凝土的保水性。比如,選擇細度模數在2.8~3.3的砂,并將取砂率控制在42%~45%,從而防止混凝土發生泌水、離析問題。其次,要加強對碎石質量的控制管理。需要注意的是,混凝土外觀、混凝土結構的強度和耐久性都會受碎石粒徑、級配的影響。建設方在選擇碎石材料時,最好選擇粒徑在25mm以內的碎石,降低碎石對漿體用量的影響,從根本上預防混凝土收縮開裂問題。
建設方需要做好混凝土配合比的控制管理,才能夠確保混凝土的工作性能符合公路橋梁工程的具體標準。設計人員需要在施工前對本工程的具體情況進行分析,并仔細閱讀相關規范,確定本工程對混凝土強度的要求。從增強混凝土結構耐久性、強度出發,認真考慮水泥用量、水灰比等問題。同時,為提高混凝土外觀施工質量,建設方需要向混凝土制備材料中適當添加砂石,提高混凝土中的含砂率,減少水泥含量。嚴格控制水泥的用量,最好將其控制在460kg/m3~500kg/m3。根據減水劑添加情況調整含砂率。一般情況下混凝土的含砂率需要控制在36%左右,如果混凝土制備過程中未添加過多的減水劑,設計人員需要根據減水劑的實際添加情況適當的增加混凝土中的砂石含量。此外,加強對拌合物坍落度的控制管理,將其控制在12cm~16cm可以進一步提高混凝土外觀施工質量。
首先,建設方需要加強對模板施工工藝的控制管理。對墩柱、箱梁等部位進行施工時,選擇剛度強度大、不易變形的鋼模板。確保模板上不含雜質,之后按照具體的步驟進行鋼筋綁扎、混凝土澆筑等施工。需要注意的是,模板施工時不可讓模板長期暴露在空氣中,這樣會導致模板發生銹蝕,最終影響混凝土外觀質量。其次,加強對脫模劑涂刷厚度的管理,防止施工人員過分涂刷脫模劑導致混凝土外觀顏色不均勻。最后,加強對混凝土振搗施工的管理,防止出現漏振、欠振、過振問題,最終影響混凝土外觀施工質量。如果混凝土的表面平坦、沒有氣泡產生,證明這時的混凝土已經振實,即可停止振搗,防止過振造成的骨料分離問題,最終影響混凝土外觀施工質量。
忽視混凝土外觀的養護會導致混凝土完工部位干縮,誘發干縮裂縫問題。加強混凝土外觀養護管理是非常有必要的。養護施工時,建設方需要謹慎選擇混凝土養護覆蓋物,不僅要保證覆蓋物表面沒有雜質污染,還要做好灑水管理。灑水處理時一定要保證水能夠被均勻地灑在混凝土表面,以免因灑水不均勻出現混凝土花紋問題。此外,建設方還需要做好保溫養護管理工作。通過在土工布外再罩一層塑料布控制混凝土溫度、防止混凝土水分蒸發,有效預防混凝土裂縫問題發生。
綜上所述,目前公路橋梁工程混凝土表面施工仍存在著多方面的問題,如混凝土原材料質量不達標準、配比不合適、施工工藝存在缺陷等等。建設方需要認真分析混凝土外觀質量通病的成因,并做好施工管理,從根本上提高工程外觀施工的工藝水平,進而提高工程外觀施工質量。