清水混凝土施工技術在高速公路工程施工中的應用

張本學

（甘肅昶通公路養護科技有限公司，蘭州 730000）

1 工程概述

G215 線柳園至敦煌公路起點位于柳園西（連霍高速公路柳園互通立交以西2.5 km 處），起點樁號為A1K0+700，與G30 連霍高速公路柳園互通立交以樞紐立交相接，由北向南至黑山口，終點樁號為AK68+900，路線全長70.978 km。本路段共設中橋160.04 m/2 座，小橋61.184 m/4 座，涵洞29 道，新建分離式路基共設中橋518.28 m/7 座，小橋185.4 m/18 座，涵洞53 道。清水混凝土是該高速公路工程項目的主要施工技術之一，被應用在路基施工、橋梁施工中，借此提升項目施工質量。目前，該工程項目已如期竣工，其施工質量符合預期要求。

2 清水混凝土施工技術相關定義

清水混凝土技術具體指施工人員根據混凝土施工技術，使混凝土材料自然成型，成型后直接將混凝土作為建筑、公路飾面的施工技術。在應用清水混凝土施工技術時，施工人員需嚴格控制混凝土配置比例，保證混凝土成型后外觀光滑、無破損、無污染，符合不同工程項目免裝飾的基本要求。常見的清水混凝土可分為3 類，分別為飾面清水混凝土、普通清水混凝土、裝飾清水混凝土，不同類型的清水混凝土，其外觀、裝飾及施工效果會有明顯差異。表現為以下3 方面，（1）普通清水混凝土表面色差不明顯，飾面效果是普通混凝土成型后的外觀；（2）裝飾混凝土成型后，混凝土表面會帶有色彩或圖案；（3）飾面混凝土完工后，混凝土表面會伴有假眼、孔眼等飾面特征組成的痕跡，但所有痕跡有規律可循。清水混凝土源于20 世紀70 年代，原用于建筑工程項目的內澆外掛環節，是制作建筑面磚、博祿幕墻的主要材料，隨著清水混凝土施工技術的成熟，該技術的應用范圍更為廣泛，成為現代綠色施工技術的重要組成部分[1]。

3 高速公路工程應用清水混凝土的必要性

主要包括以下3 方面：

1）清水混凝土具有較強的裝飾性，能夠在成型后直接作為高速公路、公路橋梁的飾面，且混凝土飾面色澤均勻、平整、棱角分明。清水混凝土施工過程中，施工人員在混凝土一次性成型后，會使用透明狀的保護劑保證清水混凝土的美感，改善其裝飾效果。

2）高速公路工程項目中，清水混凝土同樣具有較強的環保作用，并且在配置施工材料時，可以簡化施工材料管理要求，提升混凝土施工便捷性，有效控制高速公路項目施工成本。

3）清水混凝土施工技術與高速公路項目的融合，可體現出較強的環保功能。清水混凝土施工方案中，清晰、簡明的施工流程有助于控制施工期間的廢棄物，預防出現高速公路路面空鼓、橋梁結構飾面脫落問題，降低高速公路施工中的質量風險、安全風險。

4 高速公路工程中清水混凝土施工技術應用

4.1 施工準備

4.1.1 前期準備

基于清水混凝土施工技術，高速公路工程建設前，建設方應組建施工技術小組，通過培訓、學習，使其了解清水混凝土的施工流程、技術要點，熟悉高速公路設計圖紙，做好安全、質量管理、施工操作等方面的交底工作。同時將清水混凝土施工所需的設備及材料準備到位，存儲、放置在固定的位置。

4.1.2 材料制備

相較于其他混凝土施工技術，清水混凝土施工對材料要求更高。材料制備環節中，應根據高速公路的裝飾要求、清水混凝土技術方案，購買符合要求的水泥、添加劑以及其他的施工材料。采購外加劑時，應保證該材料的減水效果、引氣功能。具體配置清水混凝土時，應在滿足配筋、基礎構件尺寸要求下，使用高強度、大粒徑的粗骨料。

通常情況下，清水混凝土施工方案中，水灰比為0.4，粗骨料粒徑應小于25 mm，使用水泥時，材料內水泥的用量應保持在500～550 kg/m3；控制粗骨料用量時，誤差率應保持在2%。制作清水混凝土拌合料時，為節約水泥、保證清水混凝土的澆筑效果，施工人員應根據技術方案，加入適量的減水劑。另外，高速公路工程中，清水混凝土施工所用的鋼筋材料應符合國家相關標準，符合GB/T 1499.1—2017《鋼筋混凝土用鋼 第一部分：熱軋光圓鋼筋》、GB/T 1499.2—2018《鋼筋混凝土用鋼第二部分：熱軋帶肋鋼筋》的基本要求。

4.1.3 試驗準備

高速公路施工中，清水混凝土的試驗準備的目的是確定各項材料參數，確保清水混凝土配置的合理性。具體來說，清水混凝土應滿足手感平滑、質地均勻、色澤均勻等要求，投入使用后，應具有一定的耐久性、抗腐蝕性。試驗準備過程中，施工人員可使用表格記錄清水混凝土中水泥、粗骨料、減水劑等材料的用量，選擇最佳的配置方案。

正式制作清水混凝土時，可采用強制攪拌的方式拌和所有的混凝土材料，拌和時間可適當延長約30 s。放入各類材料時，應注意控制材料用量、投放順序，同時分析材料在運輸和拌合時可能出現的坍落度損失，提前調整材料配合比。在此過程中，對于90 min 內的坍落度，其損失應小于25%～35%，用于澆筑高速公路橋梁、其他外露區域的混凝土，其坍落度需保持在170～190 mm。

4.2 混凝土性能要求

高速公路施工中，清水混凝土的性能要求具體指混凝土材料的擴展度、凝固時間、坍落度，及其抗折強度、抗壓強度。通過各項性能指標的分析，相關人員可準確地評估清水混凝土的抗碳化性能及干燥收縮情況，從而判斷其應用于高速公路工程后混凝土結構的穩定性。具體來說，通常情況下，普通大氣環境下清水混凝土28 d 的抗碳化性能、干燥收縮指標應符合表1 的要求。

表1 混凝土性能（28 d）

在此基礎上，相關人員可采用密實骨架堆積法，試配清水混凝土材料，并基于計算機數據模型，計算高速公路項目中混凝土材料的曲線擬合圖，計算清水混凝土材料中最小用水量、最佳摻量、水灰比、含水量等參數，滿足高速公路施工中對清水混凝土整體性能的相關要求。

4.3 模板選用

4.3.1 模板選擇

模板選用是清水混凝土施工技術的基礎工作，對保證混凝土定性，促進混凝土一次成型有著不可替代的作用。高速公路施工作業中，施工人員應結合高速公路設計方案、項目質量要求，合理選擇模板。使用模板時，應避免在模板縱線上存在漏漿情況、環向模板拼縫。加工清水混凝土模板時，施工人員可用焊接及打磨的方式，保證模板各區域的平整度。

根據上述高速公路工程項目，施工方所選取的清水混凝土模板需要滿足以下要求：

1）模板應具有較強的耐水性、保溫性，外觀無開裂、變形情況，且使用時間長，便于鉆孔。

2）模板重量需輕于其他模板，同時能夠有效控制清水混凝土施工中的接縫數量。

3）模板表面應保持光滑、美觀，有效地增強高速公路工程中清水混凝土的裝飾效果，使施工人員直接將其作為高速公路的貼面裝飾，節約施工成本，縮短項目工期[2]。

4.3.2 脫模

高速公路施工中，清水混凝土施工技術中，施工人員需直接使用脫模劑使清水混凝土脫落，脫模后按照混凝土養護、澆筑要求，澆筑高速公路清水混凝土表面。需要注意的是，為減少脫模劑對清水混凝土外觀的影響，應避免使用豆油、動力油制作而成的脫模劑；不能直接將脫模劑刷涂在混凝土上，而是按照水性脫模劑的使用方法，規范使用脫模劑，利用其水溶性幫助清水混凝土脫模。

4.3.3 拆模及修補

拆模結束后，施工人員需使用軟刷盡快清理模板，使其表面保持干凈。但是由于高速公路項目中清水混凝土的施工范圍廣、子工程數量多，一些模板需要重復使用，所以，在模板表面產生損傷后，施工人員應快速修補模板，使其能夠重復利用。通常情況下，高速公路項目中清水混凝土的損傷可分為兩種類型，分別為淺表性損傷及貫穿傷，不同程度的損傷的修補工藝會有明顯的差異性。對于損傷程度小的淺表性損傷，可直接用原材料、原子灰抹平，使用工具打磨、清理即可；對于貫穿性的模板損傷，需使用木塊將其填平后修補、抹平。

4.4 混凝土澆筑

澆筑環節是高速公路項目中清水混凝土施工技術的重要內容，關系著高速公路工程的整體建設質量。因此，施工人員應規范清水混凝土澆筑流程，優化混凝土澆筑方案。

1）施工人員可根據高速公路路段中的氣候、溫濕度、地質條件，制訂清水混凝土澆筑方案，基于分層澆筑法，澆筑路段內的混凝土結構時，澆筑間隔時間應小于2 h，振搗時注意控制振搗強度、振搗頻率，預防混凝土表面產生氣泡。

2）澆筑完畢后，加強混凝土養護。澆筑結束后，相關人員應在24 h 內拆除清水混凝土模板，拆除后通過使用養護液、灑水、覆蓋保溫等方式，做好混凝土養護工作。養護過程中，應及時修補清水混凝土的外觀缺陷，保證其裝飾效果。

3）養護后，清水混凝土的強度應大于3～4 MPa；夏季養護時間應高于7 d、冬季養護時間應高于15 d。

4.5 混凝土表面處理

具體處理方式表現為以下3 方面：

1）處理氣泡和螺栓孔眼。（1）清潔清水混凝土表面后，用原材料修補該區域，泥漿硬化后使用細砂紙將其抹平、沖洗；（2）清潔螺栓孔眼表層雜物，用刮刀取用稀釋后的水泥砂漿，將清水混凝土孔眼表面抹平，凝固后擦拭多余浮漿，取出孔眼內的堵頭，噴灑適量的水養護該區域。

2）處理漏漿問題。將相同的材料涂抹到漏漿處的縫隙上，凝固后打磨，磨平后噴水養護。若縫隙存在脹模情況，還應用鏟刀鏟平溢出的材料，并用水泥漿修平該區域，嵌入明縫裝置后，填補該區域，終凝后取出嵌入的明縫裝置，噴水養護清水混凝土表面。

3）螺栓孔封堵時，施工人員應使用專用的封孔工具修飾、修補該區域，使其深度、孔徑與其他孔眼一致，以此解決孔眼封堵問題，確保清水混凝土的飾面效果。

5 結語

城市化發展中，清水混凝土施工技術與高速公路工程項目的融合，有利于控制該類項目的施工成本，加強高速公路的質量管理，節約項目建設時間。為突出該技術在高速公路項目中的實施價值，相關人員還應明確清水混凝土的質量要求，嚴格把控清水混凝土的施工流程，從而在高速公路項目中，規范清水混凝土施工方案，使其不僅能起到良好的裝飾效果，還能滿足高速公路工程項目的質量要求，為我國城市文明的建設與發展提供助力。