李貴信
(黃河上游水電開發有限責任公司,青海 西寧 810000)
混凝土作為一種建筑材料廣泛應用于各種工程建設中,而混凝土表面存在的氣泡、錯臺、模板拼縫、起砂不光滑、不平順和色澤不一致等缺陷嚴重影響混凝土結構的使用壽命,而且感觀質量較差。20世紀60年代日本奧林匹克體育場首次采用了清水混凝土,清水混凝土作為一種新型的建筑形式,一次澆注成形,采用無缺陷的混凝土自然色作為飾面,以其細膩的紋理、均質的質感形成了獨特的美感并產生了良好的經濟、社會及環保效益。我國也于20世紀90年代起在各建筑物結構中大量應用清水混凝土,如上海楊浦大橋、廣東肇慶500 kV換流站、浦東機場航站樓等工程。
在水電建設領域,公伯峽水電站在國內百萬kW級電站中第一個建成了免裝修的清水混凝土發電廠房。在積石峽水電站建設過程中,從施工籌劃、工藝設計、過程控制和激勵機制等方面采取了一系列措施,使清水混凝土施工水平有了很大的提高。
目前,國內尚無具體的免裝修清水混凝土的質量控制標準。除必須滿足現有規范外,參考混凝土的驗收標準并結合以往施工經驗,積石峽水電站提出清水混凝土主要控制標準有:
(1)混凝土各項強度指標必須全部滿足設計要求,且符合普通混凝土應達到良好質量的標準。
(2)混凝土色澤均勻,無異色斑,無明顯色差及氣泡,表面微細氣泡分布均勻;表面整潔,手感光滑,無油跡、銹斑、漿皮、流淌等痕跡。
(3)混凝土振搗密實,無明顯的質量通病。杜絕跑模、蜂窩、麻面、露筋、夾渣、粉化、粘漿、裂縫等缺陷。不平整度、模板面板錯臺等指標要優于普通標準,如2 m直尺內允許偏差不大于2 mm;模板面板接縫錯臺應小于1 mm。無剔鑿、磨、抹或涂刷修補處理痕跡。
(4)各種棱線通直、平行或垂直;陰陽角方正、垂直,線條順直、清晰,棱角分明,無缺損。
(5)模板接縫印跡、施工縫和拉桿設置等要有專門設計,做到整齊劃一,并有一定的規律性;施工縫接茬平順,無掛漿、漏漿等,線條要求平直、邊緣光滑,均勻布置。
(6)混凝土表面的各種標記等要有統一的規劃,制作要有明確、統一的標準,臨時標記要采用不留永久痕跡的做法。
(7)對于后期需封堵的灌漿孔、拉桿孔等尺寸要一致,封堵采用同批材料同樣的施工工藝,使表面顏色一致。
(1)原材料控制。同一部位采用同一生產廠家、同一批號的水泥,坍落度和水灰比應盡可能地小,拌制過程中要加強原材料的監測,及時調整配合比。
(2)模板的選型與設計。模板選用定形標準鋼模,異形部位應用優質膠合板,特種模板應由專業的單位設計。對永久外露面的混凝土施工縫、模板印跡、拉桿的設置均進行統一規劃設計。
(3)模板的制作、安裝及拆除控制。外露面模板均經專業標準化的加工制作;安裝時必須按倉面設計進行,確保錯臺及縫隙小于1 mm,否則應用膩子刮平;脫模劑應采用無色輕機油,涂刷要均勻;拆除模板后應清理板面上的混凝土雜質并立放,檢查合格后涂脫模劑待用;模板拆除時禁止使用撬杠在模板和成型之間撬動。
(4)梁柱模板應優先采用模板外側對拉拉桿,少用柱內對拉螺栓;其他部位的模板應優先采用外置錐形套筒對拉螺栓或外套PVC套管。
(5)澆筑過程控制。嚴格控制每次下料的高度,保證分層厚度不超過50 cm。振搗方法要正確,否則不但會造成漏振、欠振和過振,還會造成混凝土離析,易出現裂縫。采用二次振搗法時,應待混凝土靜置20~30 min后再進行振搗,以減少表面氣泡,消除混凝土內分層,改善骨料界面狀況,提高強度。
(6)模板四周應密封,防止漏漿。在支模前,沿面板支模墨線粘貼5 mm寬、5 mm厚的海綿條,四周用方木擠緊。
(7)上一結構層混凝土澆筑完前,下部結構層模板中的最上部模板嚴禁松動或拆除。一方面可防止出現混凝土上下錯臺,還可防止下部混凝土表面受到污染。
(8)混凝土養護控制。一是要保持混凝土面濕潤,滿足混凝土水化反應和消減水化熱峰值;二是確保混凝土內外溫差及降溫速度滿足溫控技術要求;三是養護時間不少于15 d,利用混凝土的抗拉強度、抗裂能力,達到預防或控制溫度裂縫的目的。混凝土拆除模板的時間應視氣溫適當延長1~2 d;模板拆除后,其表面應用塑料薄膜覆蓋養護或噴水養護(每日不少于4次)。同時,還要防止養護材料污染混凝土表面。
(9)非施工縫面的水平面控制。杜絕二次補澆抹面,要一次成形;要設置網格狀的高程控制線,澆筑時超高3~5 cm;收面時剔除超高浮漿及軟弱低強混凝土,表面用抹子搓平壓光。
(10)輕微缺陷的修補控制。拆模后,立即清除表面浮漿和松動的砂子,采用相同品種、相同強度等級的水泥制成水泥漿體,修復和批嵌細微缺陷部位。待水泥漿體硬化后,用砂紙將整個構件表面打磨光潔,板面接觸痕跡用砂紙磨平。
(11)注重混凝土外露面的防護,防止污泥、污油、水泥漿液等污染。所有永久外露清水混凝土面在竣工前都做好防護措施,如平鋪柔性材料、邊墻貼塑料薄膜、陽角加角鋼保護等。
(12)清水混凝土中預埋鐵件位置必須準確,表面與混凝土在同一平面。用小直徑螺栓緊固,四周縫隙貼密封條防止夾漿。
創優工作是一個系統工程。對于這樣一個復雜的系統工程,沒有全面的策劃、統籌的安排、明確一致的目標和統一的標準,就沒有步調一致的行動,也不可能實現預期目標。在工程建設中處于核心主導作用的業主(建設單位)首先要在工程實施前確定工程建設總目標、質量目標、分階段的目標和分部分項子目標;其次,要根據不同的工程建立創優組織體系,確定合適的建設管理模式,明確建設各方的職責和分工、工作機制和規則;第三,要有分層次的措施策劃,包括業主、監理和施工單位的措施策劃;第四,要進行周期的評價和總結,及時反饋和改進,建立考核和激勵機制。
目前,水電工程設計過程更注重內在質量,對外觀質量重視不夠;再加上水電站設計專業分工細致,相互間協同不夠,對細節往往重視不夠。要實現質量超越,必須進行精細化設計,細化設計標準,加強各專業間的協同作業,為免裝修混凝土創造條件。同時,業主、設計、施工和監理之間良好有效的協調機制是實現精細化設計的前提。
發揮業主在設計方面的主導作用,做好設計優化工作,為質量超越創造外部條件。在每項分部工程施工前,業主要組織設計、施工、監理各方從結構體形及尺寸、結構分縫、施工技術要求等方面進行圖紙會審優化,防止由于結構及布筋不合理產生混凝土裂縫;各種機電管路預埋設計要精細化,接頭平整、美觀,做到一次成形;各種棱角盡量避免直角而采用倒角或圓弧設計,孔洞尺寸盡量按標準建筑模數設計;混凝土表面原則上應避免通過鉆孔布設埋件和灌漿孔等,有條件的應優先采用無蓋重固結灌漿,預埋灌漿管;加強各專業設計間的協同工作,控制專業界面設計質量,提出明確的設計作業要求。另外,還要把外觀質量作為主要內容之一體現在設計中。
監理單位的全過程質量控制是實現免裝修清水混凝土的重點和關鍵。除了常規的質量控制措施外,應加強以下幾個方面的控制:
(1)要按照業主確定的質量目標及標準,結合施工單位免裝修清水混凝土質量整體策劃,編制相應的質量控制程序、控制細則及控制標準。
(2)要加強圖紙審查,提出細部優化建議,減少設計錯誤和缺陷。
(3)對永久外露面的模板配板(模板配置)設計、工藝流程設計和措施計劃要進行單獨審批,所有模板檢查合格后方可使用。
(4)按監理控制標準對相應部位施工工序和工藝質量進行分級監督,責任到人,跟蹤管理,及時發現問題,將問題消滅于萌芽狀態。
(5)要加強拆模、養護、成品保護過程的工藝監理控制。
(6)及時評價工程質量,提出持續改進建議;加強宣傳,促進質量意識。
在水電建設工程中,混凝土工程占有很大的比重。因此,要想實現工程質量的超越,控制好混凝土工程是成功的關鍵。這就要求參建各方必須有統籌的策劃、明確的目標和步調一致的行動,通過具體嚴格的控制措施,才有可能實現預期的目標。積石峽水電站免裝修清水混凝土質量控制所采取的一系列舉措,可為其他工程提供參考。