鹽漬土地區混凝土結構物施工技術

李興波

1 工程概況

本項目(G215)為國家高速公路網中連霍國道主干線柳圓至格爾木聯絡線的重要組成部分，也是青海省“三縱兩橫三條路”公路主干架中第三縱的重要組成部分，全長194.502 km。A合同段起點里程TK275+000，路線順原G215線展布，經團結鄉、花海子至本合同段終點TK340+000，全長65 km，為二級公路改建路段。

該項目位于花海子盆地，海拔高程2 858.5 m。地形屬湖積平原地帶，場內的鹽漬土十分發育，屬過強鹽漬土，含鹽類型比較單一，為氯鹽及亞氯鹽類型。

本地區是典型的大陸荒漠化氣候區，具有高寒干旱、少雨多風、氣候溫差大、四季不分明、冬季漫長的特點。

區域及其附近的地震動反應譜特征周期為0.45 s，地震動峰值加速度為0.10g ～0.15g。

2 鹽漬土環境對結構物的破壞機理和預防措施

2.1 鹽漬土環境對混凝土侵蝕的機理

鹽漬土中易溶鹽對構筑物的腐蝕主要分為兩類:氯化物的侵蝕、硫酸鹽的侵蝕。氯化物的侵蝕是由于其中的氯離子與水泥中的化合物發生一系列反應最后產生碳酸鈣的復合鹽產生結晶壓力，導致水泥砂漿破壞。氯化物對鋼筋的腐蝕是因為氯離子的存在產生電化學反應，此形式占主導。硫酸鹽的腐蝕主要是由于化學反應產生高膨脹物質，從而造成混凝土的脹裂甚至結構物的徹底崩毀。氯鹽和硫酸鹽同時存在的鹽漬土具有更強的腐蝕性。

2.2 鹽漬土造成構筑物腐蝕現象

混凝土結構物長期處于氯化物或硫酸鹽環境，會造成混凝土構筑物石子外露，表面剝落，輕敲即潰，嚴重的會導致混凝土整體酥脆，使混凝土材料強度受到損失，構筑物過早老化;保護層厚度不夠的鋼筋被腐蝕，體積膨脹使保護層脹裂，擴大易溶鹽侵入的程度，直到當外露的鋼筋保護層嚴重脫落，鋼筋銹蝕，結構失去應有強度，從而影響結構的安全性(承載力降低)與適用性(裂縫、表面銹跡等)。

2.3 預防措施

通過鹽漬土地區公路構筑物的腐蝕機理研究，根據工程中的經驗，施工中采取以下措施，有效地隔斷或阻止鹽分向混凝土內部的擴散速度，大大減緩混凝土的腐蝕。

1)結構物基底進行換填，換填材料采用天然透水性強的非鹽漬土，且基礎底鋪設一層油毛氈，防止基礎底部被侵蝕。

2)采用抗硫酸鹽水泥混凝土，以確保混凝土強度。增加抗硫水泥用量，降低水灰比，提高混凝土標號。下部結構的混凝土標號不小于C30，部分強腐蝕路段不小于C35。

3)臺背回填及涵背回填選用強度高，天然透水性強路基填筑料。

4)埋入地下的混凝土結構及基礎均應先刷3遍瀝青后鋪設油毛氈，保證混凝土的耐久性。

3 鹽漬土地區結構物施工方法

3.1 施工準備

3.1.1 技術準備

首先組織工程技術人員進行圖紙審核，根據設計圖紙，由測量組放基坑開挖線，并引護樁。

3.1.2 材料準備

水泥采用中抗硫水泥，進場后經試驗檢測合格后使用;根據就近原則，中砂采用附近的天然砂礫，經過篩分檢測合格后使用;碎石采用當金山的碎石料，試驗室抽檢并報監理檢測。

3.2 基坑開挖

基坑開挖采用挖掘機作業，人工輔助修整。基礎底面以上20 cm～30 cm采用人工開挖完成，基坑底面尺寸每邊較基礎尺寸大0.5 m～1.0 m左右。在地下水較發育的地區，基底有水時，基底四周挖排水溝，并留集水坑。

3.3 基底換填

針對基底地基承載力不能滿足設計要求，基底采用常規的換填法處理，換填材料采用潔凈的粗砂。

換填施工首先在軟基段兩側開挖排水溝疏干場地表面積水;采用D85大型推土機和挖掘機進行表層淤泥清理，基底清理至鏈軌式機械在其上行走無明顯的沉陷為止。換填粗砂墊層分多次進行，第一層厚度80 cm，砂墊層材料采用潔凈的粗砂，細度模數大于2.7，含泥量小于5%，滲透系數不小于5×10－3cm/s，施工中用D85大型推土機進行攤平和碾壓，其中初壓一次，排壓兩次，在排壓過程中如有鏈軌下陷情況，立即用挖掘機挖除軟弱層，重新換填粗砂并用挖機進行碾壓。

中間各層換填厚度每層控制在30 cm～50 cm，以中噸位鏈軌機械碾壓密實;最后一層厚度控制在20 cm，采用含泥量8%左右的粗砂填筑，推土機進行整平和初壓后用15 t滿載自卸車碾壓3遍，使得表面粗砂與砂中黏泥結合板結，用18 t振動壓路機靜壓一遍振碾壓兩遍，碾壓遵循先邊緣后中間，由弱振到強振的原則。

粗砂換填壓實效果檢測。粗砂換填層終壓后，順線路方向布置沉降量觀測點，觀測點按10 m一斷面，每斷面測3點，觀測點采用6 mm鋼板，鋼板加焊四個10 cm長的鋼筋頭，使觀測鋼板固定于砂層表面;觀測方法采用測量沉降差法，測量前用18 t振動壓路機靜壓觀測量點，測量鋼板頂高程，然后對觀測點強振碾壓兩遍后，再次測量鋼板頂高程，二次高程差即為沉降差。以沉降差不大于5 mm為合格。

3.4 鋪設油毛氈

由于地下水含有腐蝕性，為防止基底混凝土侵蝕，在基底鋪設一層油毛氈，人工施工;要求基底滿鋪，平整。

3.5 抗硫混凝土施工

3.5.1 抗硫混凝土配合比

采用抗硫混凝土，根據試驗配合比，增加抗硫水泥用量，降低水灰比，以提高混凝土強度;提高混凝土的密實度，每立方米混凝土的水泥用量應大于350 kg，骨料采用二級配，砂率大于38%，水灰比小于0.5，摻減水劑和加氣劑以提高密實度。防止早期受凍并不得用蒸汽養護等。

抗硫混凝土配合比經試驗確定為:抗硫C30配合比為水泥∶中砂∶碎石∶水 =424∶606∶1 176∶195，砂率 34%，水灰比 0.46;抗硫C35配合比為水泥∶中砂∶碎石∶水 =433∶602∶1 170∶195，砂率34%，水灰比 0.45。

3.5.2 混凝土施工

模板使用大塊鋼模板或廠制鋼模板組拼，綁扎完鋼筋并經監理工程師檢查合格后，進行混凝土灌注。混凝土通過攪拌車送至澆筑點泵送入模;當混凝土下落高度大于2 m時，懸掛減速串筒，防止混凝土離析;混凝土分層澆筑，分層厚度控制在30 cm以下。混凝土振搗時，振搗棒要快插慢拔，并插入下層混凝土5 cm～10 cm，與側板保持5 cm～10 cm的距離，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。混凝土要振搗密實，不能漏振、欠振或過振，振搗時間控制在10 s～20 s左右，以表面開始泛漿，不再出現氣泡為宜。混凝土養生采用墩頂塑管補水，塑料薄膜包裹養護。

3.6 涂護

埋入地下的混凝土下部結構及基礎均先刷3遍瀝青后鋪設油毛氈，保證混凝土的耐久性。在混凝土結構表面涂刷耐腐蝕涂料。常用的涂料有:氯磺化聚乙烯防酸鹽堿涂料、瀝青漆、環氧涂層、煤焦油等防腐材料。防腐涂料用噴涂設備進行噴涂直至達到規定的厚度要求，使得涂抹的表面形成致密、封閉、平整的曲面。

3.7 回填

臺背回填及涵內回填選用強度高，天然透水性強路基填筑料。按每層30 cm分層灑水碾壓，每層壓實度均應達到96區。當回填范圍過小不能使用機械進行壓實時，可采用夯機進行夯實。臺背回填應在預制板安裝完成后進行，且應兩側同時進行填筑。

4 結語

本項目(G215)為國家高速公路網中連霍國道主干線柳圓至格爾木聯絡線的重要組成部分，抗硫混凝土施工技術研究有力的加快了抗硫結構物施工的進度，有效地預防了鹽漬土地區對混凝土結構物侵蝕破壞，各項質量指標均滿足規范要求。

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