京滬高鐵橋梁墩臺外觀質量控制的探討

周雪瓊，彭海松，趙帥

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都610072)

1 工程概述

京滬高鐵水電十局施工段位于DK 439+862.52～DK 455+980處，全長16 km，其中橋梁長約8 km，為雙線橋。橋墩將近250個，上部結構為32 m或24 m簡支箱形梁，下部結構設計為樁基承臺或明挖基礎，墩身為雙線實體矮墩、單圓柱、空心、流線形圓端實體墩等墩型，墩身高度3～25 m不等。墩身混凝土為C35，承臺基礎的混凝土強度等級為C30，托盤和頂帽混凝土強度等級為C35，墊石混凝土強度等級為C40(實際施工按C50)。

施工方法主要采用大型定型鋼模，拌合站集中拌制混凝土，罐車運輸，泵送入倉，插入式振搗器振搗，塑料薄膜包裹養護等。

2 墩臺常見的外觀質量缺陷

橋墩拆模后狗洞、露筋、爛根、缺棱掉角等缺陷極少，蜂窩也不多。橋梁墩臺存在的主要外觀質量缺陷為:錯臺、層印、麻面或表面粗糙不平整、砂線、氣泡、水銹鐵銹色差、表面花臉現象等，混凝土表面光潔度亦較差，沿線各施工單位不同程度都存在這些缺陷。

3 外觀質量缺陷形成的原因

筆者結合該施工段的實際情況，分析了產生外觀質量缺陷的主要原因。

3.1 模板方面的原因

(1)模板加工質量差。

工程中所使用的大型鋼模均由廠家定做，其設計是否合理、加工質量的好環直接影響到混凝土的外觀質量。由于模板質量過差，使安裝時間延長，造成模板表面出現生銹，從而影響混凝土表面質量。

另外，模板連接螺栓質量差，如與孔徑不匹配、滑絲等，澆筑振搗過程中模板錯動;拉桿滑絲、螺母絲扣有損傷，激振過程中出現螺母脫絲等也會形成錯臺。

(2)模板修整打磨、脫模劑等方面的原因。

模板在使用一段時間變形后未及時校正修理，吊裝前對模板除銹、除污不干凈，脫模劑(機油)涂刷不到位或過多，涂抹不勻。模板拼裝完成后未及時澆灌混凝土，拖延時間過長，模板拼裝完成后，遇到雨天未對倉內進行遮蓋，致使模板淋雨。

(3)大模板工藝對混凝土外觀質量的影響。

由于大模板分塊較大，拼縫嚴密、縫隙較少，致使振搗和水化凝結過程中產生的氣泡、泌水難以排出而大量聚集。這種泌水不僅對下層混凝土表面質量有較大影響，而且會稀釋上層新入倉混凝土，既對混凝土強度有較大影響，也更加惡化了混凝土表面缺陷。因此而使混凝土表面易形成大量氣泡和砂線、麻面。

3.2 混凝土拌合物內在的原因

(1)原材料。

外加劑:外加劑與減水率、混凝土的坍落度及其損失、含氣量、泌水率、凝結時間等密切相關。外加劑的減水率較低、混凝土泌水率太大、含氣量過大，而且引氣劑質量欠佳，給硬化混凝土結構表面造成蜂窩麻面、氣泡與砂線。

粗細骨料:粗細骨料的級配好壞、粒徑的大小、含泥量的多少以及堿活性都直接影響混凝土的和易性、泌水、色差等，從而影響其外觀質量。

粉煤灰:每批次、甚至同一批次的粉煤灰顏色差異非常大，使混凝土表面色差明顯。

水泥:有一些水泥廠在磨粉時加入了一些助磨劑，也會給硬化混凝土結構表面造成蜂窩麻面、氣泡。

(2)配合比不當。由于混凝土配合比不當，混凝土和易性較差，易產生離析泌水現象。混凝土入模振搗后，大量的氣泡和泌水排不出來，導致硬化混凝土結構表面出現蜂窩麻面、氣泡，特別是砂線嚴重。

3.3 混凝土生產、澆筑工藝及其他外在原因

(1)混凝土的拌合。拌合時間太短，使拌合物和易性差，容易離析泌水;計量的精確度差和不嚴格的攪拌控制，特別是外加劑摻量的準確與否直接影響混凝土的性能;水的用量對混凝土拌合物的性質影響較大，在實際施工過程中沒有考慮氣溫，溫度等因素對拌合物中水分揮發的影響，從而影響了混凝土的拌和質量。

(2)混凝土的運輸。在運輸過程中，混凝土離析和水份過多散失，運輸過程中因路線長、混凝土運到現場后不能及時灌注等原因而影響其含氣量、坍落度，從而造成混凝土拌合物性能改變。

(3)混凝土的澆灌。混凝土入倉前，對其含氣量及坍落度在施工現場沒有進行嚴格的控制，使不合格的拌合物入倉，影響到混凝土表面質量。

振搗方法不當、振點間距過大、振搗時間過長或不夠。

澆筑分層厚度不宜超過300 mm。但在實際施工時，往往澆筑厚度偏厚。

澆筑速度過慢，混凝土澆筑后，模板會因投料和振搗器激振，濺上許多水泥漿或在模板上殘留有未清理干凈的水泥漿，拆模后在混凝土表面留下白斑點或麻面。如果下料高度太高、澆筑速度太慢，會使情況加重。

(4)拆模與養生?；炷翝仓瓿珊蟆⒉鹉Ｇ?，由于模板的脹縮、混凝土的收縮，使混凝土表面和模板之間有一定的空隙，在灑水養護時，水滲入空隙中，模板生銹或混凝土產生結晶淅出物，從而在混凝土表面形成銹斑、白斑等花臉現象。

混凝土澆筑完成后，拆模不及時、時間過長、模板表面生銹，致使混凝土表面產生銹斑。

拆模后，由于對墩身采用薄膜包裹養護，且包裹時間較長，模內存在大量汽汗，致使混凝土表面產生印痕、析出結晶體、水銹、白斑、花斑等花臉現象。

(5)其他。環境溫度對混凝土結構面層質量的影響亦特別明顯。由于氣泡內部含有氣體，因此，氣泡體積變化對環境溫度特別敏感，當氣泡周圍水泥漿體達到一定強度時，再不隨氣泡體積變化而變化，如果此時正趕上氣泡直徑最大，勢必會給混凝土面層留下小孔洞。

4 外觀質量缺陷的預防、控制措施

4.1 模板工藝控制措施

模板設計力求合理，加工制作質量應得到保證。定期修整校正模板，確保模板拼縫處平整度滿足規范要求，沒有錯臺;模板拼裝完成后及時澆灌混凝土，不可拖延時間過長，防止模板表面生銹;模板拼裝完成后，遇到雨天時，要對倉內進行遮蓋，避免模板淋雨生銹。

建議對大模板工藝作一些改進，如在每一大塊模板的中間按一定的距離留設一定的縫隙(應滿足規范要求的寬度)，并定期清理縫隙中的堵塞物，使大模板能像組合鋼模一樣有良好的排氣排水效果，防止混凝土表面出現大量氣泡、砂線等缺陷。

4.2 混凝土拌合物的控制措施

每到達一批水泥、外加劑、粗細骨料、外摻料等物資都要有合格證，由試驗室按規定取樣復檢后投入使用?；炷僚浜媳葢c大模板工藝相適應。應多備用幾組配合比，以適應不同構件、不同環境等條件時的要求。

4.3 施工工藝及其他方面的控制措施

由試驗室對拌合時間做專項試驗，使混凝土和易性及各項指標達到最佳。充分考慮氣候氣溫等環境溫度對拌合物的影響并及時進行調整。

采用罐車運輸，運輸過程中采用少裝快運、少停留、少倒運等方法來減少混凝土的含氣量及坍落度損失。

混凝土入倉前，嚴格控制混凝土的含氣量及坍落度，不合格的拌合物不得入倉。采用合理的振搗方法。如果混凝土離析泌水，必須適時進行復振。嚴格控制混凝土澆筑的分層厚度及下料高度。

澆筑完的混凝土表面包裹了一層蓄水物質(如麻袋、棉被等)，并用塑料薄膜包裹封閉，對蓄水物質定時注水。冬季施工則按冬季施工要求采取保溫措施，直至混凝土的強度達到臨界抗凍強度，不得對混凝土灑水，待其達到允許拆模強度后及時拆模。

拆模后，對墩身的養護，在冬季采用包裹養生，其他時段采用加壓泵定時向墩身灑水養護。

環境溫度改變時，如春秋季節晝夜溫差較大，應適當調整配合比、改進振搗方法，以消除其對混凝土外觀質量的影響。

5 外觀質量缺陷修補工藝

混凝土外觀修整是混凝土外觀質量控制的最后一關，經過現場研究、實踐，最終確定采用以下方法較為適用、方便、經濟。

5.1 蜂窩、麻面的修補方法

對于較嚴重的蜂窩、麻面修補方法。將蜂窩、麻面鑿到指定深度，用水、鋼絲刷將結合面沖洗干凈，先涂刷一層界面水泥漿，之后用黑水泥、白水泥、細砂、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的砂漿，自下而上按照抹灰的方法反復搓動，抹平。修補完成后，保濕養護，待砂漿有一定強度后，用細砂紙將表面打磨平整。

對于輕微的麻面和小蜂窩修補方法?；炷帘砻娴男÷辄c對結構無大影響，通常不做處理;如需處理，其方法為:用稀草酸溶液將該處脫模劑油點或污點用毛刷洗凈，于修補前用水濕透。之后用黑水泥、白水泥、滑石粉(代替砂子)、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的砂漿，按照漆工刮膩子的方法，將砂漿用刮刀大力壓入麻點和蜂窩，隨即刮平。修補完成后，保濕養護，待水泥漿達到有一定強度后，用細砂紙將其表面打磨平整。

5.2 砂線的修補方法

用水、鋼絲刷將砂線表面的砂子等沖洗干凈，保持結合面干凈濕潤，之后用黑水泥、白水泥、滑石粉、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的砂漿，按照漆工刮膩子的方法，將砂漿用刮刀大力壓入砂線，隨即刮平。修補完成后，保濕養護，待水泥漿有一定強度后，用細砂紙將其表面打磨平整。

5.3 氣泡的修補方法

對于小氣泡可不修補，只對較大的氣泡進行處理。用黑水泥、白水泥、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的水泥漿，按照漆工刮膩子的方法，將水泥漿用刮刀大力壓入氣泡，隨即刮平;或戴上膠手套，直接用手將水泥將壓入氣泡。修補完成后，待水泥漿有一定強度后，用細砂紙將表面打磨平整。

5.4 錯臺修補方法

對于錯臺高度為5 mm以內的，一般不處理。對于高度大于5 mm的錯臺，用砂輪機將高出部分打磨平整，再用拋光機拋光處理即可。也可以將表面打磨成表面略低，用水將新茬面沖洗干凈，灑水使混凝土結合面充分濕潤，再用黑水泥、白水泥、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的水泥漿，自下而上按照漆工刮膩子的方法，反復搓動，抹平。注意一定要非常薄，切忌太厚。修補完成后，待水泥漿有一定強度后，用細砂紙將表面打磨平整。

5.5 層印修補方法

對油脂引起的假分層現象，用砂紙打磨后即可現出混凝土本色。對其它原因造成的混凝土分層，當不影響結構使用時，一般不做處理;需處理時，用黑水泥、白水泥、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的水泥漿粉刷或噴涂。修補完成后，待水泥漿有一定強度后，用細砂紙將其表面打磨平整。

當有軟弱夾層影響混凝土結構的整體性時，按照施工縫進行處理:可先將雜物清除，在夾層面造成“八”字型后，用水清洗干凈，在潮濕無積水的狀態下，再按照蜂窩的修補方法進行處理。

5.6 色差修補方法

色差主要為水銹、鐵銹、黑白斑等表面花臉現象。對于油污等脫模劑形成的色斑，用稀草酸溶液將該處脫模劑油點或污點用毛刷洗凈即可。對于銹斑、黑斑等其他色斑用細砂紙精心打磨后，即可現出混凝土本身的顏色。對于白斑，一般情況下也可以不做處理。

5.7 孔洞、狗洞的修補方法

將修補部位的不密實混凝土及突出的骨料顆粒鑿除，洞口上部向外上斜，用高壓水及鋼絲刷將基層沖洗干凈。修補前，保持結合面濕潤。先涂刷一層界面水泥漿，然后用與原混凝土成份一致的高標號水泥砂漿或細石混凝土填補密實，修補時表面略微低于原混凝土面。為避免新舊混凝土接觸面上出現裂縫，應摻入水泥用量萬分之一的鋁粉。

待混凝土達到一定強度后，再用黑水泥、白水泥、801膠水、水調配成與原混凝土色澤一致的水泥漿，按照漆工刮膩子的方法，反復搓動，抹平。修補完成后，待水泥漿有一定強度后，用細砂紙將其表面打磨平整。

6 結語

橋梁墩臺混凝土外觀質量控制的關鍵是對施工前期準備階段及混凝土各施工過程的控制，采取合理有效的措施是獲得優良的混凝土外觀質量的有力保障。當然，影響橋梁墩臺外觀質量的因素很多，造成缺陷的原因分析也很復雜，筆者僅就京滬高鐵水電十局施工段內較為常見的一些外觀質量缺陷有針對性地進行了一些簡單分析，并就如何控制進行了一些探討，對外觀質量缺陷的修補工藝進行了一些交流，供類似工程參考。