京滬高鐵橋梁墩臺外觀質(zhì)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(jié)構(gòu)為32 m或24 m簡支箱形梁，下部結(jié)構(gòu)設(shè)計為樁基承臺或明挖基礎(chǔ)，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(chǔ)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(yǎng)護(hù)等。

2 墩臺常見的外觀質(zhì)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)量缺陷形成的原因

筆者結(jié)合該施工段的實際情況，分析了產(chǎn)生外觀質(zhì)量缺陷的主要原因。

3.1 模板方面的原因

(1)模板加工質(zhì)量差。

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

另外，模板連接螺栓質(zhì)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(xiàn)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(nèi)進(jìn)行遮蓋，致使模板淋雨。

(3)大模板工藝對混凝土外觀質(zhì)量的影響。

由于大模板分塊較大，拼縫嚴(yán)密、縫隙較少，致使振搗和水化凝結(jié)過程中產(chǎn)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(zhì)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(nèi)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(jié)時間等密切相關(guān)。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(zhì)量欠佳，給硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面、氣泡與砂線。

粗細(xì)骨料:粗細(xì)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(zhì)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(jié)構(gòu)表面造成蜂窩麻面、氣泡。

(2)配合比不當(dāng)。由于混凝土配合比不當(dāng)，混凝土和易性較差，易產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象。混凝土入模振搗后，大量的氣泡和泌水排不出來，導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面、氣泡，特別是砂線嚴(yán)重。

3.3 混凝土生產(chǎn)、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(yán)格的攪拌控制，特別是外加劑摻量的準(zhǔn)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(zhì)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(fā)的影響，從而影響了混凝土的拌和質(zhì)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(xiàn)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(xiàn)場沒有進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使不合格的拌合物入倉，影響到混凝土表面質(zhì)量。

振搗方法不當(dāng)、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(yǎng)生。混凝土澆筑完成后、拆模前，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(yǎng)護(hù)時，水滲入空隙中，模板生銹或混凝土產(chǎn)生結(jié)晶淅出物，從而在混凝土表面形成銹斑、白斑等花臉現(xiàn)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(chǎn)生銹斑。

拆模后，由于對墩身采用薄膜包裹養(yǎng)護(hù)，且包裹時間較長，模內(nèi)存在大量汽汗，致使混凝土表面產(chǎn)生印痕、析出結(jié)晶體、水銹、白斑、花斑等花臉現(xiàn)象。

(5)其他。環(huán)境溫度對混凝土結(jié)構(gòu)面層質(zhì)量的影響亦特別明顯。由于氣泡內(nèi)部含有氣體，因此，氣泡體積變化對環(huán)境溫度特別敏感，當(dāng)氣泡周圍水泥漿體達(dá)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(zhì)量缺陷的預(yù)防、控制措施

4.1 模板工藝控制措施

模板設(shè)計力求合理，加工制作質(zhì)量應(yīng)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(guī)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(nèi)進(jìn)行遮蓋，避免模板淋雨生銹。

建議對大模板工藝作一些改進(jìn)，如在每一大塊模板的中間按一定的距離留設(shè)一定的縫隙(應(yīng)滿足規(guī)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(xiàn)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(dá)一批水泥、外加劑、粗細(xì)骨料、外摻料等物資都要有合格證，由試驗室按規(guī)定取樣復(fù)檢后投入使用。混凝土配合比應(yīng)與大模板工藝相適應(yīng)。應(yīng)多備用幾組配合比，以適應(yīng)不同構(gòu)件、不同環(huán)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(biāo)達(dá)到最佳。充分考慮氣候氣溫等環(huán)境溫度對拌合物的影響并及時進(jìn)行調(diào)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(yán)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(jìn)行復(fù)振。嚴(yán)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(zhì)(如麻袋、棉被等)，并用塑料薄膜包裹封閉，對蓄水物質(zhì)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(dá)到臨界抗凍強度，不得對混凝土灑水，待其達(dá)到允許拆模強度后及時拆模。

拆模后，對墩身的養(yǎng)護(hù)，在冬季采用包裹養(yǎng)生，其他時段采用加壓泵定時向墩身灑水養(yǎng)護(hù)。

環(huán)境溫度改變時，如春秋季節(jié)晝夜溫差較大，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比、改進(jìn)振搗方法，以消除其對混凝土外觀質(zhì)量的影響。

5 外觀質(zhì)量缺陷修補工藝

混凝土外觀修整是混凝土外觀質(zhì)量控制的最后一關(guān)，經(jīng)過現(xiàn)場研究、實踐，最終確定采用以下方法較為適用、方便、經(jīng)濟(jì)。

5.1 蜂窩、麻面的修補方法

對于較嚴(yán)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(jié)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(xì)砂、801膠水、水調(diào)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(fù)搓動，抹平。修補完成后，保濕養(yǎng)護(hù)，待砂漿有一定強度后，用細(xì)砂紙將表面打磨平整。

對于輕微的麻面和小蜂窩修補方法。混凝土表面的小麻點對結(jié)構(gòu)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(diào)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(yǎng)護(hù)，待水泥漿達(dá)到有一定強度后，用細(xì)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(jié)合面干凈濕潤，之后用黑水泥、白水泥、滑石粉、801膠水、水調(diào)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(yǎng)護(hù)，待水泥漿有一定強度后，用細(xì)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(jìn)行處理。用黑水泥、白水泥、801膠水、水調(diào)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(xì)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(nèi)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(jié)合面充分濕潤，再用黑水泥、白水泥、801膠水、水調(diào)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(fù)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(xì)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(xiàn)象，用砂紙打磨后即可現(xiàn)出混凝土本色。對其它原因造成的混凝土分層，當(dāng)不影響結(jié)構(gòu)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(diào)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(xì)砂紙將其表面打磨平整。

當(dāng)有軟弱夾層影響混凝土結(jié)構(gòu)的整體性時，按照施工縫進(jìn)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(tài)下，再按照蜂窩的修補方法進(jìn)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(xiàn)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(xì)砂紙精心打磨后，即可現(xiàn)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(jié)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(biāo)號水泥砂漿或細(xì)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(xiàn)裂縫，應(yīng)摻入水泥用量萬分之一的鋁粉。

待混凝土達(dá)到一定強度后，再用黑水泥、白水泥、801膠水、水調(diào)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(fù)搓動，抹平。修補完成后，待水泥漿有一定強度后，用細(xì)砂紙將其表面打磨平整。

6 結(jié)語

橋梁墩臺混凝土外觀質(zhì)量控制的關(guān)鍵是對施工前期準(zhǔn)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(yōu)良的混凝土外觀質(zhì)量的有力保障。當(dāng)然，影響橋梁墩臺外觀質(zhì)量的因素很多，造成缺陷的原因分析也很復(fù)雜，筆者僅就京滬高鐵水電十局施工段內(nèi)較為常見的一些外觀質(zhì)量缺陷有針對性地進(jìn)行了一些簡單分析，并就如何控制進(jìn)行了一些探討，對外觀質(zhì)量缺陷的修補工藝進(jìn)行了一些交流，供類似工程參考。