橋涵工程水泥混凝土結構物外觀質量通病防控探究

孫發源

摘 要：鑒于近年來特別是高速公路橋涵施工，在與地方道路、水系相交時，其設計多采用分離式立交模式進行跨越，使得對原地面或水面以上橋涵構件可視部分的外觀質量要求，逐漸提高到了一個新的高度。“內實外美”便是近年橋涵工程施工質量最直白的一個提法，它充分表明了人們對外觀質量的一個期望值。文章分別從橋涵施工混凝土裂縫、蜂窩、麻面及孔洞、色差、魚鱗或水波紋、露筋或出現箍筋螺紋水印、缺棱掉角、冷縫等多個類別方面予以綜述分析，試圖找出混凝土質量通病的成因并對癥采取相應處理措施，探討一個更加合理有效的防控治理方法。

關鍵詞：橋涵工程；水泥混凝土結構物；內實外美；外觀質量；混凝土裂縫

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0136-03

“內實外美”，簡單的四字，準確而又充分的形容了近年來交通橋涵工程在確保水泥混凝土結構物實體強度等內在質量要求的同時，對外觀質量要求愈來愈高的新趨勢。同時橋涵澆筑實體拆模后及使用過程中均要求不得進行任何粉飾裝修，以便橋涵在使用過程中，若出現諸如結構或非結構表面裂縫等缺陷問題，能及時得以發現并判定處理。因此，如何做到更好的確保混凝土結構物澆筑拆模后的外觀質量，準確的查找出影響外觀質量通病的原因并予以防治，減少施工損失，才能讓探究更具實際意義。文章從外觀質量通病表象分析、問題內在原因查找等方面著手，合理分類，并提出其相應防治處理措施，供橋涵技術人員在日常施工中加以參考、規避。

1 結構物外觀質量通病成因分析及防控措施

近年來特別是高速公路橋涵施工，在與地方道路、水系相交時，其設計多采用分離式立交模式進行跨越。因此，無論監理還是建設單位，均把出原地面或水面以上的可視橋涵構件外觀質量要求提到了一個新的高度。為確保橋涵施工質量，加強過程控制，各分項工程施工均嚴格實行首件制。目前水泥混凝土配合比設計及施工工藝均已成熟，橋涵構件實體內在質量如混凝土強度等，一般不會出現問題。因此，在確保“內實”的前提下，首件工程更多的是在摸索如何“外美”。而首件施工過程中，因外觀質量不達標，如橋梁立柱澆筑一根拉到一根，箱涵或箱通首件因外觀質量問題而砸掉返工，導致幾十萬甚至上百萬損失，直至出現各施工標段都不肯做首件并怠工等待現象。因此，如何對混凝土結構物外觀質量通病合理分類鑒別，加以分析，并對癥采取有效措施進行預防，便顯得尤為重要。

1.1 混凝土裂縫

橋涵工程水泥混凝土裂縫主要包括影響橋涵構件安全使用性能的結構裂縫和影響外觀質量的非結構裂縫。在公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范中，其所規定的各種鋼筋混凝土構件在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類（或其組合）環境中，正常使用極限狀態下所不應超過的最大裂縫寬度限值，是指在作用（或荷載）短期效應組合并考慮長期效應組合影響下構件的垂直裂縫，不包括施工中因混凝土收縮過大、養護不當或滲入氯鹽過多等引起的其他非受力裂縫。鑒于篇幅及文題，本類項僅就影響外觀質量的非受力（結構）裂縫的成因及預防予以分析判定。

作為非受力裂縫，盡管在結構上不會導致使用安全性能降低，但從保證結構耐久性、鋼筋不被銹蝕及過寬的裂縫影響結構外觀，并引起人們心理上的不安等因素來考慮，應在施工過程中采取切實措施，在施工上保證混凝土的密實性，在設計上采取必要的保護層厚度，要比用計算控制構件的裂縫寬度重要的多。同時必要的鋼筋保護層厚度，可有效消減因正常使用所不可避免的結構性受力裂縫滲水，防止鋼筋銹蝕，銹皮吸濕所產生的膨脹反應（原體積2～4倍）漲裂砼保護層。

預防混凝土裂縫，首先要嚴格控制進場水泥質量，確保水泥安定性合格后方可使用，避免因安定性不合格，水化熱過高而引起溫度裂縫。同時近年因各項基建規模的不斷擴大和環境整治不斷加強所引起的原材料緊缺等眾所周知原因，導致水泥供不應求，甚至出現運輸泵送到施工現場拌合站水泥罐內的水泥還是滾燙的等現象，特別是在夏季，將直接導致混凝土入模溫度過高，降低混凝土的工作性，加快坍落度損失，加速混凝土放熱，增大混凝土內部溫升速率和溫度峰值，加大熱應力，增加開裂風險。同時粉磨后未經一定時間的儲存后，便直接出廠的水泥，其與減水劑相容性較差（其原因是由于水泥中一些活性較高的組分未來得及發生預水化，亦或新粉磨好的熟料顆粒表面產生有較多的靜電荷，導致與多數屬于表面活性劑的減水劑不相容等，涉及水泥穩定性問題，因文題及篇幅，不再細述），直接導致混凝土工作性劣化，并增加了裂縫產生的風險。

其次，對混凝土拌合物，要嚴格按照設計配合比，選用高效緩凝減水劑，減少水泥用量，降低水灰比，改善骨料級配，提高混凝土拌合物工作性，控制混凝土入模溫度。拆模后及時進行適宜的養護，冬季施工時應采取覆蓋等措施使得混凝土表面緩慢降溫，借以減少混凝土溫度和收縮裂縫。通過控制攪拌時間（不宜過長）、下料速度、振搗密實，控制混凝土澆筑速度及澆筑分層位置特別是模板豎向變截面處，可進一步預防收縮裂縫。

因施工工藝而引起的裂縫，應從配比設計、拌和設備、水灰比、砂石用量、凝固設計時間、振搗工藝、澆筑氣候、拆模時間及混凝土內外溫差等方面加以考慮控制，而嚴格按照規范、設計要求選用原材則可防止因原材質量或使用量（或比例）而引起的裂縫，包括上述溫度裂縫中所說的水泥控制。

1.2 蜂窩、麻面及孔洞

蜂窩、麻面及孔洞等外觀質量缺陷，部分原因是共同的，只是根患大小而導致的影響程度不同而已。應從配比不當、砂石等原材拌合設備計量失調而導致砂漿少石子多、下料過高、過厚、砂石原材含水量特別是雨后的準確檢測、混凝土離析、模板表面粗糙（視瑕疵大小）或未清理干凈的大小混凝土等雜物、或因澆筑時間過長所濺附干硬后的水泥漿渣、振搗時間過短或漏振和振搗不實、模板拼縫局部漏漿或嚴重跑漿、模板隔離劑局部涂刷、涂刷不勻或使用了不合適的隔離劑等，而鋼筋較密處、石子粒徑過大以及不慎掉入的泥塊等雜物導致混凝土被卡住視影響大小而導致上述質量通病問題的發生。

在施工中宜采取如下措施，來減少或避免蜂窩、麻面及孔洞的發生：

①加強混凝土拌和質量的控制：混凝土配料時嚴格控制施工配合比，保證材料計量準確。當發現混凝土質量不穩定時，及時對電子秤進行校核。混凝土注意拌和均勻，攪拌時間不少于90 s。對摻有外加劑的混凝土，以及存在溫差特別是處于各種不同高溫溫度的原材料，應按規范要求適當延長拌合時間以確保拌合物溫度攪拌均勻。當發現混凝土運到現場發現有離析現象時，現場作廢料處理，對已澆筑到模板內的混凝土，安排人員立即清除。

②加強模板的質量控制：將模板清理干凈，先用打磨機初步打磨后，清理干凈之后再涂抹脫模劑，脫模劑選用全新的液壓油，涂抹時注意均勻。

③控制好混凝土澆筑的下料：一般分層厚度應控制在30 cm，混凝土自由傾落高度不超過2 m，超過2 m，應采用串筒等方法下料。

④加強混凝土振搗：規范振搗器的使用，插入式振搗器采用垂直振搗方法，嚴禁平拖振搗。鋼筋密集處，采用小型插入式振動器進行振搗，使混凝土充滿模板間隙，并認真振搗密實；振搗器插點均勻排列，采用行列式或交錯式順序移動，不應混用，以免漏振。每次移動距離不大于振搗棒作用半徑的1.5倍。振搗器操作時快插慢拔。距模板的距離控制在5～10 cm左右，避免碰到模板，防止把模板上的脫模劑振掉造成粘模板。

1.3 色差、魚鱗或水波紋等

在確保模板、脫模劑（脫模劑的選用不再累述，但應注意其是影響外觀色差質量的一個重要因素）處理的基礎上，重點控制混凝土工作性，特別是坍落度浮動范圍控制，確保同一次澆筑務必保證坍落度穩定，且原材料為同一料源。同時加強振搗工人責任心，嚴格控制過振或漏振。

1.4 露筋或出現箍筋螺紋水印

鋼筋綁扎定位不準確、保護層墊塊缺失、偏少或移位、振搗或踩踏等各種原因引起的鋼筋移位、鋼筋過密處卡住大量石子并致水泥砂漿不能充盈、混凝土離析嚴重以及漏漿嚴重、混凝土保護層振搗不密實，或側面拆模過早，拆模時造成露筋。而以上所有可能導致保護層變薄的因素，則是導致出現箍筋螺紋水印（特別是立柱等）的直接原因。

對以上問題，在施工中可采取如下措施：

①灌注混凝土前，檢查鋼筋位置和保護層厚度是否準確。保護層墊塊采用高強度砂漿墊塊，一般每平方米表面不少于6個墊塊，呈梅花狀布置。

②鋼筋較密集時，選配適當粒徑的碎石。碎石最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。

③模板安裝時注意接縫內墊雙面膠條防止漏漿。嚴格控制混凝土拌和質量，混凝土自由落高度超過2 m時，采用串筒等進行下料，防止混凝土離析。

④加強混凝土的振搗工作，確保無漏振和欠振。

⑤對于非承重的側面拆模時間一般不得少于24 h，防止過早拆模造成結構物邊角的損傷而造成漏筋。

1.5 缺棱掉角

造成混凝土結構物缺棱掉角主要原因有：拆模時間過早或拆模順序不對、拆模時邊角受力或出現各種不慎撞擊、模板本身質量或變形以及冬季施工構件邊角或小截面處受到凍害等。而嚴重的缺棱掉角也可導致露筋現象的發生。

為防止缺棱掉角的發生，拆除模板時，應首先保證混凝土具有足夠的強度，以防混凝土結構物棱角才受到損壞，一般控制在混凝土澆筑完成后不少于24 h，方可拆除側面的非承重模板，并要求操作工人拆模時不能用力過猛過急，注意保護棱角；吊運模板時，嚴禁模板撞擊棱角。冬季混凝土澆筑完畢，采用有效的冬季養生方案，落實相關措施，防止砼受凍產生缺棱掉角現象發生。

1.6 冷縫

冷縫主要是在施工過程中由于某種原因，使得前面澆筑混凝土已經達到初凝狀態后，后續澆筑的混凝土又開始繼續澆筑，并因此導致前后混凝土聯結處出現一個明顯的結合面，從外觀上看隱約或明顯有一條縫，即為冷縫。

冷縫的產生，主要是前后施工的連貫性出現問題所導致。在結構物施工期間，應充分做好混凝土拌和、運輸和澆筑的各項準備工作（具體涉及原材、人員和設備調度、道路交通、地方協調等多個方面因素，不再累述），通過系統管理和協調控制，最終確保混凝土澆筑施工的連續性，從而在使大程度上避免冷縫的產生。

1.7 其它

對于其它的混凝土通病如表面不平整，特別是在預制或現澆箱梁頂面以及橋面鋪裝施工時，多非技術原因，更多的是涉及工人素質、責任心等人為因素（如一再強調消除的腳印問題），均應從加強人員管理方面入手予以避免，限于篇幅，不再詳述。

2 結 語

質量保證是交通工程施工單位生存的信譽。作為橋涵施工的每一家單位，在質量控制方面，肯定都各有所長，都有著自己的優勢項目。文章為作者施工過程中所積累的一些感受和經驗，盡管有些方法看似常規，可實際做起來要做到位并不簡單。看似常識的措施，真正逐條落實到位了，往往會取得意想不到的效果，解決掉曾冥思苦想甚至百思不得其解的通病問題。藉此與各位同行一起學習、交流的平臺和機會，取長補短的同時，將自己的施工經歷及感悟介紹一二，望各位同仁斧正。

參考文獻：

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