通絲對拉螺栓在清水混凝土工程應用中混凝土面質量提升措施

洪 潮

（中交水利水電建設有限公司，浙江 寧波 315200）

清水混凝土是混凝土澆筑成型后，利用其自然質感作為裝飾面的混凝土，其對混凝土的澆筑工藝要求較高[1]。混凝土的澆筑離不開對拉螺栓的使用，對拉螺栓又名對拉螺桿，主要用于墻體模板的拉結，起到保證結構尺寸，承受混凝土側壓力等其他荷載的作用[2]。對拉螺栓與鋼管、木方和模板等構成一套模板支撐系統，其中對拉螺桿對于模板支撐系統的整體性、強度和剛度等起到至關重要的作用[3]。

1 工程概況

橫沙八期工程位于上海市崇明區橫沙島境內，是上海歷史上最大的灘涂治理工程。工程中包含一座前置豎井雙向通水貫流式泵站，泵站設計流量62m3/s，安裝四臺臥式水泵機組，單泵設計流量15.5m3/s，屬于大（2）型工程。泵站混凝土澆筑量達到30000～40000m3，澆筑過程中需要采用大量的通絲對拉螺栓。

2 通絲對拉螺栓

通絲對拉螺栓是由通長全螺紋絲桿或兩端帶螺紋的圓鋼螺桿、限位片、止水片（可選擇）、塑料墊塊、山型卡件和緊固螺母等組成。對于沒有防水要求的混凝土建筑物，可采用不帶止水片的對拉螺栓，對于有防水要求的混凝土建筑物，可選擇焊接有止水片的對拉螺栓，兩種螺桿均不能重復利用。

3 螺桿切割

當混凝土結構強度滿足要求后，需進行混凝土結構外支撐架及模板拆除工作。拆除工作完成后，根據工期安排進行混凝土外螺桿切割作業。工程中常用的切割螺桿的方式有電焊機切割、氣焊切割以及等離子電弧切割等。采用電焊機切割，切割的效果難以滿足施工規范的質量要求，通過試用氣焊切割和等離子電弧切割，發現等離子弧焊焊切割效果較好，能夠滿足施工規范的質量要求。

3.1 電焊機切割

電焊機是工程中的常見機械設備。采用電焊機切割作業時在螺桿切割位置上方，存在較多的燒熏炙烤的污染痕跡，雜亂分布在混凝土表面。嚴重影響混凝土表面外觀質量，不滿足施工規范的質量要求。

采用電焊機切割螺桿不滿足施工規范的質量要求，主要問題出現在焊條的材質上面。焊條焊接過程中產生了大量高溫氣體煙霧，正是這種高溫氣體煙霧污染了混凝土面。如何在切割作業時避免使用焊條成為解決問題的關鍵。通過總結以往相關工程經驗，結合工程實際，提出采用氣焊切割和等離子電弧切割兩種切割方法。

3.2 氣焊切割

氣焊切割又稱氧氣切割或火焰切割，是通過可燃氣體燃燒產生火焰在起割點將材料預熱到燃點，然后噴射氧氣流，使金屬材料劇烈氧化燃燒，生成的氧化物熔渣被氣流吹除，進而形成切割切口，達到割斷螺桿的目的。通過試切發現，切割后混凝土面污染程度較電焊機切割有了較為明顯的降低，但由于切割過程中氣體燃燒還是會產生一定量的高溫煙霧，對混凝土面仍會形成一定程度的污染。另外，切割過程中會產生大量的火星碎屑，這對現場的防火安全也構成了隱患。

由于本工程需要進行大量的對拉螺桿切割工作，若采用氣焊切割，需要較大量的切割氣體。但工程地處島嶼交通不便。若大批量購入易燃氣體，因工地現場條件較差，儲存大量易燃氣體，不僅投入的安全費用大，而且存在較大的安全隱患。若不批量購入氣體，不僅成本較高，而且購買周期較長，難以滿足工程施工進度要求。

3.3 等離子電弧切割

等離子電弧切割是通過壓縮自由電波，形成高溫高壓的等離子電弧，然后利用高溫高壓的等離子電弧對拉螺栓螺桿進行的切割。因等離子電弧切割，完全不借用外部介質，通電即可產生電弧，直接切割螺桿，不會產生煙霧等其他污染混凝土面的物質。現場應用情況表明，電弧切割設備應用方便，切割效果好。采用等離子電弧切割螺桿后，混凝土表面干凈整潔，沒有污染，更沒有產生類似電焊機切割后混凝土表面形成的雜亂分布的污染痕跡。混凝土結構墻面的外觀質量效果好，滿足清水混凝土施工規范的質量要求。另外，等離子切割機通電即可以工作，避免了氣焊切割現場需貯存大量可燃性氣體存在的安全隱患。

4 對拉螺栓孔修補

對拉螺栓螺桿切割完成后，在混凝土表面會形成圓臺型孔洞，需用砂漿對其修補平整。若孔洞修補質量不能保證，不僅會降低墻體的防水效果和墻面顏色觀感舒適性，而且會導致墻體內部螺桿的銹蝕，對建筑物耐久性構成隱患。故提高拉螺栓孔的修補質量，不僅能夠提高墻體的防水效果和增強墻面顏色觀感舒適性，也能提高建筑物的耐久性。

4.1 傳統工藝存在問題及原因

（1）存在問題。建筑工程施工中混凝土結構面的傳統修復工藝，一般都需要對混凝土面進行二次裝修，故對于混凝土面的外觀質量要求不高，這也就導致傳統的螺孔修復工藝較為粗糙。把這種傳統修復工藝應用在清水混凝土工程對拉螺栓孔修補施工中，容易產生一系列質量問題。傳統工藝中對于對拉螺栓孔的修復，主要以1∶2 的水泥砂漿為基液，然后根據工程特點摻入適量的防水粉，拌合均勻后，對螺栓孔進行一次修補成型。按傳統修復工藝對清水混凝土工程進行修補施工后，發現存在以下問題：①修補的螺栓孔顏色和四周墻面顏色存在較大差異，修補的螺栓孔顏色相比四周混凝土面顏色深；②修補的螺栓孔面存在裂縫情況；③修補的螺栓孔面較為粗糙，和四周較為光滑的混凝土面存在較大差異。

（2）原因分析。通過對施工過程中出現的問題進行分析，得到可能存在原因有：①修補的螺栓孔面和四周墻面顏色存在差異，主要是因為修補螺孔的水泥砂漿和墻面結構混凝土材料配比不一致。②修補的螺栓孔面存在裂縫情況，主要是因為修補螺孔的水泥砂漿失水干燥收縮和對修補螺孔養護不到位。③修補的螺栓孔面和墻面平整光滑度不一致，主要是因為修補螺孔時，沒法采用振搗棒振搗，只能靠人工按壓，無法在螺孔修補面形成密實的水泥漿液。而墻面混凝土澆筑過程中，采用振搗棒增大混凝土的密實程度，能夠在混凝土面形成密實的水泥漿液，從而使墻面比較平整光滑。

4.2 改進方法及應用效果

（1）改進方法。針對工程中出現的問題，通過嘗試以下方法，來避免或減輕傳統修復工藝應用在清水混凝土工程修復螺栓孔中存在的問題。①在修復材料砂漿中添加適量的建筑膠；②在修復材料砂漿中添加適量的白水泥；③在對螺孔進行修補施工作業后，及時對螺孔進行養護，可采取灑水加覆蓋薄膜的辦法；④改變傳統工藝一次修補成型的辦法，對螺栓孔采用兩次修補成型工藝，第一次采用砂漿補孔，預留2～3mm 的孔面深度。然后采用水泥、建筑膠和白水泥混合成水泥凈漿，進行二次凈漿封孔。工藝改進后的施工工藝流程圖如圖1 所示。

（2）應用效果。現場采用上述改進后的施工工藝后，對混凝土螺栓孔的修復面檢查時發現，修補后的螺孔面沒有發現裂紋，跟四周混凝土面無明顯差異，螺孔面光滑度也得到明顯改善。而且傳統工藝修復存在的色差幾乎被消除，墻面修補的效果明顯得到改善。從檢查的結果可以說明，改進后的修復螺栓孔的施工工藝，能夠達到預期的效果，也能滿足清水混凝土施工規范中對于混凝土螺孔修復面的質量要求。

圖1 工藝改進后的施工工藝流程圖

（3）改進方法原理的分析。采用改進后的施工工藝對螺孔進行修補作業能夠達到規范的要求，是因為改進的工藝方法解決了傳統工藝施工中存在的不足。①在修復材料砂漿中添加適量的建筑膠，增大了修復材料內部的黏結力，有效克服材料干縮的張力，減少裂縫的產生；②在對螺孔進行修補施工作業后，及時對螺孔進行養護，可有效減少修補材料的水分的散失，減少材料干縮的可能；③在修復材料砂漿中添加適量白水泥，可有效增加材料的色度，減少修復材料與四周混凝土結構面的色差；④采用兩次修補成型工藝，可有效彌補傳統修補工藝無法在螺孔修補面形成密實的水泥漿液的問題，從而提高螺孔修復面的平整光滑度。

5 結束語

通絲對拉螺栓在清水混凝土結構中施工時，如若螺桿切割機器選擇不善，螺孔修補工藝采取不當，容易導致清水混凝土結構面質量不能滿足規范規定的質量要求。通過工程應用及研究分析，采用如下方法，能較好地解決通絲對拉螺栓在清水混凝土結構中施工時出現的相關問題。

（1）避免采用電焊和氣焊的方法切割螺桿，改用等離子電弧焊機切割螺桿，可有效避免混凝土面煙熏烤炙的污染痕跡，保證混凝土面的外觀質量。另外，等離子弧焊機通電就能使用，不需采購其他附屬材料，操作方便，安全性高，使用成本低，特別適用于交通不便、偏遠的施工工地。

（2）在修補材料中添加建筑膠、白水泥以及加強修補后的養護的方法，能夠有效控制修補孔出現裂紋。

（3）對傳統修補工藝進行優化，采用兩次修補成型的工藝方法，可明顯改善修補后螺孔的平整度及光滑度較差的問題。