淺析橋梁清水混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量控制措施

王坪川

(北京城建遠東建設(shè)投資集團有限公司,北京 102200)

1 清水混凝土應用的重要性及施工工藝

1.1 清水混凝土應用的重要性

混凝土結(jié)構(gòu)中應用最多的就是清水混凝土,在施工期間所采取的模式主要為一次性澆筑成型,該模式的優(yōu)勢就是可以在澆筑期間無需進行二次振搗,能夠促進混凝土振搗效果的提升,更好的把握橋梁工程的質(zhì)量。通過對清水混凝土技術(shù)的應用,能夠有效縮短施工時間,提高橋梁工程的經(jīng)濟效益。

1.2 清水混凝土的施工工藝

現(xiàn)如今,我國關(guān)于清水混凝土仍未形成一致的規(guī)范及標準。但要求其色澤、光潔度必須要符合混凝土結(jié)構(gòu)工程驗收規(guī)范,鑒于此,就需要嚴格把控好不利于橋梁清水混凝土外觀結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量的因素。

1.3 鋼筋工程

橋梁工程使用的鋼筋規(guī)格、鋼筋的制作等應該嚴格按照橋梁工程設(shè)計要求來選擇和確定。需要注意的是,應該要清除鋼筋外層面上的銹斑,且鋼筋的連接要盡可能采取機械連接、焊接方法,并將金屬薄板墊于電焊下方,有效預防橋梁工程鋼筋工程焊接處出現(xiàn)燒傷的情況,進而達到保護混凝土不受損害的目標。

1.4 模板工程

橋梁工程模板設(shè)計安裝需要符合兩個方面,一方面就是要保證橋梁工程效果的美觀性,而另外一方面就是要增加橋梁工程結(jié)構(gòu)施工的受力。針對橋梁工程模板的設(shè)計,盡可能秉持著科學性、穩(wěn)定性的原則,以此確保橋梁工程模板安裝后拼縫符合嚴密性好、誤差小的標準。模板鋼制的選擇要偏向于剛度好、吸濕性均勻的鋼木組合模板。

1.5 混凝土工程

清水混凝土對色澤、一次成形的要求非常高,所以適宜選用摻加粉煤灰的商品混凝土,進而促進橋梁工程清水混凝土的效果。要充分把握好清水混凝土的振搗方法,振搗器在插入時盡量速度快一點,但是在拔出的時候速度則要放慢些。振搗時間取決于清水混凝土表面是否有浮漿、充氣泡。橋梁工程澆筑清水混凝土過程中,要科學分層,有效把控好每次下料的高度。清水混凝土澆筑工作做好后,為了提高橋梁工程的強度,避免清水混凝土發(fā)生收縮情況,就需要確保橋梁工程清水混凝土始終保持濕潤的狀態(tài),并及時做好對其的覆蓋保濕養(yǎng)護工作。特別是在溫度比較高的夏季,必須要增加保濕和養(yǎng)護的次數(shù),防止因為溫差過大而導致橋梁工程清水混凝土有嚴重裂縫的情況發(fā)生。最后,如果橋梁工程棱角損傷的不明顯,就可采取鋼絲刷將其刷洗干凈,沖洗濕潤后,采取色澤一樣且強度相同的水泥砂漿進行修補,若損傷情況比較顯著時,就需要清楚干凈已經(jīng)松動的混凝土,用色澤一樣且質(zhì)量更優(yōu)的清水混凝土修補,充分做好橋梁清水混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量工作。

2 工程概況

北京雁棲湖生態(tài)發(fā)展示范區(qū)對外聯(lián)絡(luò)通道京密路工程,南起京承高速公路(焦村橋),沿懷柔區(qū)現(xiàn)況京密路線位向北,終點跨過開放環(huán)島后與現(xiàn)況京密路(密云方向)相接,道路全長7.4 km。第4#標段主要為懷昌路立交主線橋、懷昌路立交相連的匝道橋及地方路改造。標段路基填方2.24萬m3,路基挖方2.04萬m3,路面結(jié)構(gòu)層10.8萬m2;沿線新建主線橋2座,匝道橋2座;涵洞1道;改移管線52 m,新建雨水口152座。

懷昌路立交主線橋左半幅起止樁號為KBK4+324～KBK5+697,左半幅全長1 373 m,右半幅起止樁號為KCK4+277～KCK5+682,右半幅全長1 405 m,橋梁全寬13.75～23.026 m。懷昌路立交相連的匝道橋左半幅全長338.03 m右半幅全長333.023 m橋梁全寬8.5 m。橋梁全部為樁基礎(chǔ)上設(shè)承臺,Y型花瓶墩柱,后張法預應力混凝土箱梁,混凝土總方量12萬m3。

3 橋梁清水混凝土施工技術(shù)準備

3.1 混凝土優(yōu)化比選

(1)商混拌合站比選

前期對工程周邊混凝土拌合站進行調(diào)查,根據(jù)拌合站規(guī)模、業(yè)績和現(xiàn)況技術(shù)水平綜合考慮,最終選擇“北京懷建混凝土有限責任公司”和“北京國旺混凝土有限公司”作為該工程的混凝土供應商。

(2)混凝土原材料要求[1]

①水

控制水的質(zhì)量,避免水的質(zhì)量差異對原材料質(zhì)量造成影響。使用飲用水來拌制和養(yǎng)護混凝土。不允許水中含有油污、雜質(zhì)。

②骨料

骨料分為粗骨料和細骨料。在施工中用強度、抗凍、化學成分、顆粒形狀、級配和雜質(zhì)含量等指標來評價骨料等級并分出它們的差異。

石子要求采用山碎玄武巖,石子按粒徑5～10 mm、10～20 mm分倉存放,最大公稱粒徑為25 mm合成級配滿足規(guī)范要求,壓碎值<20%,針片狀含量<15%。砂子要求采用水洗中砂,細度模數(shù)控制在2.3～3.0之間,含泥量<3%。

③水泥

采用普通硅酸鹽42.5水泥,水泥廠家指定使用“北京京隅”和“冀東盾石”兩大品牌。

④摻合料

選用一級粉煤灰和比表面積在4 000 cm2/g以上的礦渣粉。

⑤外加劑

選用減水率更高,且混凝土保水性、和易性更好及坍損性較小的聚羧酸外加劑。由于混凝土中起化學反應的兩大材料(水泥、外加劑)對成型后混凝土外觀影響較大,所以兩大材料相容性必須是好,經(jīng)試驗室水泥與外加劑相容性檢測比優(yōu)后,決定采用北京興宏光生產(chǎn)的WDN-6高效外加劑和北京新豐生產(chǎn)的FX-128高效外加劑。為保證成型后混凝土外觀色澤一致,用于本工程的混凝土原材料嚴禁更換廠家和材料規(guī)格,要求商混站提前聯(lián)系好材料供應商,防止原材短缺影響工程進度。

上述材料各項指標還應滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2000和相關(guān)規(guī)范要求。

(3)混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計[1]

①明確混凝土配合比設(shè)計目標,除了滿足設(shè)計要求的強度和耐久性外,著重考慮混凝土拌合物的和易性和澆筑時的坍落度。選擇有和易性和保水性良好,不易離析和泌水,坍落度損失小的混凝土配合比。

②明確混凝土每方混凝土的膠凝材料最大用量不大于500 kg,摻和料摻量控制在20%以內(nèi),砂率控制在38%～42%。

③混凝土塌落度設(shè)計值為:承臺和墩柱混凝土160 mm、箱梁混凝土200 mm,60 min坍落度損失<30 mm,初凝時間6～8 h,和易性能好,500 mm≥擴散度≥350 mm。

④箱梁混凝土必須單獨委托第三方進行混凝土配合比設(shè)計,其他混凝土可由拌合站試驗室進行試配,配合比設(shè)計完成后,組織監(jiān)理和施工單位技術(shù)及試驗室對配合比進行試驗室拌合驗證和生產(chǎn)線預生產(chǎn)驗證,測試塌落度、強度、凝結(jié)時間等指標,觀察和易性、保水性、粘結(jié)性等感官質(zhì)量。達到預期質(zhì)量目標后方可用于現(xiàn)場結(jié)構(gòu)澆筑。

3.2 模板及脫模劑比選

(1)模板比選[2]

結(jié)合項目特點,決定墩柱采用定型鋼模板,箱梁采用一次性木模板。

在木模板選購前,組織人員先進行市場考察和樣品取樣,樣品在標養(yǎng)室保水浸泡7 d后,觀察模板質(zhì)量,選擇性價比適宜的模板進行采購,并留置樣品進行進料核對。

模板工程需進行拼裝設(shè)計,盡可能減少拼縫,按對稱布置、美觀大方、方便拼裝、受力合理原則合理設(shè)置拼縫。

(2)脫模劑選擇

首先結(jié)合鋼模板和木模板材料性能,選取2種脫模劑做效果對比試驗,根據(jù)試驗品外觀性能決定鋼模板選用色拉油作為涂膜劑,木模板采用廊坊歐賽雅生產(chǎn)的水性橋梁涂膜劑。

3.3 試驗柱施工

在正式墩柱施工前,為保證實體工程混凝土外觀質(zhì)量,檢驗操作工人技術(shù)水平,綜合檢驗模板、脫模劑、混凝土三者的匹配性,尋求拆模最佳時間,及檢驗養(yǎng)生措施,決定澆筑1 m高的試驗柱,全過程詳細觀察記錄各項指標,從中尋求經(jīng)驗和總結(jié)教訓,并組織技術(shù)、質(zhì)量、商混廠家、施工工人召開專題會議,對試驗柱的經(jīng)營與教訓進行總結(jié),為正式澆筑提供技術(shù)保障。

4 橋梁清水混凝土施工過程控制

4.1 模板安裝

(1)模板預驗收

鋼模板在正式拼裝前,進行拋光打磨,檢查模板光潔度、平整度和空洞封堵,滿足要求后刷脫模劑,涂刷時采用專業(yè)涂刷工具,涂刷要均勻,不留死角,不能有外流現(xiàn)象,碼放整齊,并進行預驗收,未預驗收的模板不允許進行正式拼裝使用,為消除接縫印記,在接縫內(nèi)夾海綿膠條。木模板使用前逐塊檢查,防止用有裂縫、鼓包、破損、掉皮的模板進行拼裝使用。

(2)模板正式驗收

模板拼裝時防止碰撞,吊拼應平穩(wěn),不得硬敲硬撬,采用PVC套管安裝對拉螺桿,套管出模板位置用海綿膠條粘嚴,模板整體拼裝完畢后,進行模板正式驗收,檢查拼縫質(zhì)量、平面平整度、脫膜劑涂刷質(zhì)量、垃圾灰塵清掃等,檢查合格的可進行鋼筋綁扎,綁扎時防止因鋼筋碰撞模板面而造成變形或破損。整體拼裝完畢至澆筑混凝土時間間隔較長的模板,需進行二次驗收。

4.2 混凝土澆筑

(1)澆筑準備

混凝土澆筑前,對模板支撐、預埋件等進行檢查,并將模板內(nèi)的垃圾、木片等應清除干凈?；炷恋綀龊蠛藢炷翗颂?、部位等信息,進行混凝土塌落度檢測,符合要求后方可能用于實體澆筑,對每一輛混凝土罐車出場時間、到場時間、澆筑時間等進行記錄,超出初凝時間的進行退場處理。

(2)澆筑過程

混凝土采用汽車泵進行澆筑,潤泵砂漿(劑)需排盡,泵出合格混凝土后才能開始正式澆筑,混凝土分層澆筑,分層厚度控制在振搗作用長度的1.25倍,一般為400～500 mm,使用插入式振搗器應快插慢拔,插點要均勻排列,逐點移動,順序進行,做到均勻振實。移動間距不大于振搗作用半徑的1.25倍(一般為300～400 mm)。振搗上一層時應插入下層50 mm,以消除兩層間的接縫。振搗時避免振動棒碰到模板、鋼筋和波紋管,盡可能保持距離在50～100 mm。

澆筑箱梁時混凝土先澆底板和腹板(箱梁腋窩處),再澆頂板和翼緣板?；炷翝仓捻樞蚴怯闪后w兩端向中間澆筑,兩側(cè)翼板要同步進行澆筑?？刂坪梅謱訚仓嚯x和時間,兩層前后間隔距離控制在5～8 m,兩層澆筑間隔時間控制在半小時內(nèi),防止后一層澆筑時前一層混凝土已初凝,拆模后出現(xiàn)層印。

4.3 混凝土拆模和養(yǎng)護

(1)混凝土拆模

內(nèi)模拆除應在混凝土強度能保證其表面不發(fā)生塌陷和裂縫現(xiàn)象時,一般為混凝土抗壓強度達到0.8 MPa時為宜,不承重側(cè)模應在混凝土強度能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時方可拆除,一般為混凝土抗壓強度達到2.5 MPa以上,承重模板混凝土強度達到設(shè)計強度的75%方可拆除。拆模時先松掉支撐,再拆掉模板,拆模時嚴禁撬杠直接與混凝土接觸,注意成品保護,防止模板及工具與混凝土面摩擦或碰撞,防止人為污染混凝土面。拆模后立即對混凝土外觀不好部位進行修補。

(2)混凝土養(yǎng)護

混凝土澆注完成后,待混凝土初凝后應進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期不小于7 d。混凝土在達到2.5 MPa前不得上人踩踏。未拆模板時,用土工布覆蓋整個表面,灑水養(yǎng)護,應保持土工布濕潤,不得出現(xiàn)干濕循環(huán);拆模后,用土工布將澆筑物包好,灑水養(yǎng)護,始終保證澆筑物表面濕潤。

5 結(jié) 論

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,橋梁建設(shè)成為體現(xiàn)一個國家發(fā)展程度的參照物,社會發(fā)展到今天,人們在有條件構(gòu)筑自己的生活環(huán)境時,提出了更高的要求。因此,近年來在滿足功能要求的前提下,要選用最佳的結(jié)構(gòu)型式——純正、清爽、穩(wěn)定,質(zhì)量統(tǒng)一于美,美從屬質(zhì)量;美,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)選型和諧與良好的比例,并具有秩序感和韻律感。材料的選擇,表面的質(zhì)感,特別色彩的運用在橋梁的美感上起著重要作用,美麗的橋梁應以其個性對人們產(chǎn)生積極的影響。對我們橋梁建設(shè)者也提出更高的要求,同時也給與了我們更多的發(fā)揮空間。