探析橋梁墩柱混凝土外觀質量缺陷及防治措施

江大海　

探析橋梁墩柱混凝土外觀質量缺陷及防治措施

江大海

（廣西新發展交通集團有限公司，廣西 南寧 530028）

橋梁墩柱混凝土保護是確保橋梁質量的重要保障，也是混凝土與結構的共同工作的先決條件。橋梁工程作為重要的交通基礎建設，其墩柱自身質量對結構的穩定性有著重要的作用。為解決這個問題，相關建設工作人員應從橋梁墩柱混凝土構件的外觀質量問題出發，是指通過建立表面泌水率起沙、混凝土分層澆筑、混凝土離析等問題形成原因，從而找到外觀品質施工控制方法，以充分發揮橋梁墩柱混凝土墩柱結構作用。

橋梁墩柱混凝土；質量缺陷；防治措施

引言

隨著現代建筑工程的發展，對工程質量的需求不斷提高，并根據橋梁墩柱混凝土的性能和使用規范，采取了相應的外觀質量管理，使相應的操作方案和實施更加合理，實現了對混凝土表面外觀質量的科學、合理的控制，從而使其具有更大的實際應用潛力。因此，在對外觀質量層次進行綜合評價時，應注意選用適當的控制方式，以確保梁墩柱的實際應用，實現結構施工效益的最大化。

1　橋梁墩柱混凝土概述

為能夠對橋梁墩柱混凝土進行科學應用，并能發揮其實用效果，應先對有關的混凝土進行認識。第一，通過對原材料質量的控制、人員的合理調配和施工工藝的控制等方面入手，可以使得橋梁墩柱混凝土應用更加顯著，提高結構性能，延長橋梁的壽命，為車輛的安全駕駛打下良好的基礎。第二，提高對混凝土外觀質量狀況的分析，強化科學、理性的控制，并嚴格執行可操作性的控制和管理，有利于完善橋梁墩柱施工中質量管理工作流程，可以更好地突出混凝土的實際應用，避免對墩柱施工及使用造成不利的影響[1]。

2　橋梁混凝土墩柱外觀質量施工控制要求

為了防止在橋面上出現外觀質量缺陷，施工操作人員應該加強鋼筋裝配的可靠性和精度，以防止結構鋼筋與模板之間的沖突，保證結構混凝土保護層的均勻，防止了漏筋等外觀缺陷。另外，為了防止出現裂縫，還應加強對混凝土墩柱外觀結構的維護。應注意到，建筑工程的外觀質量管理也應采用具有一定的建設方式，并實施質量保證的結構物的外觀質量。例如，做好結構物施工中的混凝土的砂漿清除和污水排出等工作，以避免對下層結構物外表造成污染，保持建筑的外觀干凈。

3　橋梁墩柱混凝土外觀質量缺陷

3.1　混凝土表面出現蜂窩及裂縫

一般而言，把混凝土的局部，或者是大面積的開裂分離，而產生的未閉合縫隙的現象，稱其為混凝土裂縫。混凝土裂縫出現的原因是混凝土本身會產生水化熱，從而引起收縮，冬季施工或者蒸汽養護措施存在問題，使得混凝土內外溫度的不同而產生裂縫。在施工中，由于模板安裝不當或者模板的剛度不足，在澆筑階段，側壓力變大，導致模板變形，或者是澆筑完混凝土之后，過早地拆除模板，但由于混凝土的強度不夠，導致容易出現裂縫。同時，混凝土由于局部酥松，在石子間會出現一定的空隙，而且在混凝土的表面所形成的蜂窩狀窟窿，也就是混凝土的蜂窩。在通常情形下，當澆筑的混凝土表面會產生比較嚴重的缺漿現象，或者是石子露出的深度在5 mm以上，但是其深度要小于混凝土自身保護層厚度時，即為蜂窩。橋梁墩柱混凝土產生的蜂窩原因主要有不合理的混凝土配合比設計、拌和時膠凝材料和骨料的稱量不準、混凝土砂漿少而石子多、不到位的振搗，以及大體積的混凝土未分層澆筑，或者是單層的厚度過大、模板縫隙處水泥漿流失、基礎與柱等結構根部未稍加間歇就繼續澆筑上層混凝土等，以上原因都會使橋梁墩柱混凝土產生蜂窩，因此在施工的過程當中需引起注意[2]。

3.2　混凝土分層澆筑印跡明顯

混凝土表面出現分層澆筑印跡的主要原因：（1）混凝土澆筑不連續，混凝土攪拌、運輸、澆筑三個階段發生了設備問題，暫停后重新澆筑，分層澆筑的間隔過長，未根據施工要求進行安全檢驗，造成了較大的接茬痕跡。（2）由于混凝土的配合比例不均勻，在拌合站拌制混凝土中，施工工人的操作不當，造成了摻混的灰泥；或者在混凝土輸送過程中隨意放水，造成混凝土砂漿的混合比例不均勻，在澆筑完成后，上一批和后一批的混凝土顏色不協調，分層痕跡明顯。（3）使用的混凝土原材料不穩定，沒有相同批次的進料，造成了混凝土的顏色不統一[3]。

3.3　混凝土表面存在孔洞及露筋

孔洞通常指的是局部或者是全部，不存在混凝土的較大空隙。引起橋梁墩柱混凝土出現孔洞的主要原因與蜂窩發生的原因大抵相同，包括材料和配合比設計、大體積混凝土施工，以及混凝土振搗方面。除此之外，結構配筋太密，致使骨料不易灌注及不易振搗、洞口與坑底模板未設置相應的排氣口、混凝土自身內部帶有氣囊、砂石料中泥塊等雜物在混凝土投料前未清理干凈等原因也會導致橋梁墩柱混凝土產生孔洞。通常是將混凝土結構內部的主筋、構造筋，或者是箍筋外露于混凝土表面的現象，稱其為“露筋”。橋梁墩柱混凝土形成露筋的主要原因，是混凝土澆筑的時候，未采取鋼筋定位措施、墩柱結構斷面小且鋼筋密集其石子粗骨料粒徑偏大致使混凝土難以下落、混凝土保護層漏振或振搗不密實、鋼筋骨架加工不準、鋼筋骨架緊貼模板等。具體來說：第一，鋼筋骨架尺寸略大。第二，鋼筋墊塊發生位移，或者施工中的鋼筋與模板緊密貼合，造成了混凝土保護層不夠。第三，保護層處的混凝土振搗強度不夠或漏振。第四，模板澆筑時沒有濕潤或濕潤不夠，模版吸收過多水分，造成混凝土固化不好，強度降低，拆除模時掉角露出鋼筋。第五，未達規定的拆模強度，就拆除模板，過早拆除會出現掉角露筋。第六，由于鋼筋過密，使得混凝土未能充滿周圍的空間。第七，在振搗時，振搗棒與鋼筋發生撞擊，造成結構的鋼筋位移。第八，冬季施工時的混凝土保溫措施不好，造成了混凝土受凍，造成拆模掉角露筋[4]。

3.4　混凝土表面出現泌水起砂現象

在對橋梁墩柱混凝土的外觀質量進行科學的基礎上，還要對其產生的原因進行分析。其原因有：（1）由于橋梁墩柱自身存在著安全隱患，在使用過程中出現了裂紋或局部變形問題，從而對混凝土的外觀質量造成不同的損害；（2）攪拌時間短，配比不合理，振搗力度不足，支撐剛性不足等，都會導致產品的外觀問題；（3）在澆筑時，由于澆筑方法不夠合理，在施工過程中沒有進行科學的控制，致使鋼筋集中的地方不能充滿模板，造成了混凝土表面出現了泌水起砂現象，從而使外觀質量下降。

3.5　混凝土離析現象

（1）水灰的比例過高會造成混凝土的崩塌，混凝土的強度下降，使粗骨料不能獲得水泥等結合料的制約，從而下沉，造成混凝土離析。（2）粗骨料顆粒尺寸大，集料等級不高，含泥量高，特別是含有大量的大顆粒會對混凝土的和易性產生不利影響，導致混凝土的離析。（3）加入過量的減水劑，就會造成對水的需求減少，會導致減水劑不能在攪拌裝置中發揮應有的作用，但在輸送過程中，連續發生作用，致使混凝土到現場的坍落程度大于出機后的坍落程度。這種狀況下，很可能導致混凝土發生嚴重的離析現象。（4）混凝土澆筑時，由于在卸載過程中自由傾落高度過大，下落速度較砂漿快,形成混凝土離析。

4　橋梁墩柱混凝土外觀質量防治措施

4.1　拆模養護

模具拆除的時機對混凝土的外觀質量有一定的影響，如果過早的拆卸，會造成混凝土表面的粗糙度不足，如果過晚的拆卸，造成拆模困難。當墩柱的高度是5～15 m，當混凝土的強度達到2.5 MPa時，才能拆除。為了很好地掌握模具拆卸的時機，在工地上放置試塊，等到試塊快要可以拆模的時候混凝土才可以脫模。在拆除后的混凝土養護工作中要特別注意，養護方法不當會影響混凝土的強度和外觀質量，甚至出現裂縫等問題。因此，在墩柱混凝土的養護工作必須要適時進行，拆模之后要立即進行維護。養護可采用塑料膜進行包裹，在包裹前及養護階段要做好灑水的保濕工作。

4.2　混凝土分層澆筑印跡明顯的防治措施

預防措施：在混凝土拌合、運輸、澆筑、振搗等施工中的機械設施進行維護，以確保施工機械的正常運轉，在混凝土攪拌站和混凝土澆筑現場需有應急發電機，防止臨時性關閉電源造成混凝土澆筑終斷，一旦出現澆筑結束，必須按照規范進行混凝土施工縫的處置，修補在澆筑之前鑿毛并潤濕，加強對拌合站的工作人員的積極性和質量意識的宣傳，嚴禁隨意改變混凝土配比，在運輸過程中不準私自加水，避免由于配合比混用造成混凝土的強度不足而造成安全隱患，在相同部位澆筑混凝土時，最佳采用相同的材料批次，并強化對材料場地的監控，保證原材料的穩定性[5]。

4.3　加強混凝土施工過程控制

橋梁墩柱混凝土工程的施工狀況是否良好，與能否提高外觀質量有著密切的關系。因此，對混凝土的施工過程要有系統性的操作，并要嚴格執行具體的控制和管理加以處理。在此期間，要做好以下幾點：第一，是要做好各項職業技術培訓的專題，要及時落實好問責制度，強化員工等各環節的品質管理理念，提升在混凝土工程的生產工藝控制上的專業水準，加強其在質量層次上的標準化。第二，注重運用精細管理和流程控制理念，建立完善的混凝土工程施工期的監控體系，加強相應的質量管理工作的實施和技術培訓，以提升其控制和管理水平。同時，應從原料選擇、澆筑施工過程控制、標準振搗強度的實踐中加以實施，使混凝土的外觀質量控制在實踐中得到廣泛應用。

4.4　模板安裝

在橋梁墩柱施工中，通常都是使用整體的鋼模，必須要有正規的生產許可證才能進行，并且要確保鋼模的質量。鋼模制作完成后，需要在工廠內進行裝配，然后進行質量檢驗，只有符合工程項目的標準，方能使用。在開始安裝之前，每個鋼制的模板都是按照橋梁墩柱的長度來制作的，只有在裝配的過程中，確保沒有任何問題，方能進行裝配。在安裝工藝中，采用了吊車輔助人工調整的方式，在進行模板的吊裝時，一定要有專門的技術人員監督，整個過程要確保樣板的輕巧和平穩，避免變形。在裝配過程中，要根據預先裝配好的標記進行調節，不得有錯臺，并檢查模板同保護層墊塊之間的縫隙是否完全貼合，兩者之間的距離是否會造成破壞，實施防護措施。在確定了樣板的中軸線和垂直度之后，確定了正確的情況之后，再進行下一步的施工，通常采用攬風繩進行結構的強化。

4.5　混凝土離析現象的防治措施

由于混凝土水灰中摻入過多而導致的混凝土離析情況，可以嚴格控制配合比管理，嚴禁隨意調整配合比用水量，并進行提升坍落度檢測，若坍落程度過高，則拒絕使用。對原材料的檢驗工作進行了嚴格的監控，不合格碎石是禁止進場使用的，并且可以通過砂率改變混凝土比例和粘性。

對于由于過量添加的減水劑而導致的離析現象，可以采取以下措施進行治理：在減水劑中加入一定數量的增稠劑和引氣劑，能改善其粘性，改善抗離析性。在試驗中，在試驗中，混凝土在靜態下有20～30 mm的坍塌度損失（1小時），在實際的生產中，不會出現混凝土的離析現象。

若由于骨料中含有大量的塊狀砂礫而產生的離析問題，則需對混凝土膠結材料進行提高。由于混凝土字高處傾斜高度過大而造成的離析，可以調整其高度，通常情況下，從高處墜落的混凝土的高度不得超過2 m，垂直結構的下墜高度不宜超過3 m，否則可沿著沿斜槽、串筒、溜管或振動溜管下料，可起到緩沖作用。

4.6　施工前的準備工作

在建設之前，要依據橋梁的圖紙，制定詳細的墩柱保護方案和施工程序，并根據相應的施工規程，進行相應的保護措施。若遇到特殊元素，還能在橋梁重要的節點處專門制定有目標的建設規劃。在進行工程之前，工人必須先了解工程的施工方案，也要對每一步的技術狀況進行交流，確保每一道工序都是正確的，同時也要執行好的檢查制度，尤其是在工程施工的后期，要認真地對墩柱進行檢驗，確保質量達標，如果發現有質量的問題，要對項目經理和監理人員進行反映，并及時解決問題。

4.7　混凝土澆筑

橋梁混凝土墩柱的外觀設計與澆筑施工的質量控制密切相關，否則會出現裂縫、麻面、露筋以及水紋等病害。所以，在進行混凝土高處傾落施工時，自由下落高度不能超過2 m。在遇到特別的條件下，當混凝土的自由傾落高度處超過8 m時，工程技術人員必須采用帶有節管的震動串筒，并設置減速裝置。具體而言，就是將2-3個節管內安裝一對振動器裝置，以調整其下落速率。另外，為了保證混凝土振搗的密實性，工人們需要采取分層式的方式來保證每層的厚度都保持一致。例如，可以采用插入式振搗器，將分層澆鑄的厚度控制在30～40 cm之間。注意：在澆筑過程中，必須盡可能地保持連續工作狀態，同時要注意模板、保護層厚度和支架的作用狀態。對于出現的偏移、變形等問題，必須暫停工程，并采取適當的措施，以保證混凝土在凝固之前的結構穩定性。

4.8　鋼筋加工和安裝

墩柱建造離不開施工的鋼筋骨架，其施工設備對橋梁質量具有極其重要影響，施工中對其進行鋼筋的重新處理必須嚴格遵守圖紙，認真核對到的尺寸和型號規格后方可開工，確保制造過程的準確性。在捆扎之前，要準確標記好包頭的位置，可以用墨斗彈進行標記，方便工人捆扎的時候進行定位。根據墩柱表面的大小，利用吊線錘對垂直度進行準確的測量，保證由混凝土結構構成的保護層能夠達到維護橋墩的作用，符合墩柱施工的需要[6]。

5　結束語

綜上所述，混凝土結構作為一種比較普遍的建設材料，它不僅能適應各種建設的需要，而且能展現出美觀、平穩、和諧的施工美感，其外觀質量是衡量工程整體質量的重要一環。基于此，為更好地防治橋梁墩柱混凝土外觀質量存在的缺陷，文中提出具體的應對措施，如對模具采用塑料膜進行包裹，在包裹前和養護的階段內，做好灑水保濕工作，以養護好拆模。同時應用攬風繩加強模版結構的安裝等，并將施工前的準備做好，以此來保證橋梁墩柱混凝土外觀質量。

[1]牛遠清. 橋梁墩柱混凝土外觀質量缺陷及防治措施[J]. 工程技術研究，2021，6(13): 162-163.

[2]周小祥. 鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因及防治措施[J]. 四川混凝土，2021(7): 69-70.

[3]劉俊秀. 鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因及防治措施[J]. 工程機械與維修，2021(1): 128-129.

[4]朱元勰. 探析橋梁墩柱混凝土外觀質量缺陷及防治措施[J]. 甘肅科技縱橫，2020，49(11): 63-66.

[5]周志剛. 鐵路橋梁墩身混凝土裂縫成因及防治措施[J]. 工程技術研究，2020，5(13): 174-175.

[6]劉會球. 橋梁墩身混凝土開裂原因及防治措施[J]. 長沙鐵道學院學報(社會科學版)，2010，11(4): 206-207.

Exploration on the Appearance Quality Defects and Prevention Measures of Bridge Pier Column Concrete

The protection of bridge pier concrete is an important guarantee for ensuring the quality of the bridge, and is also a prerequisite for the joint work of concrete and structure. As an important transportation infrastructure, the quality of the piers and columns in bridge engineering plays an important role in the stability of the structure. To solve this problem, relevant construction personnel should start from the appearance quality issue of bridge pier concrete components, which refers to establishing the causes of surface bleeding rate, sand formation, layered pouring of concrete, and concrete segregation, in order to find construction control methods for appearance quality and fully play the role of bridge pier concrete pier structure.

bridge pier column concrete; quality defects; prevention measures

U445

A

1008-1151(2023)07-0030-03

2023-02-27

江大海（1986－），男，廣西新發展交通集團有限公司工程師，從事工程施工標準化、施工進度、施工質量管理工作。