論土建施工中清水混凝土技術(shù)的應(yīng)用

章 睿 韓沙桐

（中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300222）

清水混凝土施工技術(shù)是一種具有極高環(huán)保價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的施工技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代土建工程建設(shè)中。建設(shè)單位必須根據(jù)工程實(shí)際要求，深入研究清水混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)，合理制定施工方案，從而在保證施工質(zhì)量的前提下，節(jié)約工程成本，提高工程施工進(jìn)度。

1 清水混凝土施工技術(shù)概述

在土建工程中，清水混凝土技術(shù)實(shí)施主要以已成型固化的混凝土部分作為整體效果基礎(chǔ)，使現(xiàn)澆施工操作一次完成。其作業(yè)完成后表面具備一定的裝飾效果，無(wú)需再實(shí)施其他裝飾操作，只需按照實(shí)際工程要求，在成型混凝土表層涂抹相應(yīng)的保護(hù)劑進(jìn)行裝飾和保護(hù)，以保證混凝土表面的平滑性和完整性。相比傳統(tǒng)施工方式，清水混凝土施工技術(shù)不僅可節(jié)約大量的施工建筑材料，延長(zhǎng)建筑使用年限，還能起到一定的綠色環(huán)保作用，屬于一種經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性極強(qiáng)的現(xiàn)代工程施工技術(shù)。

2 清水混凝土技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 修補(bǔ)工藝選型

目前，我國(guó)土建工程類型與規(guī)模多種多樣，整體施工環(huán)境各有不同。因此，在實(shí)施清水混凝土技術(shù)時(shí)，必須根據(jù)具體工程要求和施工環(huán)境，制定合理的施工方案和工藝參數(shù)。針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)方面，必須根據(jù)具體結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)，靈活運(yùn)用各種方法進(jìn)行修補(bǔ)?，F(xiàn)階段，土建工程施工中，最常用的清水混凝土修補(bǔ)施工工藝與技術(shù)如下：第一，整體著色修補(bǔ)。該修補(bǔ)方式多用于混凝土結(jié)構(gòu)存在較大色差、且蜂窩麻面現(xiàn)象較為嚴(yán)重的土建工程。第二，純透明修補(bǔ)。該修補(bǔ)方式多用于對(duì)混凝土外觀質(zhì)量要求較高的土建工程，其主要作用是提高混凝土結(jié)構(gòu)表面整體清水質(zhì)感。第三，局部透明修補(bǔ)。該修補(bǔ)方式可有效降低混凝土區(qū)域表面瑕疵，多用于要求保留清水質(zhì)感的土建工程項(xiàng)目。第四，仿清水工藝。其主要適用于漏漿現(xiàn)象較為嚴(yán)重且清水澆筑質(zhì)量相對(duì)較差的工程，還可用于大部分非清水混凝土工程。

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)清水混凝土材料工藝配合比，必須詳細(xì)分析其最終成型效果，再根據(jù)具體工程構(gòu)件特點(diǎn)進(jìn)行。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制制作混凝土的各項(xiàng)施工材料性能和質(zhì)量。例如，必須嚴(yán)格控制中砂材料的含泥量，嚴(yán)禁材料中混入其他雜質(zhì)。較大體量混凝土構(gòu)件作業(yè)時(shí)，需適當(dāng)降低水泥材料用量，并適當(dāng)添加減水劑、早強(qiáng)劑等外加劑，從而最大限度降低混凝土的水化熱作用。凝固期間有效控制混凝土構(gòu)件溫度，可有效減少裂縫、麻面等不良現(xiàn)象。另外，必須嚴(yán)格控制混凝土攪拌用水量，保證混凝土塌落度符合工程項(xiàng)目要求。

2.3 混凝土澆筑與振搗

清水混凝土施工技術(shù)實(shí)施最明顯的特點(diǎn)是一次性澆筑作業(yè)后，無(wú)需進(jìn)行任何裝飾操作，但也因此對(duì)整體澆筑施工的施工質(zhì)量要求極高。在開(kāi)始澆筑作業(yè)前，應(yīng)嚴(yán)格檢查支模性能和質(zhì)量，保證模板每處縫隙加密銜接，同時(shí)，做好內(nèi)部模板清理工作，避免內(nèi)部存在雜物和積水。通常采用分層的方式實(shí)施澆筑作業(yè)，將標(biāo)尺進(jìn)行分層設(shè)置，使每層澆筑厚度保持在400mm 左右（具體可根據(jù)工程實(shí)際情況而定）。實(shí)施澆筑作業(yè)時(shí)，必須在各種接縫構(gòu)件兩側(cè)區(qū)域同時(shí)進(jìn)行振搗和下料操作，通常選擇高頻振搗棒作為主要振搗工具。大部分工程施工中，混凝土第一層下料時(shí)，必須限定振搗時(shí)長(zhǎng)在20s 以內(nèi)，以避免振搗強(qiáng)度過(guò)大造成跑漿、漏漿現(xiàn)象。另外，每層振搗時(shí)長(zhǎng)必須保持在30s 左右，插入深度應(yīng)視工程情況而定，并以快插慢拔的原則實(shí)施振搗操作，嚴(yán)禁振搗過(guò)程中振搗棒與模板接觸。梁板環(huán)節(jié)可采用灌漿法進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，先將梁體澆筑成型，再根據(jù)具體高度，以階梯形分成3 次澆筑，從而提高板體和梁體的穩(wěn)定性。需要注意的是，第一層混凝土澆筑下料時(shí)，必須盡量減慢下料速度，保證梁底部分完全振搗密實(shí)后，再實(shí)施振搗與澆筑作業(yè)。

2.4 養(yǎng)護(hù)

因清水混凝土施工技術(shù)更加側(cè)重于一次成型，且無(wú)需二次裝飾作業(yè)，因此，如何保證整體施工作業(yè)效果成為現(xiàn)代工程人員最關(guān)注的話題。在完成混凝土拆模與澆筑工作后，對(duì)已成型混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)工作顯得極其重要。不同環(huán)境與構(gòu)件澆筑的清水混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)方式不同，如澆筑完成的混凝土柱，通常要求其抗壓強(qiáng)度提升至1.2MPa后，方可拆模，且在拆模工作完成后，必須及時(shí)采用塑料布進(jìn)行包裹、防護(hù)，待養(yǎng)護(hù)齡期超過(guò)7d后，方可拆除防護(hù)層。若施工期間環(huán)境溫度較高，需在柱體頂端適當(dāng)位置懸掛水袋，實(shí)施水養(yǎng)操作，進(jìn)而提高整體混凝土養(yǎng)護(hù)效果。

3 實(shí)例分析

3.1 工程概況

以某市地鐵土建工程項(xiàng)目為例，該工程整體線路由東向西，經(jīng)多個(gè)城市繁華路段，采用清水混凝土施工部分主要為A、B 兩段。A 段建設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度為441m，需在該路段高架橋梁下方布設(shè)13 個(gè)混凝土墩柱和1 個(gè)一字形橋臺(tái)；B 段建設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度為358m，需在該路段高架橋梁下方布設(shè)10 個(gè)混凝土墩柱，使整體橋墩以花瓣式呈現(xiàn)。

3.2 原材料及配合比試驗(yàn)

3.2.1 原材料

案例工程的清水混凝土原材料選用必須符合工程要求和相關(guān)法律規(guī)定，保證整體工程項(xiàng)目不會(huì)因建筑材料性能影響施工質(zhì)量。為杜絕混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)域產(chǎn)生色差問(wèn)題，原材料采購(gòu)與使用應(yīng)符合以下要求：第一，基于項(xiàng)目要求，將水泥材料設(shè)定為P·O42.5 及以上強(qiáng)度等級(jí)，嚴(yán)格審查水泥供應(yīng)商，保證材料質(zhì)量。第二，應(yīng)以活性非堿性骨料作為本案例項(xiàng)目的主要骨料材料，原因在于此類骨料顏色均勻、配置合理，其所對(duì)應(yīng)的針片狀顆粒低于10%、泥塊含量低于0.3%、含泥量低于0.7%。細(xì)骨料材料選擇應(yīng)以河砂為主，并保證其細(xì)度模數(shù)處于2.4～3.0 之間，且泥塊含量低于0.5%、含泥量低于1%。細(xì)骨料、骨料材料存儲(chǔ)時(shí)，應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)存儲(chǔ)方式和存儲(chǔ)環(huán)境，以保證骨料材料檢測(cè)的真實(shí)性與合理性，待骨料檢測(cè)合格后，方可進(jìn)倉(cāng)管理。第三，必須保證全部原材料的使用不會(huì)影響最終混凝土成型效果，拌和物和易性必須符合混凝土制作要求。第四，需將水泥罐單獨(dú)布設(shè)于預(yù)拌混凝土站附近指定位置，同時(shí)，做好灌裝水泥各項(xiàng)性能參數(shù)的檢測(cè)工作，從而保證灌裝水泥各項(xiàng)性能符合工程項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 混凝土配合比參數(shù)

本案例墩柱部分為C40 設(shè)計(jì)強(qiáng)度。為提高清水混凝土各項(xiàng)原料比例的科學(xué)性與合理性，相關(guān)人員必須基于工程項(xiàng)目強(qiáng)度要求進(jìn)行配合比計(jì)算，通常會(huì)從6 組不同測(cè)試數(shù)據(jù)中選出2 組，再經(jīng)多次優(yōu)化試驗(yàn)后，確定最終混凝土配合比工藝參數(shù)。本案例項(xiàng)目試驗(yàn)計(jì)算后，最終確定將混凝土配合比含砂率設(shè)計(jì)為42%，水膠比參數(shù)設(shè)計(jì)為0.41，膠凝密度設(shè)計(jì)為400kg/m3。除此之外，將大小石子比例設(shè)計(jì)為3:1，采用高能減水劑作為外加劑，混凝土塌落度設(shè)定在140～180mm 之間，并結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際要求進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，從而保證整體清水混凝土結(jié)構(gòu)施工效率和施工質(zhì)量。

3.3 模板選型與脫模劑涂刷工藝

3.3.1 模板選型

固定、拼裝是清水凝土施工模板制作的重點(diǎn)內(nèi)容，要求相關(guān)人員對(duì)多家供應(yīng)商進(jìn)行對(duì)比和考察后，根據(jù)模板床架規(guī)格采購(gòu)適合工程施工的酸洗鋼板材料，根據(jù)實(shí)際施工情況，處理模板拼裝期間的不平整錯(cuò)臺(tái)部分。模板接縫部分硬化處理后，應(yīng)使用細(xì)砂輪等設(shè)備進(jìn)行整體打磨和整平處理，并制定嚴(yán)格的模板檢查與驗(yàn)收規(guī)范。整體模板制作檢驗(yàn)方法和允許尺寸偏差見(jiàn)表1。

表1 模板檢驗(yàn)方法與允許偏差

3.3.2 脫模劑涂刷工藝

為更好地保證清水混凝土成型后表面的平整度和美觀度，相關(guān)人員應(yīng)綜合分析底板蠟、消泡劑、脫模漆與液壓油脫模方式，從中選擇最佳脫模方式。經(jīng)一系列實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，使用液壓油脫模時(shí)，成型混凝土表面會(huì)出現(xiàn)不同程度的氣泡現(xiàn)象，且會(huì)產(chǎn)生大面積黑色斑點(diǎn)，加重表面色差；結(jié)合采用地板蠟與消泡劑方式時(shí)，混凝土表面氣泡量并未減少，色差也未降低，相比液壓油無(wú)明顯區(qū)別；采用脫模漆脫模后，混凝土表面色差明顯減弱，幾乎無(wú)氣泡出現(xiàn)，整體美化效果較為明顯。因此，本案例工程清水混凝土結(jié)構(gòu)施工采用脫模漆作為主要脫模材料，以有效保證實(shí)際脫模過(guò)程中不會(huì)對(duì)墩柱造成損傷和破壞。經(jīng)一系列試驗(yàn)研究決定，脫模漆整體設(shè)計(jì)量為9m3/kg，總使用次數(shù)為2 次，使鋼模板處理后產(chǎn)生一層薄膜，從而保證整體墩身的光滑度與美觀度。另外，因脫模劑屬于一種較為常見(jiàn)的反應(yīng)性脫模涂料，涂料性能的好壞直接影響整體脫模工序乃至工程施工質(zhì)量。

3.4 鋼筋模板與支架安裝

3.4.1 保護(hù)層厚度控制及鋼筋制作

定位、預(yù)留鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用雙向外側(cè)鋼管與中心樁相互結(jié)合的方式綁扎鋼筋柱。同時(shí)，應(yīng)利用高壓水槍全面清理附著于預(yù)留鋼筋表面的水泥凈漿，保證其外部干凈整潔。鋼筋保護(hù)層墊塊厚度設(shè)計(jì)是否合理，將直接影響墩柱鋼筋實(shí)際綁扎效果。本案例工程經(jīng)一系列研究分析，將混凝土墊塊厚度設(shè)計(jì)為4cm，并以梅花形呈現(xiàn)，再采用點(diǎn)接觸處理方法，將模板與墊塊緊密結(jié)合，以保證扎絲捆扎的穩(wěn)固性，使扎絲頭全部固定于墩柱結(jié)構(gòu)內(nèi)部，最后實(shí)施預(yù)制鋼筋加工，在加工廠區(qū)內(nèi)批量制作鋼筋。

3.4.2 支架及模板安裝

使用脫模劑安裝鋼模板，進(jìn)行光滑打磨處理后，實(shí)施拼裝作業(yè)，并根據(jù)相關(guān)要求全面檢測(cè)拼裝質(zhì)量，保證拼裝成型后的模板平整度及尺寸滿足工程項(xiàng)目規(guī)范要求。打磨鋼模板工作完成后，其表面會(huì)形成一種特有的金屬光澤，之后便可運(yùn)用汽車膩?zhàn)蛹庸?、處理部分不平整的鋼模板接縫位置，從而保證整體接縫面的光滑性和平整性。完成鋼筋制作后，需拼裝全部立柱鋼模板，同時(shí)，將2mm 厚的海綿體布設(shè)在各個(gè)鋼模板縫隙位置，以杜絕漏漿現(xiàn)象發(fā)生。除此之外，應(yīng)根據(jù)墨線標(biāo)注區(qū)域情況，使用電鉆進(jìn)行打孔操作，將鋼筋固定于立柱邊線與軸線交叉區(qū)域，從而提高鋼模板安裝的科學(xué)性與合理性。待上述工序完成后，需在模板外側(cè)涂抹厚度適合的砂漿，以降低漏漿風(fēng)險(xiǎn)。具體模板樁檢驗(yàn)方法與允許偏差見(jiàn)表2。

表2 模板檢驗(yàn)方法與允許偏差

3.5 清水混凝土實(shí)驗(yàn)墩施工工藝

3.5.1 清水混凝土澆筑與振搗

本案例項(xiàng)目主要采用分層法實(shí)施混凝土振搗工作，因高頻振動(dòng)棒下沉速度較快，應(yīng)合理使用，以精確掌握雙面膠標(biāo)識(shí)的具體位置信息，并合理控制和調(diào)整單次振搗時(shí)間。為有效提高清水混凝土施工振搗質(zhì)量和效果，應(yīng)將其布設(shè)在墩柱頂附近區(qū)域合理位置，同時(shí)，做好鋼筋網(wǎng)片的固定和安裝。在具體實(shí)施過(guò)程中，必須保證振搗作業(yè)的均勻性與連續(xù)性，全面杜絕過(guò)振和漏振現(xiàn)象。除此之外，應(yīng)根據(jù)工程具體情況，合理控制振搗時(shí)機(jī)與振搗時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)鋼筋網(wǎng)片深入內(nèi)部超過(guò)9cm 時(shí)，可對(duì)其實(shí)施銜接處理。清水混凝土振搗澆筑詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 清水混凝土振搗澆筑工藝參數(shù)

3.5.2 混凝土養(yǎng)護(hù)與成品驗(yàn)收

墩身混凝土結(jié)構(gòu)施工階段，需在整體澆筑作業(yè)完成后，使用塑料薄膜等材料實(shí)施全面養(yǎng)護(hù)。通常會(huì)在柱頂區(qū)域布設(shè)護(hù)水箱，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)進(jìn)行水養(yǎng)。同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)期間時(shí)刻關(guān)注成型混凝土內(nèi)、外溫差，確保其不超過(guò)25℃，并派遣專門人員進(jìn)行定期檢測(cè)和管理。應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境溫度和空氣濕度變化狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在各階段澆筑開(kāi)始前，使用塑料薄膜包裝處理已成型的混凝土，從而增強(qiáng)混凝土實(shí)際養(yǎng)護(hù)效果。全部工序完成后，需進(jìn)行嚴(yán)格的成品驗(yàn)收工作。本案例工程經(jīng)過(guò)系統(tǒng)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，工程已成型混凝土墩柱外部顏色均勻、光滑平整、棱角分明、軸線垂直且尺寸精確，在10cm2混凝土結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)產(chǎn)生的氣泡低于5 個(gè)，氣泡最大直徑低于2mm，平整度高度差低于1mm，完全符合工程項(xiàng)目施工要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，清水混凝土技術(shù)在現(xiàn)代土建工程中應(yīng)用頻率逐漸增高，但在實(shí)際工程施工中仍然存在很多問(wèn)題。因此，施工管理人員必須結(jié)合自身工程管理經(jīng)驗(yàn)，合理利用各種現(xiàn)代技術(shù)，綜合分析可能影響清水混凝土施工的各種因素，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以進(jìn)一步提高土建工程施工效率與施工質(zhì)量。