文/趙光華
公路橋梁工程混凝土質(zhì)量通病表現(xiàn)為多方面,按照橋梁結(jié)構(gòu)分為下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病,如鉆孔灌注樁斷樁;上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病,如表面蜂窩麻面、鋼筋暴露、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造裂縫、梁橋預(yù)拱度偏差、現(xiàn)澆箱梁撓度偏差;橋面鋪裝病害,如橋面鋪裝混凝土質(zhì)量差;附屬設(shè)施質(zhì)量通病,如橋頭跳車(chē)現(xiàn)象。本文主要分析了橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量通病的成因和防治措施。
在公路橋梁工程混凝土施工過(guò)程中產(chǎn)生蜂窩麻面的主要原因是:振搗不密實(shí),混凝土中有多余空氣,混凝土凝結(jié)后就會(huì)產(chǎn)生蜂窩麻面;混凝土配合比不當(dāng),混凝土過(guò)于黏稠,使混凝土在攪拌時(shí)就會(huì)裹入大量氣泡,振搗時(shí)氣泡很難排出;再加上混凝土的和易性比較差,容易產(chǎn)生離析泌水,因此,施工人員在將混凝土倒入模具以后不敢進(jìn)行充分的振搗,一旦模具里面的混凝土有大量的氣泡無(wú)法排出,會(huì)出現(xiàn)砂漿填充不飽滿(mǎn)現(xiàn)象,這些原因都會(huì)導(dǎo)致硬化混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)蜂窩麻面。
在公路橋梁混凝土施工過(guò)程中,墊塊移位、墊塊布置太少或者漏放,就會(huì)導(dǎo)致鋼筋緊貼模板形成鋼筋外露;構(gòu)件結(jié)構(gòu)截面比較小,鋼筋過(guò)密,骨料卡在鋼筋上,這樣就會(huì)造成水泥漿不能夠有效充滿(mǎn)鋼筋周?chē)斐射摻钔饴?;混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生離析,靠模板部位的鋼筋缺漿,或者模板漏漿混凝土的保護(hù)層太小、保護(hù)層處于混凝土漏振、振搗不實(shí);施工過(guò)程中振搗棒撞擊鋼筋、施工人員踩踏鋼筋,使鋼筋位移,造成露筋;此外,混凝土自身黏結(jié)力很強(qiáng),可以將鋼筋握裹住,如果混凝土黏結(jié)性差,在干縮時(shí)也會(huì)產(chǎn)生鋼筋外露現(xiàn)象。
公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造裂縫是在公路橋梁上因?yàn)榉呛溯d等原因產(chǎn)生結(jié)構(gòu)表面裂縫的現(xiàn)象,這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因有:施工過(guò)程中使用的水泥沒(méi)有合格的安定性,導(dǎo)致水泥中骨料含泥量過(guò)大或者骨料為風(fēng)化性材料,會(huì)使?jié)仓蟮幕炷粮稍?表現(xiàn)為抗變形性能差;模板鼓出、模板接頭不當(dāng)或脫模過(guò)早也會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫;基礎(chǔ)與模板支架不均勻下沉?xí)?dǎo)致混凝土澆筑后不久產(chǎn)生較大寬度裂縫,混凝土攪拌時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)裂縫,養(yǎng)護(hù)不及時(shí),會(huì)在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生方向不定的收縮裂縫;公路橋梁施工中大體積混凝土不同的位置產(chǎn)生的溫差比較大,在混凝土凝固時(shí)容易產(chǎn)生收縮力超越極限抗拉的強(qiáng)度,又或是混凝土的內(nèi)外溫差比較大,再加上施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度和混凝土表面的溫差較大,混凝土在收縮與膨脹中引發(fā)裂縫[1]。
當(dāng)相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)澆筑的混凝土進(jìn)行計(jì)算時(shí),主要是以準(zhǔn)確的數(shù)值為依據(jù),并結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。但是因?yàn)椴扇〉挠?jì)算方式較為單一,因此導(dǎo)致獲取的預(yù)拱度值和具體施工環(huán)節(jié)到拱度存在著明顯的差別。針對(duì)預(yù)拱度來(lái)講,由于混凝土強(qiáng)度存在很大差別,彈性模量的穩(wěn)定性較低,因此影響了橋梁預(yù)拱值的準(zhǔn)確性。當(dāng)計(jì)算預(yù)拱值時(shí),受預(yù)算因素和各項(xiàng)條件的影響可能造成預(yù)拱度偏差;懸臂澆筑箱梁的施工合龍時(shí),梁底標(biāo)高誤差超出允許范圍(撓度偏差)是由于橋梁在節(jié)段施工過(guò)程中,立模標(biāo)高計(jì)算時(shí)采用的參考數(shù)據(jù)與施工過(guò)程中實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)有偏差,計(jì)算公式單純的以經(jīng)驗(yàn)公式為主造成的。
為避免蜂窩麻面所造成的影響,需要從以下幾個(gè)方面入手。其一,使用合適外加劑,選用優(yōu)質(zhì)的引氣劑在混凝土中吸收氣泡,氣泡在混凝土中分布比較均勻,在拌制混凝土?xí)r應(yīng)在其中加入消泡劑可以消除其中的氣泡;其二,降低混凝土黏稠度,應(yīng)該根據(jù)比例的規(guī)定適當(dāng)對(duì)混凝土中水灰比、砂率、膠結(jié)的用量、外加劑組分等進(jìn)行調(diào)整,從而達(dá)到對(duì)混凝土黏稠性進(jìn)行一定調(diào)整的目的;其三,加大對(duì)混凝土和易性特征的監(jiān)督控制力度,保證混凝土振搗時(shí)間的合理性,當(dāng)混凝土存在著離析沁水問(wèn)題以后,務(wù)必加強(qiáng)混凝土的處理力度。其四,控制模板表面質(zhì)量和安裝質(zhì)量,對(duì)模板進(jìn)行打磨使表面光潔,模板接頭安裝平順不漏漿,隔離劑涂刷均勻不漏涂。
實(shí)際施工中如果出現(xiàn)蜂窩麻面影響外觀,需要進(jìn)行處理,如果蜂窩麻面比較小,利用水泥漿進(jìn)行修補(bǔ),如果面積比較大,可采用砂漿進(jìn)行修補(bǔ)并用磨光機(jī)砂輪片打磨平整。
避免鋼筋暴露,需要嚴(yán)格按照公路橋梁施工流程加以施工,確保墊塊厚度,按設(shè)計(jì)要求明確墊塊位置、數(shù)量和間距,控制保護(hù)層厚度不小于2cm。除此之外,在振搗過(guò)程中要避免振搗棒撞擊鋼筋、施工人員踩踏鋼筋,使鋼筋位移,及時(shí)清理出卡住鋼筋的粗顆粒石子,混凝土澆筑過(guò)程中要經(jīng)常檢查模板,對(duì)于模板移動(dòng)、接縫漏漿要及時(shí)處理,不得對(duì)模板造成沖擊。
混凝土裂縫是工程中常見(jiàn)病害,需要從以下方面進(jìn)行防治:
在施工過(guò)程中應(yīng)該盡量選用優(yōu)質(zhì)的水泥基,做好混凝土配合比的設(shè)計(jì)工作,保持相應(yīng)的比例。適當(dāng)添加有關(guān)的粉煤灰和緩凝劑,在各項(xiàng)設(shè)計(jì)條件以及施工環(huán)境均與基本工作需求相符合的現(xiàn)狀下,使用較小的水膠比在施工期間要降低水化熱,選取早期水化熱較低的水泥,在保證強(qiáng)度的情況下,盡可能地降低水泥使用量。
保持基礎(chǔ)和模板支架強(qiáng)度,穩(wěn)定性剛度,在兩者之間還必須采取合理的措施,以免施工期間發(fā)生不良的支架沉降或者模板沉降等問(wèn)題導(dǎo)致較早的脫模。
要避免混凝土攪拌很長(zhǎng)時(shí)間后才使用,以防泌水現(xiàn)象發(fā)生?;炷翝仓r(shí)要振搗充分,混凝土澆筑后要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。在通過(guò)冷卻水管進(jìn)行用水蓄水保溫養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)該盡量保持養(yǎng)護(hù)水溫和混凝土表面的溫差不大于15℃。同時(shí),在使用硅酸鹽水泥或者普通的硅酸鹽水泥時(shí),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14℃,其他品種水泥養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于21℃。在寒冷天氣或氣溫驟降天氣澆筑混凝土,應(yīng)對(duì)外部進(jìn)行覆蓋保溫并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間[2]。
嚴(yán)格控制施工期間的溫度,對(duì)混合料進(jìn)行攪拌的時(shí)候,要盡量控制混合料的出料溫度,避免出現(xiàn)溫度過(guò)高或者過(guò)低的狀況,不能在中午高溫階段進(jìn)行澆筑混凝土工作。在選用大體積的混凝土作業(yè)時(shí),應(yīng)該優(yōu)先選取礦渣水泥等低水化的熱水泥進(jìn)行工作,并使用分層以及分塊澆筑等多種方式,于氣溫較低時(shí)進(jìn)行澆筑,分層的厚度不大于30cm,分塊尺寸宜根據(jù)澆筑能力設(shè)置,以此提升散熱的效率。澆筑大體積混凝土?xí)r按照“內(nèi)降外保”的原則,及時(shí)使用遮陽(yáng)涼棚以及冷卻水管等方法,減少混凝土水化熱和推遲水化熱峰值等現(xiàn)象的出現(xiàn),并對(duì)內(nèi)外溫度進(jìn)行控制,使中心和表面溫差控制在25℃左右,表面溫度和大氣溫度差控制在20℃以?xún)?nèi),同一結(jié)構(gòu)的不同位置,溫度差控制符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
施工單位要把好材料關(guān),強(qiáng)化混凝土質(zhì)量控制力度,增強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)人員職責(zé),做好各罐材料的檢查,堅(jiān)決退回還不符合質(zhì)量要求的混凝土材料。在現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土,需要嚴(yán)格按照配合比生產(chǎn),控制攪拌時(shí)間,專(zhuān)職檢驗(yàn)人員加強(qiáng)檢查。此外,還應(yīng)從以下方面控制預(yù)拱度、撓度偏差:
提高支架基礎(chǔ)、支架及模板施工質(zhì)量,提高掛籃等懸臂澆筑設(shè)施安裝組拼質(zhì)量,并按要求進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)或者是加載試驗(yàn),消除非彈力的變形現(xiàn)象,并向監(jiān)測(cè)人員以及施工人員提供非彈性變形的數(shù)值。確保模板的標(biāo)高偏差控制在允許范圍內(nèi),使上部結(jié)構(gòu)在支架或掛籃拆除后能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的外形。
設(shè)立合適的觀測(cè)點(diǎn)以及相對(duì)坐標(biāo)系,并以此為標(biāo)準(zhǔn),建立相對(duì)的坐標(biāo)控制立模標(biāo)高值,使檢測(cè)人員能夠在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中對(duì)斷面的標(biāo)高值進(jìn)行及時(shí)的采集和觀測(cè)并及時(shí)提供給監(jiān)控人員。
加強(qiáng)施工過(guò)程控制。嚴(yán)格控制施工過(guò)程中不平衡荷載的分布及大小,并且應(yīng)該對(duì)預(yù)拱度偏差值及時(shí)調(diào)整;嚴(yán)格控制在張拉時(shí)混凝土的強(qiáng)度,保證混凝土強(qiáng)度能夠與梁段同條件養(yǎng)護(hù),在制梁時(shí)施工人員還需要及時(shí)對(duì)混凝土彈性模量進(jìn)行控制,存梁時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)且不同預(yù)制梁齡期不應(yīng)相差太大;除此之外,還嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力筋在梁體結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的位置,控制張拉時(shí)的應(yīng)力值。
大體積混凝土梁段澆筑時(shí),應(yīng)該在梁體上使用溫度觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的溫度監(jiān)測(cè),這樣能夠及時(shí)把握梁段截面的內(nèi)外溫差以及梁斷截面的溫度分布狀況,可以獲得更加準(zhǔn)確的溫度變化規(guī)律。
加強(qiáng)檢測(cè),對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行積極的反饋調(diào)整。首先,可以在箱梁的底板布置測(cè)點(diǎn),在一天內(nèi)對(duì)溫度變化較小的時(shí)段進(jìn)行測(cè)量,在測(cè)立模、混凝土澆筑前和混凝土澆筑后以及預(yù)應(yīng)力束張拉前和預(yù)應(yīng)力張拉后應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)高;在梁體內(nèi)布置測(cè)試的斷面和測(cè)點(diǎn),在公路橋梁施工過(guò)程中,及時(shí)測(cè)試截面的應(yīng)力變化與應(yīng)力的分布,以便能夠及時(shí)對(duì)各施工階段被測(cè)梁段或梁體的應(yīng)力值進(jìn)行測(cè)量,是否與計(jì)算數(shù)值及分析相吻合。
混凝土施工質(zhì)量對(duì)公路橋梁工程質(zhì)量有著直接性的影響,施工單位要提高認(rèn)識(shí),加強(qiáng)對(duì)混凝土施工作業(yè)的重視程度,全面探究產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的成因,積極主動(dòng)落實(shí)防治措施,對(duì)施工方案應(yīng)該進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整優(yōu)化,選擇物美價(jià)廉的原材料,在遵循施工規(guī)范和要求的前提條件下,盡快實(shí)施混凝土施工作業(yè),以此達(dá)到公路橋梁安全運(yùn)行的目的。