京沪高铁桥梁墩台外观质量控制的探讨

周雪琼，彭海松，赵帅

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都610072)

1 工程概述

京沪高铁水电十局施工段位于DK 439+862.52～DK 455+980处，全长16 km，其中桥梁长约8 km，为双线桥。桥墩将近250个，上部结构为32 m或24 m简支箱形梁，下部结构设计为桩基承台或明挖基础，墩身为双线实体矮墩、单圆柱、空心、流线形圆端实体墩等墩型，墩身高度3～25 m不等。墩身混凝土为C35，承台基础的混凝土强度等级为C30，托盘和顶帽混凝土强度等级为C35，垫石混凝土强度等级为C40(实际施工按C50)。

施工方法主要采用大型定型钢模，拌合站集中拌制混凝土，罐车运输，泵送入仓，插入式振捣器振捣，塑料薄膜包裹养护等。

2 墩台常见的外观质量缺陷

桥墩拆模后狗洞、露筋、烂根、缺棱掉角等缺陷极少，蜂窝也不多。桥梁墩台存在的主要外观质量缺陷为:错台、层印、麻面或表面粗糙不平整、砂线、气泡、水锈铁锈色差、表面花脸现象等，混凝土表面光洁度亦较差，沿线各施工单位不同程度都存在这些缺陷。

3 外观质量缺陷形成的原因

笔者结合该施工段的实际情况，分析了产生外观质量缺陷的主要原因。

3.1 模板方面的原因

(1)模板加工质量差。

工程中所使用的大型钢模均由厂家定做，其设计是否合理、加工质量的好环直接影响到混凝土的外观质量。由于模板质量过差，使安装时间延长，造成模板表面出现生锈，从而影响混凝土表面质量。

另外，模板连接螺栓质量差，如与孔径不匹配、滑丝等，浇筑振捣过程中模板错动;拉杆滑丝、螺母丝扣有损伤，激振过程中出现螺母脱丝等也会形成错台。

(2)模板修整打磨、脱模剂等方面的原因。

模板在使用一段时间变形后未及时校正修理，吊装前对模板除锈、除污不干净，脱模剂(机油)涂刷不到位或过多，涂抹不匀。模板拼装完成后未及时浇灌混凝土，拖延时间过长，模板拼装完成后，遇到雨天未对仓内进行遮盖，致使模板淋雨。

(3)大模板工艺对混凝土外观质量的影响。

由于大模板分块较大，拼缝严密、缝隙较少，致使振捣和水化凝结过程中产生的气泡、泌水难以排出而大量聚集。这种泌水不仅对下层混凝土表面质量有较大影响，而且会稀释上层新入仓混凝土，既对混凝土强度有较大影响，也更加恶化了混凝土表面缺陷。因此而使混凝土表面易形成大量气泡和砂线、麻面。

3.2 混凝土拌合物内在的原因

(1)原材料。

外加剂:外加剂与减水率、混凝土的坍落度及其损失、含气量、泌水率、凝结时间等密切相关。外加剂的减水率较低、混凝土泌水率太大、含气量过大，而且引气剂质量欠佳，给硬化混凝土结构表面造成蜂窝麻面、气泡与砂线。

粗细骨料:粗细骨料的级配好坏、粒径的大小、含泥量的多少以及碱活性都直接影响混凝土的和易性、泌水、色差等，从而影响其外观质量。

粉煤灰:每批次、甚至同一批次的粉煤灰颜色差异非常大，使混凝土表面色差明显。

水泥:有一些水泥厂在磨粉时加入了一些助磨剂，也会给硬化混凝土结构表面造成蜂窝麻面、气泡。

(2)配合比不当。由于混凝土配合比不当，混凝土和易性较差，易产生离析泌水现象。混凝土入模振捣后，大量的气泡和泌水排不出来，导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面、气泡，特别是砂线严重。

3.3 混凝土生产、浇筑工艺及其他外在原因

(1)混凝土的拌合。拌合时间太短，使拌合物和易性差，容易离析泌水;计量的精确度差和不严格的搅拌控制，特别是外加剂掺量的准确与否直接影响混凝土的性能;水的用量对混凝土拌合物的性质影响较大，在实际施工过程中没有考虑气温，温度等因素对拌合物中水分挥发的影响，从而影响了混凝土的拌和质量。

(2)混凝土的运输。在运输过程中，混凝土离析和水份过多散失，运输过程中因路线长、混凝土运到现场后不能及时灌注等原因而影响其含气量、坍落度，从而造成混凝土拌合物性能改变。

(3)混凝土的浇灌。混凝土入仓前，对其含气量及坍落度在施工现场没有进行严格的控制，使不合格的拌合物入仓，影响到混凝土表面质量。

振捣方法不当、振点间距过大、振捣时间过长或不够。

浇筑分层厚度不宜超过300 mm。但在实际施工时，往往浇筑厚度偏厚。

浇筑速度过慢，混凝土浇筑后，模板会因投料和振捣器激振，溅上许多水泥浆或在模板上残留有未清理干净的水泥浆，拆模后在混凝土表面留下白斑点或麻面。如果下料高度太高、浇筑速度太慢，会使情况加重。

(4)拆模与养生。混凝土浇筑完成后、拆模前，由于模板的胀缩、混凝土的收缩，使混凝土表面和模板之间有一定的空隙，在洒水养护时，水渗入空隙中，模板生锈或混凝土产生结晶淅出物，从而在混凝土表面形成锈斑、白斑等花脸现象。

混凝土浇筑完成后，拆模不及时、时间过长、模板表面生锈，致使混凝土表面产生锈斑。

拆模后，由于对墩身采用薄膜包裹养护，且包裹时间较长，模内存在大量汽汗，致使混凝土表面产生印痕、析出结晶体、水锈、白斑、花斑等花脸现象。

(5)其他。环境温度对混凝土结构面层质量的影响亦特别明显。由于气泡内部含有气体，因此，气泡体积变化对环境温度特别敏感，当气泡周围水泥浆体达到一定强度时，再不随气泡体积变化而变化，如果此时正赶上气泡直径最大，势必会给混凝土面层留下小孔洞。

4 外观质量缺陷的预防、控制措施

4.1 模板工艺控制措施

模板设计力求合理，加工制作质量应得到保证。定期修整校正模板，确保模板拼缝处平整度满足规范要求，没有错台;模板拼装完成后及时浇灌混凝土，不可拖延时间过长，防止模板表面生锈;模板拼装完成后，遇到雨天时，要对仓内进行遮盖，避免模板淋雨生锈。

建议对大模板工艺作一些改进，如在每一大块模板的中间按一定的距离留设一定的缝隙(应满足规范要求的宽度)，并定期清理缝隙中的堵塞物，使大模板能像组合钢模一样有良好的排气排水效果，防止混凝土表面出现大量气泡、砂线等缺陷。

4.2 混凝土拌合物的控制措施

每到达一批水泥、外加剂、粗细骨料、外掺料等物资都要有合格证，由试验室按规定取样复检后投入使用。混凝土配合比应与大模板工艺相适应。应多备用几组配合比，以适应不同构件、不同环境等条件时的要求。

4.3 施工工艺及其他方面的控制措施

由试验室对拌合时间做专项试验，使混凝土和易性及各项指标达到最佳。充分考虑气候气温等环境温度对拌合物的影响并及时进行调整。

采用罐车运输，运输过程中采用少装快运、少停留、少倒运等方法来减少混凝土的含气量及坍落度损失。

混凝土入仓前，严格控制混凝土的含气量及坍落度，不合格的拌合物不得入仓。采用合理的振捣方法。如果混凝土离析泌水，必须适时进行复振。严格控制混凝土浇筑的分层厚度及下料高度。

浇筑完的混凝土表面包裹了一层蓄水物质(如麻袋、棉被等)，并用塑料薄膜包裹封闭，对蓄水物质定时注水。冬季施工则按冬季施工要求采取保温措施，直至混凝土的强度达到临界抗冻强度，不得对混凝土洒水，待其达到允许拆模强度后及时拆模。

拆模后，对墩身的养护，在冬季采用包裹养生，其他时段采用加压泵定时向墩身洒水养护。

环境温度改变时，如春秋季节昼夜温差较大，应适当调整配合比、改进振捣方法，以消除其对混凝土外观质量的影响。

5 外观质量缺陷修补工艺

混凝土外观修整是混凝土外观质量控制的最后一关，经过现场研究、实践，最终确定采用以下方法较为适用、方便、经济。

5.1 蜂窝、麻面的修补方法

对于较严重的蜂窝、麻面修补方法。将蜂窝、麻面凿到指定深度，用水、钢丝刷将结合面冲洗干净，先涂刷一层界面水泥浆，之后用黑水泥、白水泥、细砂、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的砂浆，自下而上按照抹灰的方法反复搓动，抹平。修补完成后，保湿养护，待砂浆有一定强度后，用细砂纸将表面打磨平整。

对于轻微的麻面和小蜂窝修补方法。混凝土表面的小麻点对结构无大影响，通常不做处理;如需处理，其方法为:用稀草酸溶液将该处脱模剂油点或污点用毛刷洗净，于修补前用水湿透。之后用黑水泥、白水泥、滑石粉(代替砂子)、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的砂浆，按照漆工刮腻子的方法，将砂浆用刮刀大力压入麻点和蜂窝，随即刮平。修补完成后，保湿养护，待水泥浆达到有一定强度后，用细砂纸将其表面打磨平整。

5.2 砂线的修补方法

用水、钢丝刷将砂线表面的砂子等冲洗干净，保持结合面干净湿润，之后用黑水泥、白水泥、滑石粉、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的砂浆，按照漆工刮腻子的方法，将砂浆用刮刀大力压入砂线，随即刮平。修补完成后，保湿养护，待水泥浆有一定强度后，用细砂纸将其表面打磨平整。

5.3 气泡的修补方法

对于小气泡可不修补，只对较大的气泡进行处理。用黑水泥、白水泥、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的水泥浆，按照漆工刮腻子的方法，将水泥浆用刮刀大力压入气泡，随即刮平;或戴上胶手套，直接用手将水泥将压入气泡。修补完成后，待水泥浆有一定强度后，用细砂纸将表面打磨平整。

5.4 错台修补方法

对于错台高度为5 mm以内的，一般不处理。对于高度大于5 mm的错台，用砂轮机将高出部分打磨平整，再用抛光机抛光处理即可。也可以将表面打磨成表面略低，用水将新茬面冲洗干净，洒水使混凝土结合面充分湿润，再用黑水泥、白水泥、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的水泥浆，自下而上按照漆工刮腻子的方法，反复搓动，抹平。注意一定要非常薄，切忌太厚。修补完成后，待水泥浆有一定强度后，用细砂纸将表面打磨平整。

5.5 层印修补方法

对油脂引起的假分层现象，用砂纸打磨后即可现出混凝土本色。对其它原因造成的混凝土分层，当不影响结构使用时，一般不做处理;需处理时，用黑水泥、白水泥、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的水泥浆粉刷或喷涂。修补完成后，待水泥浆有一定强度后，用细砂纸将其表面打磨平整。

当有软弱夹层影响混凝土结构的整体性时，按照施工缝进行处理:可先将杂物清除，在夹层面造成“八”字型后，用水清洗干净，在潮湿无积水的状态下，再按照蜂窝的修补方法进行处理。

5.6 色差修补方法

色差主要为水锈、铁锈、黑白斑等表面花脸现象。对于油污等脱模剂形成的色斑，用稀草酸溶液将该处脱模剂油点或污点用毛刷洗净即可。对于锈斑、黑斑等其他色斑用细砂纸精心打磨后，即可现出混凝土本身的颜色。对于白斑，一般情况下也可以不做处理。

5.7 孔洞、狗洞的修补方法

将修补部位的不密实混凝土及突出的骨料颗粒凿除，洞口上部向外上斜，用高压水及钢丝刷将基层冲洗干净。修补前，保持结合面湿润。先涂刷一层界面水泥浆，然后用与原混凝土成份一致的高标号水泥砂浆或细石混凝土填补密实，修补时表面略微低于原混凝土面。为避免新旧混凝土接触面上出现裂缝，应掺入水泥用量万分之一的铝粉。

待混凝土达到一定强度后，再用黑水泥、白水泥、801胶水、水调配成与原混凝土色泽一致的水泥浆，按照漆工刮腻子的方法，反复搓动，抹平。修补完成后，待水泥浆有一定强度后，用细砂纸将其表面打磨平整。

6 结语

桥梁墩台混凝土外观质量控制的关键是对施工前期准备阶段及混凝土各施工过程的控制，采取合理有效的措施是获得优良的混凝土外观质量的有力保障。当然，影响桥梁墩台外观质量的因素很多，造成缺陷的原因分析也很复杂，笔者仅就京沪高铁水电十局施工段内较为常见的一些外观质量缺陷有针对性地进行了一些简单分析，并就如何控制进行了一些探讨，对外观质量缺陷的修补工艺进行了一些交流，供类似工程参考。