斜坡混凝土结构缺陷原因及处理措施

2015-07-28阎雪梅曲荣良山东省水利科学研究院山东济南5004荣成市水利局山东荣成64300

山东水利 2015年7期

杜　滨，阎雪梅，曲荣良（.山东省水利科学研究院，山东济南 5004；.荣成市水利局，山东荣成 64300）

斜坡混凝土结构缺陷原因及处理措施

杜滨1，阎雪梅2，曲荣良2
（1.山东省水利科学研究院，山东济南 250014；2.荣成市水利局，山东荣成 264300）

【摘要】斜坡混凝土浇筑困难，表面易产生蜂窝、麻面等质量缺陷。本文介绍了斜坡混凝土产生质量缺陷的原因及处理措施，结合工程实例，提出了避免斜坡混凝土产生缺陷的方法和缺陷处理措施。【关键词】邱家水库；斜坡；混凝土；质量缺陷

对于高速水流工程，特别是溢洪道等构筑物，混凝土表面为过流面，确保其安全运行，必须保证表面平整、光滑。但浇筑面一般为斜坡，在浇筑过程中，由于个别模板拼接不严、模板固定不牢、振捣不到位等原因极易出现超出规范要求的气泡、麻面、蜂窝、错台、挂帘、表面凹凸等质量缺陷，这种缺陷在水流的冲击作用下，将引起局部紊流和分离，产生负压和剧烈的水流脉动，出现空蚀，极易导致结构的破坏。因此，在施工中必须降低混凝土表面缺陷的发生，对有表面质量缺陷的混凝土进行修补和处理。

1　斜坡混凝土出现缺陷的原因

混凝土缺陷是指混凝土配比、水泥强度、浇灌振捣、跑模漏浆等造成的质量隐患，在混凝土浇筑过程中，受混凝土物料、振捣方式、下料方法和模板支力等因素的影响，易出现表面缺陷，斜坡浇筑混凝土问题更为突出，由于斜坡浇筑、振捣、养护都比较困难，即使采取特殊的施工措施，表面缺陷往往也无法避免，主要原因为：

1）现浇混凝土斜面，一般坡比为1∶0.5~1∶1。在浇筑振捣时部分气泡及水分在上升排出过程中遇到外模板的阻碍，附着在斜面外模板上无法排出，导致模板拆除后出现气孔麻面现象，即使采用插入式振捣棒结合附着式振捣器的方式，也无法改善。另外，由于仓面为坡面，混凝土厚度较大（50~80 cm），插入式振捣棒在插入时棒头下垂，极易碰触或卡在下层钢筋网中，造成振捣不到位。

2）仓面混凝土为斜坡，混凝土入仓时极易出现骨料分离现象，即使采取布置斜管下料的方式，由于双层钢筋网的原因，骨料分离现象还是时有发生。

3）混凝土一般在土质、浆砌石护坡背后的回填物及强风化岩等坡面上浇筑，坡面情况导致斜面模板安装设置的内拉锚栓抗拉力不足，即使进行加固，也容易出现受力不均，产生变形。由于内拉锚筋抗拉力不足且不均匀及外支撑为斜撑，在浇筑中会出现模板在接缝处部分跑模现象，导致错台现象的产生。

2　缺陷处理措施

2.1表面抹浆修补

对数量不多的麻面、小蜂窝、露筋、露石的混凝土表面缺陷，可用水泥砂浆抹面修整，处理程序为首先用钢丝刷或高压水对结构表面清洗湿润，然后抹高标号水泥浆，待浆体初凝后加强养护。另外，当表面裂缝较细而数量不多时，可将裂缝处加以冲洗，用水泥浆抹补。

2.2细石混凝土填补

细石混凝土填补主要针对蜂窝比较严重或露筋较深的缺陷处理。处理前应先剔除不密实的混凝土，并用清水冲洗干净，表面充分湿润后，用高一级标号的细石混凝土填补，并振捣密实。补强混凝土水灰比应控制在0.45以内，并掺入1‱水泥用量的铝粉，对比较大的空洞应分层填筑捣实，避免新旧混凝土接触面出现裂缝。

2.3压浆法补强

压浆法是通过压力管对缺陷进行灌浆补强的方法，主要适用于缺陷混凝土不易清除或缺陷较深的构件。施工过程有布孔、钻孔、压浆等。每一灌浆处埋管2根，管径为25mm，一根压浆，一根排气或排出积水，埋管间距50cm左右，灌浆管应用高标号的水泥砂浆固定，并养护3d。在补强混凝土终凝后的第二天，用压浆泵对深部缺陷压浆充填，每一灌浆处压浆2次，第二次在第一次初凝后进行，压浆完毕3d后割除管子并用砂浆填补孔隙，水泥浆水灰比为0.7∶1，灌浆压力为0.7～0.8MPa，稳压时间在2min以上。

2.4化学灌浆修补

化学灌浆是将一定的化学材料用化学灌浆泵等压送设备将其灌入缝隙内，使其渗透、扩散、固化，进行混凝土缺陷补强的技术。环氧树脂是裂缝修补的主要材料，具有较好的抗拉、抗压、抗冲击性能。当缺陷裂缝宽度在0.1mm以上时，可用环氧树脂灌浆修补。修补前混凝土表面必须进行处理，可用钢丝刷清理混凝土表面灰尘浮渣，灌浆压力以保持浆液流畅为主，灌浆后应进行质量检查，对不密实部位及时进行修补。

3　工程实例

3.1工程概况

邱家水库位于荣成市五连河下游，总库容1 190万m3。其溢洪道泄槽长300 m，斜坡坡比1∶1~1∶0.5，坡高6~8m，厚度50~80 cm，10m长分缝。

斜坡为土质边坡和强风化岩边坡，混凝土设计等级为C30F150W 6，双层钢筋。由于浇筑混凝土为斜坡，浇筑难度大，在浇筑过程中采取了以下工程措施。1）混凝土振捣采用插入式振捣棒结合附着式振捣器的方式，在仓面内架设可拆卸多节钢管，振捣棒顺钢管插入的方式进行下棒，保证了振捣到位，无漏振。2）为防止钢筋网过密，造成骨料分离现象，采取了布置斜管下料的方式；3）为防止模板移动变形，在坡面内埋设内拉钢筋，并采用每40cm一道的工字钢，按全斜长布置，工字钢下部锚固在底板上，上部露出护坡顶，然后外拉加固，并且在工字钢下部加设斜向支撑。

3.2工程效果

为防止出现质量缺陷，严格按施工方案进行浇筑、养护。但拆模后发现混凝土面层出现了气泡、麻面和错台等质量缺陷。缺陷统计见表1。

表1护坡坡面混凝土缺陷统计表

护坡坡面气泡、麻面累积面积小于5%，但普遍不规则存在。错台少量出现，累积面积小于5%。虽缺陷较小，对工程质量及安全、使用功能及运行不会产生较大影响，但在高速水流下可能出现空蚀现象，影响结构耐久性。

经分析，缺陷原因主要是：浇筑振捣时部分气泡及水分在上升排出过程中遇到外模板的阻碍，附着在斜面外模板上无法排出；由于仓面为坡面，混凝土厚度较大，插入式振捣棒插入时棒头下垂，出现了振捣不到位，漏振现象。模板内拉锚筋抗拉力不足且不均匀及外支撑为斜撑，在浇筑中出现部分跑模现象，导致了错台现象的产生。

3.3处理措施及效果

缺陷面为溢洪道泄槽，属于过流面，对修补面的要求较高，采用水性环氧树脂砂浆修补的方法进行全面修补。由于水性环氧树脂属于热固性材料，具有极好的附着性、稳定性、耐化学品性及机械强度，可以满足设计要求的强度及提供良好的附着性。在处理之前，先对缺陷表面进行彻底清理凿毛，然后用压力水冲洗干净，最后用水性环氧树脂砂浆进行缺陷修复。

对处理后的缺陷面进行了无损检测，其附着力、表面强度、表面平整度、光滑度均满足要求。