公路桥梁混凝土质量通病成因及防治措施

2020-01-05赵光华

运输经理世界 2020年16期

文/赵光华

1 公路桥梁混凝土质量通病的类型

公路桥梁工程混凝土质量通病表现为多方面，按照桥梁结构分为下部结构质量通病，如钻孔灌注桩断桩；上部结构质量通病，如表面蜂窝麻面、钢筋暴露、混凝土结构构造裂缝、梁桥预拱度偏差、现浇箱梁挠度偏差；桥面铺装病害，如桥面铺装混凝土质量差；附属设施质量通病，如桥头跳车现象。本文主要分析了桥梁上部结构混凝土质量通病的成因和防治措施。

1.1 蜂窝麻面

在公路桥梁工程混凝土施工过程中产生蜂窝麻面的主要原因是：振捣不密实，混凝土中有多余空气，混凝土凝结后就会产生蜂窝麻面；混凝土配合比不当，混凝土过于黏稠，使混凝土在搅拌时就会裹入大量气泡，振捣时气泡很难排出；再加上混凝土的和易性比较差，容易产生离析泌水，因此，施工人员在将混凝土倒入模具以后不敢进行充分的振捣，一旦模具里面的混凝土有大量的气泡无法排出，会出现砂浆填充不饱满现象，这些原因都会导致硬化混凝土结构表面出现蜂窝麻面。

1.2 钢筋暴露

在公路桥梁混凝土施工过程中，垫块移位、垫块布置太少或者漏放，就会导致钢筋紧贴模板形成钢筋外露；构件结构截面比较小，钢筋过密，骨料卡在钢筋上，这样就会造成水泥浆不能够有效充满钢筋周围，造成钢筋外露；混凝土浇筑过程中产生离析，靠模板部位的钢筋缺浆，或者模板漏浆混凝土的保护层太小、保护层处于混凝土漏振、振捣不实；施工过程中振捣棒撞击钢筋、施工人员踩踏钢筋，使钢筋位移，造成露筋；此外，混凝土自身黏结力很强，可以将钢筋握裹住，如果混凝土黏结性差，在干缩时也会产生钢筋外露现象。

1.3 混凝土的构造裂缝

公路桥梁混凝土结构的构造裂缝是在公路桥梁上因为非核载等原因产生结构表面裂缝的现象，这一现象产生的主要原因有：施工过程中使用的水泥没有合格的安定性，导致水泥中骨料含泥量过大或者骨料为风化性材料，会使浇筑后的混凝土干燥,表现为抗变形性能差；模板鼓出、模板接头不当或脱模过早也会使混凝土产生裂缝；基础与模板支架不均匀下沉会导致混凝土浇筑后不久产生较大宽度裂缝，混凝土搅拌时间和运输时间过长会导致整个结构表面产裂缝，养护不及时，会在结构表面产生方向不定的收缩裂缝；公路桥梁施工中大体积混凝土不同的位置产生的温差比较大，在混凝土凝固时容易产生收缩力超越极限抗拉的强度，又或是混凝土的内外温差比较大，再加上施工现场的环境温度和混凝土表面的温差较大，混凝土在收缩与膨胀中引发裂缝[1]。

1.4 梁桥预拱度、挠度偏差

当相关人员对现浇筑的混凝土进行计算时，主要是以准确的数值为依据，并结合相关经验进行。但是因为采取的计算方式较为单一，因此导致获取的预拱度值和具体施工环节到拱度存在着明显的差别。针对预拱度来讲，由于混凝土强度存在很大差别，弹性模量的稳定性较低，因此影响了桥梁预拱值的准确性。当计算预拱值时，受预算因素和各项条件的影响可能造成预拱度偏差；悬臂浇筑箱梁的施工合龙时，梁底标高误差超出允许范围（挠度偏差）是由于桥梁在节段施工过程中，立模标高计算时采用的参考数据与施工过程中实际测量的数据有偏差，计算公式单纯的以经验公式为主造成的。

2 公路桥梁混凝土质量通病防治措施

2.1 蜂窝麻面的防治措施

为避免蜂窝麻面所造成的影响，需要从以下几个方面入手。其一，使用合适外加剂，选用优质的引气剂在混凝土中吸收气泡，气泡在混凝土中分布比较均匀，在拌制混凝土时应在其中加入消泡剂可以消除其中的气泡；其二，降低混凝土黏稠度，应该根据比例的规定适当对混凝土中水灰比、砂率、胶结的用量、外加剂组分等进行调整，从而达到对混凝土黏稠性进行一定调整的目的；其三，加大对混凝土和易性特征的监督控制力度，保证混凝土振捣时间的合理性，当混凝土存在着离析沁水问题以后，务必加强混凝土的处理力度。其四，控制模板表面质量和安装质量，对模板进行打磨使表面光洁，模板接头安装平顺不漏浆，隔离剂涂刷均匀不漏涂。

实际施工中如果出现蜂窝麻面影响外观，需要进行处理，如果蜂窝麻面比较小，利用水泥浆进行修补，如果面积比较大，可采用砂浆进行修补并用磨光机砂轮片打磨平整。

2.2 钢筋暴露的防治措施

避免钢筋暴露，需要严格按照公路桥梁施工流程加以施工，确保垫块厚度，按设计要求明确垫块位置、数量和间距，控制保护层厚度不小于2cm。除此之外，在振捣过程中要避免振捣棒撞击钢筋、施工人员踩踏钢筋，使钢筋位移，及时清理出卡住钢筋的粗颗粒石子，混凝土浇筑过程中要经常检查模板，对于模板移动、接缝漏浆要及时处理，不得对模板造成冲击。

2.3 构造裂缝的防治措施

混凝土裂缝是工程中常见病害，需要从以下方面进行防治：

在施工过程中应该尽量选用优质的水泥基，做好混凝土配合比的设计工作，保持相应的比例。适当添加有关的粉煤灰和缓凝剂，在各项设计条件以及施工环境均与基本工作需求相符合的现状下，使用较小的水胶比在施工期间要降低水化热，选取早期水化热较低的水泥，在保证强度的情况下，尽可能地降低水泥使用量。

保持基础和模板支架强度，稳定性刚度，在两者之间还必须采取合理的措施，以免施工期间发生不良的支架沉降或者模板沉降等问题导致较早的脱模。

要避免混凝土搅拌很长时间后才使用，以防泌水现象发生。混凝土浇筑时要振捣充分，混凝土浇筑后要加强养护。在通过冷却水管进行用水蓄水保温养护时，应该尽量保持养护水温和混凝土表面的温差不大于15℃。同时，在使用硅酸盐水泥或者普通的硅酸盐水泥时，养护时间不少于14℃，其他品种水泥养护时间不少于21℃。在寒冷天气或气温骤降天气浇筑混凝土，应对外部进行覆盖保温并适当延长养护时间[2]。

严格控制施工期间的温度，对混合料进行搅拌的时候，要尽量控制混合料的出料温度，避免出现温度过高或者过低的状况，不能在中午高温阶段进行浇筑混凝土工作。在选用大体积的混凝土作业时，应该优先选取矿渣水泥等低水化的热水泥进行工作，并使用分层以及分块浇筑等多种方式，于气温较低时进行浇筑，分层的厚度不大于30cm，分块尺寸宜根据浇筑能力设置，以此提升散热的效率。浇筑大体积混凝土时按照“内降外保”的原则，及时使用遮阳凉棚以及冷却水管等方法，减少混凝土水化热和推迟水化热峰值等现象的出现，并对内外温度进行控制，使中心和表面温差控制在25℃左右，表面温度和大气温度差控制在20℃以内，同一结构的不同位置，温度差控制符合设计及规范要求。

2.4 梁桥预拱度、挠度偏差防治措施

施工单位要把好材料关，强化混凝土质量控制力度，增强质量检验人员职责，做好各罐材料的检查，坚决退回还不符合质量要求的混凝土材料。在现场搅拌混凝土，需要严格按照配合比生产，控制搅拌时间，专职检验人员加强检查。此外，还应从以下方面控制预拱度、挠度偏差：

提高支架基础、支架及模板施工质量，提高挂篮等悬臂浇筑设施安装组拼质量，并按要求进行预压试验或者是加载试验，消除非弹力的变形现象，并向监测人员以及施工人员提供非弹性变形的数值。确保模板的标高偏差控制在允许范围内，使上部结构在支架或挂篮拆除后能达到设计规定的外形。

设立合适的观测点以及相对坐标系，并以此为标准，建立相对的坐标控制立模标高值，使检测人员能够在现场施工过程中对断面的标高值进行及时的采集和观测并及时提供给监控人员。

加强施工过程控制。严格控制施工过程中不平衡荷载的分布及大小，并且应该对预拱度偏差值及时调整；严格控制在张拉时混凝土的强度，保证混凝土强度能够与梁段同条件养护，在制梁时施工人员还需要及时对混凝土弹性模量进行控制，存梁时间不宜过长且不同预制梁龄期不应相差太大；除此之外，还严格控制预应力筋在梁体结构中对应的位置，控制张拉时的应力值。

大体积混凝土梁段浇筑时，应该在梁体上使用温度观测点进行相应的温度监测，这样能够及时把握梁段截面的内外温差以及梁断截面的温度分布状况，可以获得更加准确的温度变化规律。

加强检测，对发现的问题进行积极的反馈调整。首先，可以在箱梁的底板布置测点，在一天内对温度变化较小的时段进行测量，在测立模、混凝土浇筑前和混凝土浇筑后以及预应力束张拉前和预应力张拉后应该进行标高；在梁体内布置测试的断面和测点，在公路桥梁施工过程中，及时测试截面的应力变化与应力的分布，以便能够及时对各施工阶段被测梁段或梁体的应力值进行测量，是否与计算数值及分析相吻合。