通丝对拉螺栓在清水混凝土工程应用中混凝土面质量提升措施

洪 潮

（中交水利水电建设有限公司，浙江 宁波 315200）

清水混凝土是混凝土浇筑成型后，利用其自然质感作为装饰面的混凝土，其对混凝土的浇筑工艺要求较高[1]。混凝土的浇筑离不开对拉螺栓的使用，对拉螺栓又名对拉螺杆，主要用于墙体模板的拉结，起到保证结构尺寸，承受混凝土侧压力等其他荷载的作用[2]。对拉螺栓与钢管、木方和模板等构成一套模板支撑系统，其中对拉螺杆对于模板支撑系统的整体性、强度和刚度等起到至关重要的作用[3]。

1 工程概况

横沙八期工程位于上海市崇明区横沙岛境内，是上海历史上最大的滩涂治理工程。工程中包含一座前置竖井双向通水贯流式泵站，泵站设计流量62m3/s，安装四台卧式水泵机组，单泵设计流量15.5m3/s，属于大（2）型工程。泵站混凝土浇筑量达到30000～40000m3，浇筑过程中需要采用大量的通丝对拉螺栓。

2 通丝对拉螺栓

通丝对拉螺栓是由通长全螺纹丝杆或两端带螺纹的圆钢螺杆、限位片、止水片（可选择）、塑料垫块、山型卡件和紧固螺母等组成。对于没有防水要求的混凝土建筑物，可采用不带止水片的对拉螺栓，对于有防水要求的混凝土建筑物，可选择焊接有止水片的对拉螺栓，两种螺杆均不能重复利用。

3 螺杆切割

当混凝土结构强度满足要求后，需进行混凝土结构外支撑架及模板拆除工作。拆除工作完成后，根据工期安排进行混凝土外螺杆切割作业。工程中常用的切割螺杆的方式有电焊机切割、气焊切割以及等离子电弧切割等。采用电焊机切割，切割的效果难以满足施工规范的质量要求，通过试用气焊切割和等离子电弧切割，发现等离子弧焊焊切割效果较好，能够满足施工规范的质量要求。

3.1 电焊机切割

电焊机是工程中的常见机械设备。采用电焊机切割作业时在螺杆切割位置上方，存在较多的烧熏炙烤的污染痕迹，杂乱分布在混凝土表面。严重影响混凝土表面外观质量，不满足施工规范的质量要求。

采用电焊机切割螺杆不满足施工规范的质量要求，主要问题出现在焊条的材质上面。焊条焊接过程中产生了大量高温气体烟雾，正是这种高温气体烟雾污染了混凝土面。如何在切割作业时避免使用焊条成为解决问题的关键。通过总结以往相关工程经验，结合工程实际，提出采用气焊切割和等离子电弧切割两种切割方法。

3.2 气焊切割

气焊切割又称氧气切割或火焰切割，是通过可燃气体燃烧产生火焰在起割点将材料预热到燃点，然后喷射氧气流，使金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔渣被气流吹除，进而形成切割切口，达到割断螺杆的目的。通过试切发现，切割后混凝土面污染程度较电焊机切割有了较为明显的降低，但由于切割过程中气体燃烧还是会产生一定量的高温烟雾，对混凝土面仍会形成一定程度的污染。另外，切割过程中会产生大量的火星碎屑，这对现场的防火安全也构成了隐患。

由于本工程需要进行大量的对拉螺杆切割工作，若采用气焊切割，需要较大量的切割气体。但工程地处岛屿交通不便。若大批量购入易燃气体，因工地现场条件较差，储存大量易燃气体，不仅投入的安全费用大，而且存在较大的安全隐患。若不批量购入气体，不仅成本较高，而且购买周期较长，难以满足工程施工进度要求。

3.3 等离子电弧切割

等离子电弧切割是通过压缩自由电波，形成高温高压的等离子电弧，然后利用高温高压的等离子电弧对拉螺栓螺杆进行的切割。因等离子电弧切割，完全不借用外部介质，通电即可产生电弧，直接切割螺杆，不会产生烟雾等其他污染混凝土面的物质。现场应用情况表明，电弧切割设备应用方便，切割效果好。采用等离子电弧切割螺杆后，混凝土表面干净整洁，没有污染，更没有产生类似电焊机切割后混凝土表面形成的杂乱分布的污染痕迹。混凝土结构墙面的外观质量效果好，满足清水混凝土施工规范的质量要求。另外，等离子切割机通电即可以工作，避免了气焊切割现场需贮存大量可燃性气体存在的安全隐患。

4 对拉螺栓孔修补

对拉螺栓螺杆切割完成后，在混凝土表面会形成圆台型孔洞，需用砂浆对其修补平整。若孔洞修补质量不能保证，不仅会降低墙体的防水效果和墙面颜色观感舒适性，而且会导致墙体内部螺杆的锈蚀，对建筑物耐久性构成隐患。故提高拉螺栓孔的修补质量，不仅能够提高墙体的防水效果和增强墙面颜色观感舒适性，也能提高建筑物的耐久性。

4.1 传统工艺存在问题及原因

（1）存在问题。建筑工程施工中混凝土结构面的传统修复工艺，一般都需要对混凝土面进行二次装修，故对于混凝土面的外观质量要求不高，这也就导致传统的螺孔修复工艺较为粗糙。把这种传统修复工艺应用在清水混凝土工程对拉螺栓孔修补施工中，容易产生一系列质量问题。传统工艺中对于对拉螺栓孔的修复，主要以1∶2 的水泥砂浆为基液，然后根据工程特点掺入适量的防水粉，拌合均匀后，对螺栓孔进行一次修补成型。按传统修复工艺对清水混凝土工程进行修补施工后，发现存在以下问题：①修补的螺栓孔颜色和四周墙面颜色存在较大差异，修补的螺栓孔颜色相比四周混凝土面颜色深；②修补的螺栓孔面存在裂缝情况；③修补的螺栓孔面较为粗糙，和四周较为光滑的混凝土面存在较大差异。

（2）原因分析。通过对施工过程中出现的问题进行分析，得到可能存在原因有：①修补的螺栓孔面和四周墙面颜色存在差异，主要是因为修补螺孔的水泥砂浆和墙面结构混凝土材料配比不一致。②修补的螺栓孔面存在裂缝情况，主要是因为修补螺孔的水泥砂浆失水干燥收缩和对修补螺孔养护不到位。③修补的螺栓孔面和墙面平整光滑度不一致，主要是因为修补螺孔时，没法采用振捣棒振捣，只能靠人工按压，无法在螺孔修补面形成密实的水泥浆液。而墙面混凝土浇筑过程中，采用振捣棒增大混凝土的密实程度，能够在混凝土面形成密实的水泥浆液，从而使墙面比较平整光滑。

4.2 改进方法及应用效果

（1）改进方法。针对工程中出现的问题，通过尝试以下方法，来避免或减轻传统修复工艺应用在清水混凝土工程修复螺栓孔中存在的问题。①在修复材料砂浆中添加适量的建筑胶；②在修复材料砂浆中添加适量的白水泥；③在对螺孔进行修补施工作业后，及时对螺孔进行养护，可采取洒水加覆盖薄膜的办法；④改变传统工艺一次修补成型的办法，对螺栓孔采用两次修补成型工艺，第一次采用砂浆补孔，预留2～3mm 的孔面深度。然后采用水泥、建筑胶和白水泥混合成水泥净浆，进行二次净浆封孔。工艺改进后的施工工艺流程图如图1 所示。

（2）应用效果。现场采用上述改进后的施工工艺后，对混凝土螺栓孔的修复面检查时发现，修补后的螺孔面没有发现裂纹，跟四周混凝土面无明显差异，螺孔面光滑度也得到明显改善。而且传统工艺修复存在的色差几乎被消除，墙面修补的效果明显得到改善。从检查的结果可以说明，改进后的修复螺栓孔的施工工艺，能够达到预期的效果，也能满足清水混凝土施工规范中对于混凝土螺孔修复面的质量要求。

图1 工艺改进后的施工工艺流程图

（3）改进方法原理的分析。采用改进后的施工工艺对螺孔进行修补作业能够达到规范的要求，是因为改进的工艺方法解决了传统工艺施工中存在的不足。①在修复材料砂浆中添加适量的建筑胶，增大了修复材料内部的黏结力，有效克服材料干缩的张力，减少裂缝的产生；②在对螺孔进行修补施工作业后，及时对螺孔进行养护，可有效减少修补材料的水分的散失，减少材料干缩的可能；③在修复材料砂浆中添加适量白水泥，可有效增加材料的色度，减少修复材料与四周混凝土结构面的色差；④采用两次修补成型工艺，可有效弥补传统修补工艺无法在螺孔修补面形成密实的水泥浆液的问题，从而提高螺孔修复面的平整光滑度。

5 结束语

通丝对拉螺栓在清水混凝土结构中施工时，如若螺杆切割机器选择不善，螺孔修补工艺采取不当，容易导致清水混凝土结构面质量不能满足规范规定的质量要求。通过工程应用及研究分析，采用如下方法，能较好地解决通丝对拉螺栓在清水混凝土结构中施工时出现的相关问题。

（1）避免采用电焊和气焊的方法切割螺杆，改用等离子电弧焊机切割螺杆，可有效避免混凝土面烟熏烤炙的污染痕迹，保证混凝土面的外观质量。另外，等离子弧焊机通电就能使用，不需采购其他附属材料，操作方便，安全性高，使用成本低，特别适用于交通不便、偏远的施工工地。

（2）在修补材料中添加建筑胶、白水泥以及加强修补后的养护的方法，能够有效控制修补孔出现裂纹。

（3）对传统修补工艺进行优化，采用两次修补成型的工艺方法，可明显改善修补后螺孔的平整度及光滑度较差的问题。