桥梁大体积混凝土施工表面质量控制

2020-07-04何翔侯凯

科学技术创新 2020年18期

何翔侯凯

（安徽路桥集团有限责任公司，安徽合肥230000）

随着现代化城市建设的逐渐推进，越来越多的工程陆续开建，其中桥梁建设是重点。大体积混凝土施工是桥梁中不可缺的部分，一般都处于受力点，对桥的稳定性和牢固性起着重要的作用[1]。但是，在实际的施工过程中裂缝的出现对桥梁质量有着一定的危害，甚至威胁到结构的安全。我国规范中明确规定，实际尺寸大于1m 的部位的混凝土称为大体积混凝土，而西方规定只要产生温度影响的混凝土则为大体积混凝土[3]。目前，对于房建及水利工程的裂缝形成原因已有了较深入的研究，然而对桥梁这块的重视程度稍显不足。

1 工程概况

道路在桩号32+94 处跨越规划卓越溪，本桥桥梁以正桥布设。依据卓越溪规划上口宽桥梁规模确定为：27m+3×46m+27m五跨预应力系杆混凝土板拱桥。

桥梁横断面为：2m（中央镂空带）+2×0.5m（防撞护栏）+2×7.5m（机动车道）+2×2m（机非分隔带）+2×3.5m（非机动车道）+2×3.15m（人行道）+2×0.35m（栏杆）＝36m。桥梁分四幅桥布置，桥宽均为8.49m，中幅桥之间镂空处理，中幅桥与边幅桥之间用纵缝连接（侧分带内）。

上部结构：27m+3×46m+27m 五跨预应力系杆混凝土板拱桥，主拱圈为无铰拱，腹拱圈为双铰拱。

下部结构：桩接拱圈接实体式桥墩和肋板埋置式桥台，墩台均采用钻孔灌注桩基础。

该桥主拱圈混凝土采用C50 标号，拱圈厚度为1.2m，拱圈单跨跨径为46m，全幅配筋相对较密，最小间距为10mm，最大间距为15mm。

图1 卓越溪大桥立面图

2 卓越溪桥的质量问题表现

2.1 拱圈斜面面气泡严重。主要表现为：表面不平整、小坑多，多处地方明显能看见石子外露；大小坑汇集在一起会形成麻面，严重影响外观，甚至会危害质量问题，影响结构的承载性能，具体可见图2。

2.2 拱圈侧面细微裂缝。主要表现为：拱圈斜侧面每个一定距离会有一道细微裂缝，其中有从上拱圈边缘延伸至侧面的，也有从侧面出现的纵向裂缝，还有网格状的裂缝，网格裂缝周边温度明显较高。

2.3 侧面明显出现分层。在混凝土浇筑的过程中，采用分层浇筑的方式，横向由外向内，确保混凝土振捣密实，但是在侧面模板拆除时，明显看见表面形成分层现象，具体可见图4。

图2 拱圈斜面

图3 侧面裂缝种类

图4 侧表面分层

2.4 蜂窝麻面。取右幅第三跨南侧拱圈某点作出分析，其主要表现为：在腹拱铰接部位附件出现凹凸不平、表面石子清晰可见，无浆液覆盖其表面，形状似蜂窝。

图5 蜂窝麻面

3 问题形成原因

3.1 表面气泡。（1）粗细骨料级配不合理，粗骨料偏多，导致细骨料不足以填充其空隙，在骨料之间形成了太多的自由空隙，为气泡的生成提供了空间[5]。（2）混凝土配比存在不合理之处，例如实际搅拌中的含砂率比理论配比值小，从而各骨料之间的空隙得不到填充；另外与混凝土的水胶比联系也很密切，振捣后多余的水会游离出来并贴附在顶模上，形成气泡[7，8]。一般情况下，水胶比越大，越容易生成气泡，该结论在混凝土采用不同塌落度进行浇筑后的外观可以得到证明。（3）模板的表观质量对气泡的形成也有一定的影响，模板的周转次数直接影响外观，通过几次的混凝土浇筑可以发现，模板的周转次数越少，气泡就越少。在混凝土振捣的过程中，其中的水份会泌出来，贴在顶模、侧模内表面，表面如果凹凸不平，就会聚集更多的水份，从而形成气泡甚至出现麻面现象。

3.2 表面裂纹、麻面。（1）混凝土自身温缩。桥梁主拱圈采用C50 标号混凝土，其中水泥含量相对较大，因此在反应的过程中会产生大量的水化热，导致内部温度急剧上升使混凝土变形，但是内部有钢筋进行约束，进而生成裂缝。（2）沉降裂缝。主拱圈的设计相对比较保守，箍筋的最大间距为15mm，最小间距为10mm，过程中因绑扎的原因导致部分间距甚至更小。混凝土在振捣的过程中，骨料下降的过程受到钢筋的阻碍，生成裂缝。（3）振捣问题。混凝土的振捣工序也会直接影响质量，甚至会危害整个建筑物的结构。振捣时间一般控制在15s-20s，时间太短，混凝土骨料不均与分布很可能会导致内部出现空洞、裂缝[8]。（4）后期养护不当。混凝土后期的养护时间一般控制在7d-14d，根据实际工程决定，养护时间过短，内部的水化热得不到很好的释放，必然会加剧裂缝的形成，所以在养护期间需要保持表面湿润且覆盖保湿、保温材料，以免混凝土与外界温度产生太大的温差[8]。（5）模板安装紧密性不够。在浇筑过程中，侧模连接不够紧密，出现漏浆现象，导致表面的泥浆部分流出，留下骨料，拆模过后必然会形成蜂窝、麻面。