高速公路桥梁施工混凝土质量问题及预防对策

2021-09-16李世翔

科技创新与应用 2021年25期

李世翔

（云南交投集团云岭建设有限公司，云南昆明650000）

公路桥梁的出现对于地域之间的交流和贸易往来以及其他方面均带来了极大的便利[1]。而混凝土作为现代桥梁建筑最为关键的原料，其质量如何直接关系到整个桥梁建筑的最终质量，同时对于地方交通建设也有着重要意义[2]。故本文就常见的质量问题和应对办法展开讨论。墨临高速公路地处云南滇西南地区，为我国国务院所批复许可的重要高速线路之一。

1 提高桥梁混凝土质量意义

近些年，国内经济实现了较好的发展，与此同时大量基建行业也得到了更多的肯定和支持。公路事业是其他事业发展的重要基础，而桥梁事业又是现代公路事业必不可少的组成部分，故而切实保障和提升公路桥梁事业的发展有着重要社会意义。现代桥梁建设对于混凝土使用量、质量等各个方面均有着较高的诉求[3]。尽可能改善混凝土作业期间存在的各方面问题，提升混凝土施工技术，可以有效规避项目作业期间的各种安全问题，对于桥梁建设事业有着重要积极的意义。此外，对于其他混凝土应用场合也有着一定的借鉴价值。

2 桥梁混凝土质量问题总概

2.1 外观质量问题

混凝土主要包含了水泥、砂以及石和水等几种原料，相较于传统工程原料，在耐久性以及抗压性等方面均有着极好的表现。因实际施工受现场作业条件、气候环境以及人为因素等多方面影响，混凝土施工会经常性地存在蜂窝、麻面、孔洞以及夹渣和漏筋等问题。对于不同的外观质量问题，其主要诱因也各不相同。起泡问题主要是由于在混凝土的拌和过程中，过度使用了大量的混凝土砂料；色差问题则源于前后不同批次的混凝土所使用的原料或是各个配料出现了明显的偏差；挂浆、砂带等情况的出现，主要是混凝土的制备过程中含水量过高，导致整个混凝土流动性过大所致；粗骨料以及花瓣纹等问题则主要为混凝土中的含砂率过小，石块等的形状不规整所致；泌水情况则主要由于含砂率不达标，导致坍落度明显降低，或是气候环境过于寒冷以及外加剂的使用不到位，大大延长了整个硬化周期所致；蜂窝、麻面等问题则是因为混凝土制备过程中所选择的细骨料不充分所致；塑料缝隙问题则是由于水泥的配比过高，导致其水灰比过大。如图1所示即为典型的混凝土麻面、蜂窝和漏筋等外观质量问题实物图。

图1 混凝土外观质量问题

2.2 耐久性质量问题

混凝土耐久性主要是指混凝土在自然情况下或是使用环境以及原料构成等多个方面的共同作用下，维持其自身特性的水平。其各种内外部环境影响即为典型的物理和化学反应影响。例如，常规混凝土施工完毕之后，后期使用期间往往是处于暴露的空气环境、室外环境中等，长年累月的使用势必会遭受包括高温暴晒、大风大雨、大雪和化学腐蚀等多种恶劣环境影响，而这势必会对混凝土的耐久性等方面提出更为苛刻的诉求。

3 桥梁混凝土质量问题诱因

3.1 钢筋保护层质量不达标

对于桥梁而言，混凝土使用过程中往往处于裸露于空气中的状态，很少会有各种装饰材料的防护。故而，提升钢筋保护层质量对于提升整个混凝土的质量有着重要意义。如若保护层均匀度不够或是其保护层垫块没有实现高度统一的设置，垫块由于强度不达标而被压碎等，则会导致保护层的质量无法得到保障。一旦相对薄弱区域的混凝土中的毛细管水出现渗透，则会对钢筋等本体造成一定的锈蚀，促使其整个体积膨胀，最终诱发混凝土爆裂等问题，同时带色的锈水将随即出现挂流情况并对整个立面带来各种污染问题。使用铁丝水泥砂浆保护层垫块则情况更为严重。而使用塑料卡垫环的方式，钢筋恰好能够和塑料环进行契合，将砂浆垫块面接触形式转换为点接触形式，使混凝土浇筑之后也不会留下任何的痕迹。制造多个规格样式的塑料卡环，往往可以支持各个规格钢筋使用诉求。

3.2 混凝土质量不达标

首先，水泥和外加剂等无法确保牌号、品类，生产位置以及计划供给量，因此得到的混凝土往往一致性并不理想，也无法满足对于外观色泽等一致性的诉求。水泥的含碱量过高的情况下会诱发碱集料情况，由此导致混凝土表层出现各种色差问题。如若在粗细骨料等的含泥量过高的情况下或是存在杂物、骨料色泽不均匀等情况下，也会导致混凝土的品质色泽不一。如若粗骨料的颗粒规格高于构件混凝土等的最大粒径诉求则会导致相关的浇筑问题，从而诱发蜂窝和麻面以及漏筋等问题。此外，针片形式的粗骨料含量过大，会使得混凝土的表层形成粗骨料的透明层。拌和过程中所添加的水，可以为河水或者是饮用水，若同个项目所选择的河水并非同个水源，则可能会导致最终成型的混凝土出现色差问题。粉煤灰主要被用于调解混凝土表层的光泽度，同时也会导致混凝土出现不同色泽的情况，若无法确保所使用的粉煤灰有着较好的色泽性和细度，必定会诱发混凝土出现各种色差问题。

其次，配合比问题影响。水灰比是水泥浆稠度的主要反映指标，该指标情况也直接和整个混凝土的工作特性有着一定的联系。如若实际水灰比过高，则可能导致最终拌合物的粘聚性降低以及保水效果下降，混凝土也会出现泌水等情况。此外，水灰比过高时也会使混凝土的孔隙率进一步增加，空气内的氧气和水分等会大量地侵入其内部的钢筋层中，由此加速钢筋的腐蚀情况。同样，水灰比的控制过小，则水泥浆表现为过于黏稠，拌合物的流动性大大降低，这也增加了项目的作业难度。故而实际施工期间需要合理的控制水灰比，并结合坍落度规定控制用水量。以坍落度190-210mm为例，具体的用水量如表1所示：

表1 坍落度190-210mm用水量对比（mm，kg/m3）

最后，砂率以及水泥浆也是主要影响因素。砂率主要表示混凝土中的含砂率情况，粗细骨料对应骨料的总表面积，会对拌合物等的工作特性产生影响。实际水泥浆等用量固定情况下，砂率过低，则会导致混凝土内的砂浆占比不达标，由此无法确保粗骨料的砂浆润滑层是否切实充足，故而拌合物的流动性大大降低。

3.3 模板工艺不达标

模板自身的材质情况、表层的平整度情况、刚度水平等均会对最终的混凝土质量造成一定的影响。以吸水膨胀为例，模板所使用的竹木等原料普遍存在着吸水性以及干缩湿胀等问题。因为施工期间模板以及混凝土砂浆为直接接触形式，故而板材在大量地吸收水分之后会出现膨胀情况。包括松木以及杉木则是常见的木模板原料，彼此的膨胀系数也不一样，故而拆模以后导致混凝土表面出现各种纹理，严重影响其美观性。以含水率为例，对于竹胶合板而言，因为制造技术不同使得在实际的运用期间会出现各种白斑以及水迹，此类区域也大多数是塑化不佳集中区，由于混凝土在作业期间长期的浸泡导致了分层问题，最后使得混凝土表层出现明显的色差。结合现场施工经验，竹胶合板的水分占比以12%左右最为适宜。

模板表面的平整性和板材等的厚度偏差也会对混凝土质量造成一定影响。如若表面平整度不够则会导致最终的混凝土表层的平整度以及构建的规格精准性出现偏差。就钢模板而言，需要严格保持表面的平整性在2mm以内。而就竹胶合模板而言，一旦存在吸水则会导致不均匀回弹等问题，表层的席纹平整不一，作业期间混凝土表层会出现各种纹理。若选择的模板面板厚度差距过高，则会增加整个支模的难度，混凝土的表层平整性异样无法保障。因此，单次应用的面板厚度差距需要控制不高于1mm。

4 防治策略分析

实际对于公路桥梁施工项目而言，往往会于施工过程中采取必要的措施予以防范各种混凝土质量问题的出现。但即便如此，后期也会出现各种混凝土质量问题，对此需要结合不同的质量问题性状，针对性地采取有效措施予以补救。

第一，麻面问题。针对需要装修的混凝土表面可以不予处理，针对后期没有装修诉求的混凝土麻面问题，则可以选择水泥砂浆等方式予以修补处理。首先对于存在的麻面使用钢丝刷进行彻底的清理，之后使用高压水进行彻底的冲刷并使其表层保持一定的湿度，选择1：2或者1：2.5的水泥浆进行压实、抹平处理，后期予以妥善养护。

第二，蜂窝问题。针对面域不大或是深度较浅等蜂窝，则可以配置1：1-1：2.5的水泥砂浆予以修补即可，修补的前期需要将蜂窝周边较为松散以及石子杂质等进行彻底去除，并用水进行冲洗，填浆之后对其进行压平、抹光处理。如若实际蜂窝面域较大同时深度不深，则可以选择喷射水泥砂浆等方式进行干预。预先凿出相对松散的石子以及灰块，随后进行冲洗处理。之后喷射的首层砂浆保持其水灰比为0.35左右即可，次层则选0.25即可。喷层最为理想的厚度即仰喷期间需要保持不高于2cm，侧喷则需要不高于3cm，俯喷则需要保持3-5cm左右，最薄处的喷层也应当保持不低于0.5cm。对于蜂窝较深情况，则需要使用细石混凝土进行必要的修补处理，即预先将松散了的石块以及灰块进行彻底的清理，并用水进行冲洗，之后完善模板支护，使用较之前混凝土更高等级的细石混凝土予以灌注，后期进行必要的养护干预。

第三，漏筋问题。对于面积不大的漏筋情况可以把裸露钢筋汇总的残渣、灰浆以及铁锈等进行彻底的清理，并用水进行冲洗之后，选择1：2或是1：2.5的水泥砂浆等进行抹平干预，并进行必要的养护。对于漏筋较深同时面域较广区域，则可以使用细石混凝土进行修补干预，即把石子以及灰块等进行彻底清理和用水冲洗之后，选择更高级别的细石混凝土料进行振捣干预，并进行必要的养护处理。对于漏筋较大，或者是钢筋混凝土墙体以及板面存在漏筋情况，则需要使用枪喷水泥砂浆的方式干预。但整个过程需要注意适度的管控，切实把控水灰比，通常以0.25-0.5为宜，首层的水灰比以0.35为宜，次层的水灰比则以0.25左右即可。期间需要严格把控喷砂浆的厚度。

第四，裂隙问题。首先，就裂隙和夹层等区域给予必要的加固防护处理，以保障作业安全性，之后把杂物等进行彻底的清理，切实采取符合实际的加固方式。就混凝土的表层存在的倾斜的裂隙和夹层等，可以预先把裂隙中的浮浆以及混凝土杂质进行去除清理，并用水进行冲洗，随后寻找1：2或是1：2.5的水泥砂浆进行填补，保证最终填充的密实性，之后给予压平以及抹光处理，并对其进行合理的保护。针对较为严重的裂隙或是夹层问题，则需要给予更高效的修补措施。对存在的杂质、石子等进行彻底的清理并用水进行冲洗之后，需要选择更高级别的细石混凝土进行灌注，并开展压平、抹光等作业，后期需要高度重视养护管理。