桥梁墩柱混凝土外观质量缺陷及防治措施探究

2022-02-27胡腾付万涛陈建

中国公路 2022年23期

胡腾付万涛陈建

（湖北交投智能检测股份有限公司，湖北武汉 430030）

作为我国交通运输的重要内容和关键支撑，桥梁工程对民生经济、文化交流等影响十分显著，在推动现代化发展的进程中占据着至关重要的地位。但近年来，随着越来越多的桥梁工程投入建设，也出现了一些比较突出的外观质量缺陷，影响着桥梁工程预期功能的实现。这些缺陷若未能得到有效防治将不断劣化，导致桥梁安全性受到损害，降低其使用寿命[1]。因此，我国桥梁工程中墩柱混凝土的外观质量缺陷研究尤为必要，相关研究亟待深入展开。

一、桥梁墩柱混凝土常见的外观质量缺陷

（一）蜂窝与麻面

若混凝土结构表面存在酥松现象，砂石间隙较大，会产生蜂窝缺陷。一般来说，蜂窝缺陷的发生大多伴随着混凝土缺浆的问题，砂石暴露深度大于5mm且小于结构保护层厚度的位置也可视为存在蜂窝缺陷[2]。具体来看，蜂窝缺陷的主要成因有配合比设计不当、材料计量不准确、混凝土振捣不充分等，特别在大体积混凝土浇筑中若分层厚度过大会使水泥浆失水，导致蜂窝产生。麻面缺陷是另一类比较常见的外观质量缺陷，一般表现为结构表面比较密集的凹点，其主要成因与蜂窝缺陷相似。此外，模板工程操作不当也会产生不利影响，譬如模板清理不完全、拆模时间过早、脱模剂涂刷不均匀等。

（二）孔洞与露筋

孔洞缺陷是指在混凝土结构中存在大尺寸空隙，这一缺陷的产生主要受材料配合比、振捣程度、大体积混凝土施工工艺影响[3]。此外，在钢筋间距设计比较小的混凝土结构中，往往会出现混凝土骨料离析、难以振捣的问题，导致孔洞缺陷的产生。若模板工程中未合理布置排气孔、混凝土制备时材料不洁净、混凝土内部存在气囊等也会在结构中造成一定量的气体滞留，产生孔洞。欠振及正常振捣下的结构外表面对比如图1所示。

图1 墩柱欠振与正常振捣的表面对比

一般来说，由于材料、施工、养护等环节操作不当所导致的混凝土结构主筋、构造筋、箍筋外露均可被称为露筋缺陷，主要成因大致有钢筋定位与固定不当、桥墩断面小、结构保护层振捣不充分。同时，骨料粒径过大也会产生一定影响，导致混凝土浇筑后下落受阻，使混凝土无法很好地包裹住钢筋。

（三）烂根与缺棱掉角

烂根缺陷是指混凝土在浇筑工序后未能有效清理其根部，同时模板拼接不严密、支撑不牢固导致其发生跑浆、疏松等问题，降低了桥梁墩柱的性能。烂根的成因与其他桥梁墩柱混凝土外观质量缺陷相似，如配合比设计不当、施工环节操作不当等，但其受模板工程的影响更为显著。在模板根部堵塞不严密的情况下容易跑浆，导致烂根情况的发生。此外，也要求设计人员对木板的侧压力具有准确、可靠的认识，确保其在实际工程中具备足够的稳定性，防止模板支撑系统变形，提升模板拼接的严密性。

二、桥梁墩柱混凝土外观质量缺陷的防治措施

（一）蜂窝与麻面的防治措施

首先，要从配合比设计阶段有效控制，使其预期性能更加适应施工环境与工程需求[4]。在设计中应当注重钢筋配置、施工工艺的优化，选取适当骨料级配并利用称量机械准确取用，保障混凝土工作性。其次，应当采取分层浇筑、振捣，分层厚度不超过振捣作业半径的1.25倍，后一层混凝土振捣须在前一层混凝土初凝前完成，振捣作业范围应覆盖至前一层5cm左右，振捣点布置应尽可能均匀，避免漏振、过振，以混凝土表面有均匀的水泥浆且没有气泡冒出为停振标准。对于使用振捣棒的施工作业，技术人员应遵循“快插慢拔”原则，对于有必要的部位还应采取“复振”。在桥梁墩柱根部，可在上一层浇筑完成后停止1h～2h，待其完全沉实后再浇筑一层混凝土，以免烂根。当浇筑完成至初凝或达到12h后，即可开始养护作业，养护周期以14d～28d为宜，在养护过程中也应持续检测同期、同条件养护的试块，当养护至满足预定要求后，方可拆除模板。麻面缺陷在防治措施上与蜂窝比较类似，也须从混凝土的配合比设计入手，不断优化施工方案，严格把控浇筑、振捣及养护等工序[5]。

（二）孔洞与露筋的防治措施

应严格管控混凝土配合比设计，根据工程实际情况细化施工方案，提升其适用性。同时，在墩柱结构钢筋密集位置的作业中应特别注意振捣方法，一般可秉承“先调整后恢复”的原则，保证振捣施工的作用能够覆盖到混凝土的浇筑范围，防止漏振。若在施工中出现孔洞缺陷，应首先剔除孔洞附近的软弱松动层并充分清洗，随后在其上支模，选用比原结构材料等级高一级的混凝土填补、振捣，使其表面恢复至平整状态并达到原有设计的强度要求。在以上工序完成后，还应按照适当的比例混合白水泥与黑水泥，利用混合水泥砂浆来处理结构表面。

（三）烂根与缺棱掉角的防治措施

应从施工的各个环节入手，把握设计、施工、养护等环节的要求，在混凝土浇筑工序开始前安排人工清理浇筑位置，确保其上没有杂物、油污等，只有检查满足要求的才能开始后续施工。为了减少混凝土浇筑过程对模板的冲击，使其维持在相对稳定的状态，应对浇筑高度做出合理要求，若桥墩的设计高度比较高，还应借助适当的机械完成浇筑，且严禁一次性集中下料。在混凝土浇筑前期，应将浇筑速度控制在相对稳定、缓慢的水平，降低其对模板造成的侧向压力。同时，模板也应有可靠的加固措施，堵塞密实拼缝位置，如有必要还应使用砂浆在模板拼缝外侧浇筑一层来达到堵缝的效果。为了确保模板的稳定可靠，在支设完成后应及时检测其平整度及内空尺寸，满足要求后方可开始后续施工。

在缺棱掉角问题的防治上，除了要对各个施工环节做出明确要求并严格落实之外，还应将墩柱混凝土的强度控制在合理范围内，保证结构的完整性，特别是确保棱角位置不发生损坏。同时，在拆模时也应特别注意棱角位置的保护，减少对其的冲击、碰撞。对于已经拆模的墩柱结构还须完善成品保护，可在棱角位置附加一定厚度的防护板，抵抗外界作用。在冬季环境下的混凝土浇筑结束后，还应做好混凝土保温，避免气温过低导致的结构强度不足。对于已经出现的缺棱掉角缺陷，应采取剔凿、清晰、填补、涂刷砂浆等方法补强。