浅析桥梁清水混凝土结构外观质量控制措施

王坪川

(北京城建远东建设投资集团有限公司,北京 102200)

1 清水混凝土应用的重要性及施工工艺

1.1 清水混凝土应用的重要性

混凝土结构中应用最多的就是清水混凝土,在施工期间所采取的模式主要为一次性浇筑成型,该模式的优势就是可以在浇筑期间无需进行二次振捣,能够促进混凝土振捣效果的提升,更好的把握桥梁工程的质量。通过对清水混凝土技术的应用,能够有效缩短施工时间,提高桥梁工程的经济效益。

1.2 清水混凝土的施工工艺

现如今,我国关于清水混凝土仍未形成一致的规范及标准。但要求其色泽、光洁度必须要符合混凝土结构工程验收规范,鉴于此,就需要严格把控好不利于桥梁清水混凝土外观结构外观质量的因素。

1.3 钢筋工程

桥梁工程使用的钢筋规格、钢筋的制作等应该严格按照桥梁工程设计要求来选择和确定。需要注意的是,应该要清除钢筋外层面上的锈斑,且钢筋的连接要尽可能采取机械连接、焊接方法,并将金属薄板垫于电焊下方,有效预防桥梁工程钢筋工程焊接处出现烧伤的情况,进而达到保护混凝土不受损害的目标。

1.4 模板工程

桥梁工程模板设计安装需要符合两个方面,一方面就是要保证桥梁工程效果的美观性,而另外一方面就是要增加桥梁工程结构施工的受力。针对桥梁工程模板的设计,尽可能秉持着科学性、稳定性的原则,以此确保桥梁工程模板安装后拼缝符合严密性好、误差小的标准。模板钢制的选择要偏向于刚度好、吸湿性均匀的钢木组合模板。

1.5 混凝土工程

清水混凝土对色泽、一次成形的要求非常高,所以适宜选用掺加粉煤灰的商品混凝土,进而促进桥梁工程清水混凝土的效果。要充分把握好清水混凝土的振捣方法,振捣器在插入时尽量速度快一点,但是在拔出的时候速度则要放慢些。振捣时间取决于清水混凝土表面是否有浮浆、充气泡。桥梁工程浇筑清水混凝土过程中,要科学分层,有效把控好每次下料的高度。清水混凝土浇筑工作做好后,为了提高桥梁工程的强度,避免清水混凝土发生收缩情况,就需要确保桥梁工程清水混凝土始终保持湿润的状态,并及时做好对其的覆盖保湿养护工作。特别是在温度比较高的夏季,必须要增加保湿和养护的次数,防止因为温差过大而导致桥梁工程清水混凝土有严重裂缝的情况发生。最后,如果桥梁工程棱角损伤的不明显,就可采取钢丝刷将其刷洗干净,冲洗湿润后,采取色泽一样且强度相同的水泥砂浆进行修补,若损伤情况比较显著时,就需要清楚干净已经松动的混凝土,用色泽一样且质量更优的清水混凝土修补,充分做好桥梁清水混凝土结构外观质量工作。

2 工程概况

北京雁栖湖生态发展示范区对外联络通道京密路工程,南起京承高速公路(焦村桥),沿怀柔区现况京密路线位向北,终点跨过开放环岛后与现况京密路(密云方向)相接,道路全长7.4 km。第4#标段主要为怀昌路立交主线桥、怀昌路立交相连的匝道桥及地方路改造。标段路基填方2.24万m3,路基挖方2.04万m3,路面结构层10.8万m2;沿线新建主线桥2座,匝道桥2座;涵洞1道;改移管线52 m,新建雨水口152座。

怀昌路立交主线桥左半幅起止桩号为KBK4+324～KBK5+697,左半幅全长1 373 m,右半幅起止桩号为KCK4+277～KCK5+682,右半幅全长1 405 m,桥梁全宽13.75～23.026 m。怀昌路立交相连的匝道桥左半幅全长338.03 m右半幅全长333.023 m桥梁全宽8.5 m。桥梁全部为桩基础上设承台,Y型花瓶墩柱,后张法预应力混凝土箱梁,混凝土总方量12万m3。

3 桥梁清水混凝土施工技术准备

3.1 混凝土优化比选

(1)商混拌合站比选

前期对工程周边混凝土拌合站进行调查,根据拌合站规模、业绩和现况技术水平综合考虑,最终选择“北京怀建混凝土有限责任公司”和“北京国旺混凝土有限公司”作为该工程的混凝土供应商。

(2)混凝土原材料要求[1]

①水

控制水的质量,避免水的质量差异对原材料质量造成影响。使用饮用水来拌制和养护混凝土。不允许水中含有油污、杂质。

②骨料

骨料分为粗骨料和细骨料。在施工中用强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量等指标来评价骨料等级并分出它们的差异。

石子要求采用山碎玄武岩,石子按粒径5～10 mm、10～20 mm分仓存放,最大公称粒径为25 mm合成级配满足规范要求,压碎值<20%,针片状含量<15%。砂子要求采用水洗中砂,细度模数控制在2.3～3.0之间,含泥量<3%。

③水泥

采用普通硅酸盐42.5水泥,水泥厂家指定使用“北京京隅”和“冀东盾石”两大品牌。

④掺合料

选用一级粉煤灰和比表面积在4 000 cm2/g以上的矿渣粉。

⑤外加剂

选用减水率更高,且混凝土保水性、和易性更好及坍损性较小的聚羧酸外加剂。由于混凝土中起化学反应的两大材料(水泥、外加剂)对成型后混凝土外观影响较大,所以两大材料相容性必须是好,经试验室水泥与外加剂相容性检测比优后,决定采用北京兴宏光生产的WDN-6高效外加剂和北京新丰生产的FX-128高效外加剂。为保证成型后混凝土外观色泽一致,用于本工程的混凝土原材料严禁更换厂家和材料规格,要求商混站提前联系好材料供应商,防止原材短缺影响工程进度。

上述材料各项指标还应满足《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2000和相关规范要求。

(3)混凝土配合比优化设计[1]

①明确混凝土配合比设计目标,除了满足设计要求的强度和耐久性外,着重考虑混凝土拌合物的和易性和浇筑时的坍落度。选择有和易性和保水性良好,不易离析和泌水,坍落度损失小的混凝土配合比。

②明确混凝土每方混凝土的胶凝材料最大用量不大于500 kg,掺和料掺量控制在20%以内,砂率控制在38%～42%。

③混凝土塌落度设计值为:承台和墩柱混凝土160 mm、箱梁混凝土200 mm,60 min坍落度损失<30 mm,初凝时间6～8 h,和易性能好,500 mm≥扩散度≥350 mm。

④箱梁混凝土必须单独委托第三方进行混凝土配合比设计,其他混凝土可由拌合站试验室进行试配,配合比设计完成后,组织监理和施工单位技术及试验室对配合比进行试验室拌合验证和生产线预生产验证,测试塌落度、强度、凝结时间等指标,观察和易性、保水性、粘结性等感官质量。达到预期质量目标后方可用于现场结构浇筑。

3.2 模板及脱模剂比选

(1)模板比选[2]

结合项目特点,决定墩柱采用定型钢模板,箱梁采用一次性木模板。

在木模板选购前,组织人员先进行市场考察和样品取样,样品在标养室保水浸泡7 d后,观察模板质量,选择性价比适宜的模板进行采购,并留置样品进行进料核对。

模板工程需进行拼装设计,尽可能减少拼缝,按对称布置、美观大方、方便拼装、受力合理原则合理设置拼缝。

(2)脱模剂选择

首先结合钢模板和木模板材料性能,选取2种脱模剂做效果对比试验,根据试验品外观性能决定钢模板选用色拉油作为涂膜剂,木模板采用廊坊欧赛雅生产的水性桥梁涂膜剂。

3.3 试验柱施工

在正式墩柱施工前,为保证实体工程混凝土外观质量,检验操作工人技术水平,综合检验模板、脱模剂、混凝土三者的匹配性,寻求拆模最佳时间,及检验养生措施,决定浇筑1 m高的试验柱,全过程详细观察记录各项指标,从中寻求经验和总结教训,并组织技术、质量、商混厂家、施工工人召开专题会议,对试验柱的经营与教训进行总结,为正式浇筑提供技术保障。

4 桥梁清水混凝土施工过程控制

4.1 模板安装

(1)模板预验收

钢模板在正式拼装前,进行抛光打磨,检查模板光洁度、平整度和空洞封堵,满足要求后刷脱模剂,涂刷时采用专业涂刷工具,涂刷要均匀,不留死角,不能有外流现象,码放整齐,并进行预验收,未预验收的模板不允许进行正式拼装使用,为消除接缝印记,在接缝内夹海绵胶条。木模板使用前逐块检查,防止用有裂缝、鼓包、破损、掉皮的模板进行拼装使用。

(2)模板正式验收

模板拼装时防止碰撞,吊拼应平稳,不得硬敲硬撬,采用PVC套管安装对拉螺杆,套管出模板位置用海绵胶条粘严,模板整体拼装完毕后,进行模板正式验收,检查拼缝质量、平面平整度、脱膜剂涂刷质量、垃圾灰尘清扫等,检查合格的可进行钢筋绑扎,绑扎时防止因钢筋碰撞模板面而造成变形或破损。整体拼装完毕至浇筑混凝土时间间隔较长的模板,需进行二次验收。

4.2 混凝土浇筑

(1)浇筑准备

混凝土浇筑前,对模板支撑、预埋件等进行检查,并将模板内的垃圾、木片等应清除干净。混凝土到场后核对混凝土标号、部位等信息,进行混凝土塌落度检测,符合要求后方可能用于实体浇筑,对每一辆混凝土罐车出场时间、到场时间、浇筑时间等进行记录,超出初凝时间的进行退场处理。

(2)浇筑过程

混凝土采用汽车泵进行浇筑,润泵砂浆(剂)需排尽,泵出合格混凝土后才能开始正式浇筑,混凝土分层浇筑,分层厚度控制在振捣作用长度的1.25倍,一般为400～500 mm,使用插入式振捣器应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.25倍(一般为300～400 mm)。振捣上一层时应插入下层50 mm,以消除两层间的接缝。振捣时避免振动棒碰到模板、钢筋和波纹管,尽可能保持距离在50～100 mm。

浇筑箱梁时混凝土先浇底板和腹板(箱梁腋窝处),再浇顶板和翼缘板。混凝土浇筑的顺序是由梁体两端向中间浇筑,两侧翼板要同步进行浇筑。控制好分层浇筑距离和时间,两层前后间隔距离控制在5～8 m,两层浇筑间隔时间控制在半小时内,防止后一层浇筑时前一层混凝土已初凝,拆模后出现层印。

4.3 混凝土拆模和养护

(1)混凝土拆模

内模拆除应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时,一般为混凝土抗压强度达到0.8 MPa时为宜,不承重侧模应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除,一般为混凝土抗压强度达到2.5 MPa以上,承重模板混凝土强度达到设计强度的75%方可拆除。拆模时先松掉支撑,再拆掉模板,拆模时严禁撬杠直接与混凝土接触,注意成品保护,防止模板及工具与混凝土面摩擦或碰撞,防止人为污染混凝土面。拆模后立即对混凝土外观不好部位进行修补。

(2)混凝土养护

混凝土浇注完成后,待混凝土初凝后应进行洒水养护,养护期不小于7 d。混凝土在达到2.5 MPa前不得上人踩踏。未拆模板时,用土工布覆盖整个表面,洒水养护,应保持土工布湿润,不得出现干湿循环;拆模后,用土工布将浇筑物包好,洒水养护,始终保证浇筑物表面湿润。

5 结 论

随着经济的发展,桥梁建设成为体现一个国家发展程度的参照物,社会发展到今天,人们在有条件构筑自己的生活环境时,提出了更高的要求。因此,近年来在满足功能要求的前提下,要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定,质量统一于美,美从属质量;美,主要表现在结构选型和谐与良好的比例,并具有秩序感和韵律感。材料的选择,表面的质感,特别色彩的运用在桥梁的美感上起着重要作用,美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。对我们桥梁建设者也提出更高的要求,同时也给与了我们更多的发挥空间。