襯砌底板混凝土氣泡的防治技術(shù)

袁興澤（遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003）

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襯砌底板混凝土氣泡的防治技術(shù)

袁興澤
（遼寧省水利廳，遼寧沈陽(yáng)110003）

［摘 要］根據(jù)同類工程施工經(jīng)驗(yàn)，考慮混凝土在施工中振搗及排氣不暢等不利因素，文中將針梁臺(tái)車底板進(jìn)行割除（兩側(cè)各預(yù)留30cm寬底板，防止側(cè)壁混凝土擠壓冒出），采用旋轉(zhuǎn)抹面機(jī)輔以人工抹面，以解決混凝土底板氣泡這一施工難題。

［關(guān)鍵詞］隧道襯砌；針梁臺(tái)車；混凝土氣泡

1　工程概況

工程位于遼寧省桓仁縣，主體工程為隧洞工程，主洞長(zhǎng)16 510.014 m，樁號(hào)83+031.795 m～99+ 541.809 m，縱坡i=0.028%，主洞鉆爆法施工段斷面型式為圓形，成洞洞徑為7.2 m；混凝土性能指標(biāo)為C35W12F200，襯砌厚度30 cm，底板為平段，底板寬3.02 m。

混凝土表面氣泡是最常見(jiàn)的一種外觀質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致其產(chǎn)生的原因有很多，尤其在引氣劑的作用下，混凝土含氣量會(huì)更高。為解決這一施工難題，對(duì)針梁臺(tái)車進(jìn)行改造，成功地解決了混凝土底板氣泡問(wèn)題。

該工程隧道襯砌混凝土方量為180 851 m3，鋼筋制安13 341 t，止水帶36 870 m。

2　施工工藝及效果

2.1施工方法

混凝土澆筑采用混凝土泵送入倉(cāng)，首先從底部中間下料，每一層澆筑厚度控制不超過(guò)50 cm，采用φ50軟軸振搗棒振搗密實(shí)，將混凝土氣泡充分引出，當(dāng)混凝土下料即將達(dá)到模板底部高程時(shí)，關(guān)閉底模窗口，并開(kāi)啟底板上部側(cè)模工作窗口，從一側(cè)下料并加強(qiáng)振搗，以保證混凝土密實(shí)，由于底部窗口關(guān)閉，只能從兩側(cè)窗口進(jìn)行振搗。澆筑過(guò)程中兩側(cè)均勻下料，左右兩側(cè)混凝土面高差不大于50 cm，振搗分層厚度不大于50 cm。當(dāng)混凝土澆筑高度超過(guò)腰線后，由于空間限制，只能采用模板上的附著式振搗器進(jìn)行振搗，頂拱部位在頂模中心線位置留有進(jìn)料口及封孔器，頂拱混凝土由此泵入倉(cāng)中。

2.2施工效果

采取上述施工方法施工，待混凝土脫模后觀察，混凝土表面氣泡主要集中在仰拱100°范圍，底板平段氣泡多且較大；底板反弧段氣泡較多但直徑較小。腰線以上部位基本無(wú)混凝土表面氣泡，混凝土外觀質(zhì)量較好。根據(jù)表面氣泡的分布情況，由此可初步判定底板混凝土在施工振搗時(shí)，受底弧模板的影響排氣不暢，氣泡滯留在模板表面形成混凝土表面氣泡。因此，為了保證混凝土外觀質(zhì)量，減少表面氣泡，需要改進(jìn)施工工藝。

3　產(chǎn)生氣泡的原因分析

導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生氣泡的原因有很多，通過(guò)對(duì)該工程的實(shí)際現(xiàn)狀總結(jié)，并結(jié)合同類工程的施工實(shí)例，認(rèn)為在該工程中，混凝土表面產(chǎn)生氣泡的主要因素大致可分為：模板的影響；減水劑的選擇；脫模劑的選擇；平倉(cāng)振搗的影響、混凝土配合比的影響；模板表面水珠等。

3.1模板的影響

模板對(duì)表面氣泡的影響，主要表現(xiàn)在模板表面攜帶的水、氣泡是引起混凝土表面氣泡的原因之一。如果模板表面有一定吸附性或透氣性的話（如采用木制模板），則混凝土表面氣泡可以減少。

該工程中模板對(duì)混凝土表面氣泡的影響表現(xiàn)為：模板為鋼面板吸附性及透氣性差，混凝土振搗施工時(shí)，表面氣泡不宜排出；混凝土氣泡排出形式是自下而上的，底板平段及反弧段均阻擋在氣泡排出的路徑上，在排氣過(guò)程中氣泡遇到阻擋，吸附在模板表面。

3.2平倉(cāng)振搗的影響

由于該工程中混凝土襯砌厚度大多為30 cm，倉(cāng)號(hào)作業(yè)空間較小，振搗工無(wú)法進(jìn)入倉(cāng)號(hào)進(jìn)行振搗施工，只能依靠預(yù)留作業(yè)窗口進(jìn)行插棒振搗，但由于空間限制，多數(shù)部位振搗不到，振搗范圍有限。

3.3減水劑的影響

該工程采用高效引氣減水劑，混凝土含氣量為5.0%～6.0%，比普通混凝土含氣量高4%～2%，因此，混凝土振搗施工時(shí)，將產(chǎn)生大量的氣泡。

3.4脫模劑的選用

脫模劑對(duì)混凝土中的氣泡有吸附作用。根據(jù)中國(guó)水利水電第六工程局有限公司在其它工程中應(yīng)用水質(zhì)脫模劑和油質(zhì)脫模劑的對(duì)比總結(jié)，在眾多油質(zhì)脫模劑中認(rèn)為，輕機(jī)油更有利于減少氣泡，因此使用機(jī)油作為脫模劑。但機(jī)油在不同的環(huán)境溫度下其黏度也不相同，氣溫高時(shí)黏度低，氣溫低時(shí)黏度高。因此，如果脫模劑涂刷不均勻，在洞內(nèi)混凝土襯砌時(shí)，新拌混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到黏稠的機(jī)油，即使合理振搗，氣泡也很難沿模板上升排出，直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)氣泡、麻面等質(zhì)量缺陷。

3.5液化水珠的影響

在混凝土澆筑過(guò)程中，因產(chǎn)生水化熱，將混凝土中水分氣化成水蒸氣，水蒸氣與模板表面形成小水珠吸附在模板上，混凝土澆筑至模板面時(shí)形成氣泡。

4　減少氣泡的施工措施

通過(guò)對(duì)已澆混凝土表面氣泡的觀察及混凝土施工過(guò)程中各工序的總結(jié)，我們?cè)谑┕ぶ胁扇〖訌?qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制、增加平板振搗器配合軟軸振搗棒加強(qiáng)振搗、加強(qiáng)模板表面處理、加強(qiáng)混凝土澆筑工序等控制措施。

4.1加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制

由于混凝土原材料中的雜質(zhì)在拌合過(guò)程中容易產(chǎn)生水泡，因此盡可能的減少骨料及拌合用水雜質(zhì)含量，可以減少混凝土表面氣泡的產(chǎn)生，嚴(yán)格控制原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，確保粗細(xì)骨料含泥、泥塊含量等符合要求。

4.2加強(qiáng)模板表面光潔度

在涂刷脫模劑前，必須將模板內(nèi)側(cè)油污、銹跡清洗干凈，如發(fā)現(xiàn)模板表面殘留混凝土，應(yīng)及時(shí)采用磨光機(jī)對(duì)模板表面進(jìn)行局部打磨處理，使其表面光潔。光潔的模板表面可降低對(duì)混凝土中的水、氣泡的吸附作用，有利于混凝土氣泡排出。

4.3脫模劑的涂刷質(zhì)量

根據(jù)以往其它工程中應(yīng)用水質(zhì)脫模劑和油質(zhì)脫模劑的對(duì)比總結(jié)，在眾多油質(zhì)脫模劑中認(rèn)為輕機(jī)油更有利于減少氣泡，因此選用稠度較小的輕機(jī)油作為脫模劑。

脫模劑采用人工涂刷，涂層要均勻適度，不得出現(xiàn)流淌現(xiàn)象。嚴(yán)禁脫模劑污染鋼筋和混凝土接槎部位，并應(yīng)盡量減少脫模劑的使用次數(shù)，以免對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生不良影響，將脫模劑對(duì)混凝土振搗排氣的影響降至最低。

4.4加強(qiáng)振搗、控制攤鋪厚度

腰線以下混凝土鋪料厚度控制在30 cm以內(nèi)，及時(shí)平倉(cāng)振搗，減少每層振搗時(shí)氣泡排出的路徑距離，并在原有插入式振搗器的基礎(chǔ)上，增設(shè)附著式振搗器輔助振搗，同時(shí)輔以人工采用橡皮錘進(jìn)行敲擊，以減少氣泡，從而提高混凝土澆筑質(zhì)量。

4.5加強(qiáng)圍巖滲水的引排

在進(jìn)行模板安裝前，仔細(xì)觀察倉(cāng)號(hào)內(nèi)是否存在滲漏水。如發(fā)現(xiàn)滲漏水，在混凝土澆筑前，必須做到妥善引排，保證混凝土澆筑期間，無(wú)滲漏水流入倉(cāng)號(hào)內(nèi)，避免模板與混凝土間存水，以形成氣泡。

5　針梁臺(tái)車改造

針梁臺(tái)車結(jié)構(gòu)形式不利于混凝土氣泡的排出，為了保證混凝土外觀質(zhì)量，解決底板混凝土氣泡問(wèn)題，對(duì)針梁臺(tái)車底板進(jìn)行優(yōu)化改造。

在設(shè)計(jì)廠家的技術(shù)指導(dǎo)下，保留臺(tái)車整體支撐結(jié)構(gòu)，將底部平段模板進(jìn)行整體割除（兩側(cè)各預(yù)留30 cm寬底板），底板割除后，采用型鋼焊接對(duì)臺(tái)車局部加固，以確保針梁臺(tái)車在行走及混凝土澆筑過(guò)程中不變形。

對(duì)針梁臺(tái)車進(jìn)行改造后，其底部混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用旋轉(zhuǎn)抹面機(jī)輔以人工抹面壓光，成功解決了混凝土底板氣泡難題，保證了工程質(zhì)量，達(dá)到了建設(shè)單位對(duì)混凝土外觀質(zhì)量的要求。由于底部模板的拆除，澆筑底板上部混凝土?xí)r，底部無(wú)模板部位受兩側(cè)混凝土擠壓力，而產(chǎn)生混凝土上涌現(xiàn)象，因此，在澆筑腰線至底板間混凝土?xí)r，需要控制澆筑速度，在混凝土初凝前，并能夠達(dá)到自持狀態(tài)時(shí)，再逐層緩慢澆筑混凝土，平均每個(gè)倉(cāng)號(hào)的澆筑時(shí)間延長(zhǎng)2 h左右。

6　實(shí)施效果

1）混凝土施工過(guò)程中采取有效控制措施，極大地降低了混凝土表面氣泡的產(chǎn)生，特別是針梁臺(tái)車底部模板拆除后，采用旋轉(zhuǎn)抹面機(jī)輔以人工抹面，成功地解決了底板混凝土氣泡難題，滿足了混凝土外觀質(zhì)量要求。混凝土密實(shí)無(wú)氣泡、蜂窩、麻面，表面光滑、平整、美觀；

2）由于針梁臺(tái)車底部模板割除后，臺(tái)車整體結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生受力變形，而出現(xiàn)跑模現(xiàn)象。為解決這一難題，保證臺(tái)車的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性，在臺(tái)車原有主、次梁基礎(chǔ)上，采用型鋼焊接局部加固，使模板總成與底梁總成有效的連結(jié)成一體，以確保臺(tái)車在混凝土澆筑過(guò)程中不變形，保證了混凝土襯砌質(zhì)量。

［中圖分類號(hào)］TV698

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）02－0024－03

［收稿日期］#2015-12-03