探析橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷及防治措施

朱元勰

摘要：橋梁墩柱混凝土的外觀質(zhì)量缺陷，諸如蜂窩、麻面、孔洞、漏筋、爛根、缺棱掉角、錯(cuò)臺(tái)、裂縫等，不僅嚴(yán)重影響著工程的美觀性和實(shí)用性，也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度造成一定影響?；诔Ｒ?jiàn)的墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷，分析了其產(chǎn)生的原因，并對(duì)于具體原因提出了有針對(duì)性的預(yù)防和治理措施，以期減少實(shí)際工程中橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷發(fā)生的幾率，并為橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷的防治提供思路和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：橋梁墩柱;混凝土;外觀質(zhì)量;防治措施

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

橋梁工程是我國(guó)即為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)代化過(guò)程中發(fā)揮了極為重要的作用。隨著我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多大跨、高墩橋梁出現(xiàn)在公路和鐵路運(yùn)輸中。隨之而來(lái)的是橋梁墩柱混凝土的外觀質(zhì)量缺陷，諸如蜂窩、麻面、孔洞、漏筋、爛根、缺棱掉角、錯(cuò)臺(tái)、裂縫等，不僅嚴(yán)重影響著工程美觀性和實(shí)用性，也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度造成一定影響。若對(duì)上述橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量問(wèn)題未進(jìn)行有效防治，長(zhǎng)此以往，可能會(huì)給結(jié)構(gòu)的耐久性帶來(lái)極為不利的影響，甚至降低結(jié)構(gòu)整體的耐久性和使用壽命，因此，本論述基于常見(jiàn)的前兩墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷，分析了其產(chǎn)生的原因，并對(duì)具體的原因提出了有針對(duì)性的預(yù)防和治理措施。

1常見(jiàn)橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因

1.1蜂窩與麻面

混凝土因?yàn)榫植克炙?，石子之間出現(xiàn)空隙，而在混凝土表面形成的蜂窩狀窟窿，即為混凝土的蜂窩。通常情況下，當(dāng)澆筑的混凝土表面出現(xiàn)較為嚴(yán)重的缺漿現(xiàn)象或石子露出深度大于5mm但其深度小于混凝土自身保護(hù)層厚度的時(shí)候，也視為蜂窩。導(dǎo)致橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生蜂窩的原因包括混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理、拌和時(shí)膠凝材料與骨料稱量不準(zhǔn)的混凝土砂漿少石子多、振搗不到位、大體積混凝土未分層澆筑或單層厚度過(guò)大、模板縫隙處水泥漿流失、基礎(chǔ)與柱等結(jié)構(gòu)根部未稍加間歇就繼續(xù)澆筑上層混凝土等，上述原因均會(huì)導(dǎo)致橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)蜂窩，施工過(guò)程中需注意。

混凝土表面呈現(xiàn)較多小凹點(diǎn)而無(wú)露筋的現(xiàn)象，稱為混凝土的麻面。在材料與配合比設(shè)計(jì)、混凝土振搗方面，引起橋梁墩柱混凝土麻面的原因與引起蜂窩的原因相同，此外，模板不清潔或拆模過(guò)早、澆注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致模板上掛灰過(guò)多而未及時(shí)清理、脫模劑漏刷或涂刷不均勻等原因，也會(huì)引起橋梁墩柱混凝土的麻面。

1.2孔洞與露筋

孔洞一般是指局部或全部沒(méi)有混凝土的較大空隙。引起橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生孔洞的原因，在材料與配合比設(shè)計(jì)、混凝土振搗、大體積混凝土施工方面與引起蜂窩的原因相同，除此之外，結(jié)構(gòu)配筋太密導(dǎo)致骨料不易灌注及不易振搗、洞口與坑底模板未設(shè)置相應(yīng)的排氣口、混凝土自身內(nèi)部帶有氣囊、砂石料中泥塊等雜物在混凝土投料前未清理干凈等原因也會(huì)導(dǎo)致橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生孔洞。

一般把混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的主筋、構(gòu)造筋或箍筋外露在混凝土表面的現(xiàn)象稱為露筋。橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生露筋的原因包括：混凝土澆筑時(shí)未采取鋼筋定位措施、墩柱結(jié)構(gòu)斷面小且鋼筋密集其石子粗骨料粒徑偏大致使混凝土難以下落、混凝土保護(hù)層漏振或振搗不密實(shí)、鋼筋骨架加工不準(zhǔn)、鋼筋骨架緊貼模板等。

1.3爛根與缺棱掉角

爛根是指在混凝土結(jié)構(gòu)根部清理不干凈，加之模板拼接縫不嚴(yán)或加固不牢而造成根部混凝土產(chǎn)生“跑漿”、夾渣、疏松等現(xiàn)象。造成橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生爛根的原因，在材料與配合比設(shè)計(jì)、混凝土振搗、大體積混凝土施工等方面與引起蜂窩的原因相同，而模板根部縫隙堵塞不嚴(yán)漏漿、對(duì)混凝土澆筑時(shí)側(cè)壓力考慮不周導(dǎo)致側(cè)模板固定不牢、走形等引起振搗不密實(shí)或“跑漿”、新舊混凝土結(jié)合處施工時(shí)未使用“接茬砂漿”等原因也會(huì)引起橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生爛根。

缺棱掉角是指結(jié)構(gòu)物混凝土局部出現(xiàn)掉落、不規(guī)整等現(xiàn)象，且棱角有缺陷。橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生缺棱掉角的原因包括：木模板澆筑前未濕潤(rùn)或濕潤(rùn)不夠?qū)е聺仓笪蛎浽斐苫炷两抢?，或棱角處混凝土的水分被模板大量吸收致使混凝土水化不好?qiáng)度降低、過(guò)早拆除承重模板、拆模時(shí)棱角被碰掉、混凝土養(yǎng)護(hù)不到位、拆模方法及程序不當(dāng)?shù)取?/p>

1.4錯(cuò)臺(tái)與裂縫

錯(cuò)臺(tái)是指混凝土結(jié)構(gòu)物分縫處上下層錯(cuò)開(kāi)一定的距離，形成臺(tái)階的現(xiàn)象。橋梁墩柱混凝土錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因有：測(cè)量放線誤差過(guò)大且沒(méi)有對(duì)上層模板校正、安裝模板時(shí)沒(méi)有加固到位導(dǎo)致模板移位變形、下層模板頂部?jī)A斜或漲模后上層模板糾正復(fù)位形成錯(cuò)臺(tái)、模板安裝時(shí)上下層模板結(jié)合不緊密導(dǎo)致內(nèi)側(cè)沒(méi)有在同一直線上。

一般地，把混凝土局部或大面積開(kāi)裂分離而形成未閉合縫隙的現(xiàn)象稱為混凝土裂縫。引起橋梁墩柱混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多，諸如混凝土自身的干縮、基礎(chǔ)不均勻沉陷、溫度作用、外荷載、養(yǎng)護(hù)不到位、環(huán)境因素如氯離子侵蝕與凍脹等，混凝土在澆筑后一般都是帶裂縫工作，裂縫也是混凝土工程中最常見(jiàn)的病害之一，在施工和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的處理措施解決。

2橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷防治措施

2.1蜂窩與麻面防治措施

對(duì)于橋梁墩柱混凝土的蜂窩，在設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行嚴(yán)苛設(shè)計(jì)，并結(jié)合實(shí)際工程中的配筋和施工方案，選擇適宜的骨料粒徑，準(zhǔn)確稱量，以保證混凝土和易性。橋梁墩柱澆筑混凝土應(yīng)分層進(jìn)行，分層振搗，每層厚度不應(yīng)超過(guò)振搗棒作用半徑的1.25倍。上一層混凝土的振搗要在下層混凝土完成初凝前進(jìn)行，并插入下層約5cm左右。振搗時(shí)插點(diǎn)要排列均勻，以免造成振搗混亂而導(dǎo)致墩柱部分位置漏振。振搗過(guò)程一般以混凝土表面出現(xiàn)均勻的水泥漿且混凝土中不再冒泡為止，若振搗時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土不再產(chǎn)生明顯的下沉，表示混凝土已振實(shí)，即可停止振搗。振搗宜采用“快插慢拔”的方式進(jìn)行，必要時(shí)進(jìn)行“復(fù)振”。橋梁墩柱結(jié)構(gòu)的根部，應(yīng)在下部澆完間歇1—1.5h，待該位置混凝土沉實(shí)后，再澆筑上部混凝土，避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)“爛脖子”現(xiàn)象?；炷脸跄驖仓?2h后，可對(duì)橋梁墩柱混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14—28d。最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及環(huán)境條件，確定墩柱結(jié)構(gòu)的拆模時(shí)間并及時(shí)拆除模板。

橋梁混凝土墩柱麻面的預(yù)防措施與蜂窩相似，都要嚴(yán)格控制混凝土的配合比設(shè)計(jì)，并細(xì)化施工過(guò)程，嚴(yán)格控制混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)程序。一旦發(fā)現(xiàn)橋梁混凝土墩柱出現(xiàn)蜂窩、麻面現(xiàn)象，對(duì)小面積的蜂窩和麻面，將對(duì)應(yīng)部位洗刷干凈后，用白水泥和黑水泥的混合水泥砂漿抹平壓實(shí)，保證修補(bǔ)后混凝土的顏色與原有混凝土基本一致，二者比例根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。對(duì)于大面積的蜂窩和麻面，鑿去對(duì)應(yīng)部位的薄弱松散顆粒，刷洗干凈后，用比原混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí)的細(xì)石混凝土修補(bǔ)，再用白水泥和黑水泥的混合水泥砂漿抹平壓實(shí)，二者比例根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

2.2孔洞與露筋防治措施

在配合比設(shè)計(jì)與施工控制方面，橋梁墩柱混凝土孔洞的基本預(yù)防措施與蜂窩和麻面的較為類(lèi)似，都要嚴(yán)格控制混凝土的配合比設(shè)計(jì)，細(xì)化施工過(guò)程，嚴(yán)格控制混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等。此外，在墩柱鋼筋密集區(qū)，對(duì)混凝土進(jìn)行振搗時(shí)，宜采用“先調(diào)整后恢復(fù)”的方法，使得振動(dòng)棒的工作區(qū)域能覆蓋混凝土澆筑區(qū)域，保證墩柱結(jié)構(gòu)不漏振。一旦發(fā)現(xiàn)橋梁墩柱出現(xiàn)孔洞，先將孔洞周?chē)蓜?dòng)的部分鑿除并沖洗干凈，而后支模，用比原標(biāo)號(hào)高一級(jí)的細(xì)石混凝土在鑿除的區(qū)域進(jìn)行澆筑并振搗，修復(fù)平整，待混凝土完成養(yǎng)護(hù)達(dá)到其自身設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再用白水泥和黑水泥的混合水泥砂漿抹平壓實(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，二者比例根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

對(duì)于橋梁墩柱混凝土的露筋現(xiàn)象，施工之初應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及相關(guān)國(guó)家和行業(yè)規(guī)范要求加工鋼筋骨架，根據(jù)墩柱結(jié)構(gòu)內(nèi)部配筋的疏密程度，確定混凝土的骨料粒徑。模板工程完成后，應(yīng)仔細(xì)檢查鋼筋綁扎與墊塊，防止漏放墊塊或鋼筋固定出現(xiàn)紕漏。對(duì)于一些配筋特別密集的部位應(yīng)采用細(xì)石混凝土進(jìn)行澆筑。保護(hù)層位置的混凝土要加強(qiáng)振搗，防止保護(hù)層混凝土出現(xiàn)漏振或振搗不密實(shí)。當(dāng)橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)露筋現(xiàn)象時(shí)，其處理方式與孔洞處理方式一致。

2.3爛根與缺棱掉角防治措施

橋梁墩柱混凝土爛根的基本預(yù)防措施，與蜂窩和麻面的較為類(lèi)似，在嚴(yán)格控制混凝土的配合比設(shè)計(jì)，細(xì)化施工過(guò)程，把控混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等工序的基礎(chǔ)上，還要在澆筑混凝土前采用人工清理，確認(rèn)澆筑位置沒(méi)有雜物時(shí)，方可開(kāi)始澆筑。混凝土澆筑過(guò)程中控制混凝土澆注高度，墩柱過(guò)高時(shí)應(yīng)采取一定的輔助設(shè)施，避免集中一處下料，混凝土澆筑前期要控制混凝土的澆筑速度，澆筑過(guò)程中盡量減少側(cè)壓力。此外，模板要保證加固牢靠，墩柱根部的縫隙要堵塞嚴(yán)實(shí)，最好在模板底部外圍一周用砂漿堵縫。橋梁墩柱混凝土發(fā)生爛根時(shí)，其處理程序和方式與孔洞處理方式一致。

為防止橋梁墩柱混凝土缺棱掉角現(xiàn)象，除控制混凝土配合比和施工質(zhì)量外，拆除結(jié)構(gòu)承重模板時(shí)，要保證墩柱混凝土具有足夠的強(qiáng)度，如此，墩柱表面及棱角部位的混凝土才不會(huì)被損壞。拆模時(shí)要注意保護(hù)棱角，吊運(yùn)時(shí)注意模板不要撞擊棱角。此外，還要加強(qiáng)墩柱成品保護(hù)，模板設(shè)計(jì)要考慮拆模掉角的影響因素。冬季澆筑混凝土完成后，要做好混凝土的保溫工作，及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的防凍措施，避免混凝土受凍而降低自身強(qiáng)度。橋梁墩柱混凝土的缺棱掉角治理方法與爛根現(xiàn)象類(lèi)似，都是鑿除對(duì)應(yīng)部位混凝土并清洗干凈后，再用比原混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí)的細(xì)石混凝土填補(bǔ)并養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用混合水泥處治表面即可。

2.4錯(cuò)臺(tái)與裂縫防治措施

為防止橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，首先，須加強(qiáng)測(cè)量放線工作，進(jìn)行測(cè)量雙檢制，根據(jù)測(cè)量結(jié)果嚴(yán)格校正模板;其次，安裝模板時(shí)加固到位，確保模板位移變形在設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的范圍之內(nèi)，保證每層模板不出現(xiàn)傾斜或漲?，F(xiàn)象;最后，模板安裝時(shí)，上下層模板結(jié)合緊密，內(nèi)側(cè)調(diào)控在同一直線上。當(dāng)橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)時(shí)，先將突出的混凝土全部鑿除，預(yù)留3mm左右，然后進(jìn)行打磨處理，待整個(gè)混凝土面平整后，表面用白水泥和黑水泥的混合物涂抹，黑、白水泥具體比例由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，其目的是讓修補(bǔ)顏色和原顏色一致。

在引起橋梁墩柱混凝土裂縫的諸多原因中，以干縮、塑性收縮、溫度、沉陷的影響最為嚴(yán)重。為防止橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)干縮裂縫，拌和混凝土?xí)r宜選用收縮量較小的水泥，實(shí)際工程中大多用中低熱水泥和粉煤灰水泥，從而達(dá)到降低水泥用量的目的。混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中干縮受水灰比的影響較大，因此在設(shè)計(jì)配合比時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比，同時(shí)摻加適宜的減水劑，此外，須加強(qiáng)混凝土凝結(jié)硬化早期的養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長(zhǎng)整體養(yǎng)護(hù)時(shí)間。如有必要，可在結(jié)構(gòu)中設(shè)置適宜的收縮縫。

為防止橋梁墩柱混凝土出現(xiàn)塑性收縮裂縫，除嚴(yán)格控制混凝土水灰比、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)之外，在高溫和大風(fēng)天氣中，要對(duì)墩柱混凝土采取相應(yīng)的遮陽(yáng)和擋風(fēng)設(shè)施。沉陷裂縫主要預(yù)防措施有：在松軟土或者填土地基上進(jìn)行施工時(shí)，要預(yù)先對(duì)地基進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固;嚴(yán)防混凝土澆筑時(shí)地基被浸泡;溫度裂縫對(duì)橋梁墩柱等大體積混凝土的裂縫影響尤為嚴(yán)重，施工過(guò)程中一定要注意預(yù)防。首先，混凝土設(shè)計(jì)時(shí)盡量選用低熱或中熱水泥，并在保證水灰比的前提下，盡量減少水泥量，使水泥用量不超過(guò)450kg/m³;嚴(yán)格控制混凝土水灰比，普通橋梁墩柱混凝土水灰比一般不超過(guò)0.6;預(yù)留溫度收縮縫等。

3結(jié)束語(yǔ)

文中分析了橋梁墩柱混凝土常見(jiàn)的外觀質(zhì)量缺陷如蜂窩、麻面、孔洞、露筋、爛根、缺棱掉角、錯(cuò)臺(tái)、裂縫等，并從原材料選取、配合比設(shè)計(jì)，施工質(zhì)量控制、養(yǎng)護(hù)過(guò)程等方面分析了上述質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因。針對(duì)橋梁墩柱混凝土外觀質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的不同原因，提出了諸如嚴(yán)格控制混凝土的配合比設(shè)計(jì)，并細(xì)化施工過(guò)程，嚴(yán)格控制混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)工序，并對(duì)各個(gè)質(zhì)量缺陷的特殊性，提出了其他針對(duì)性的預(yù)防措施，尤其是孔洞、露筋、錯(cuò)臺(tái)、裂縫等外觀質(zhì)量缺陷，特別強(qiáng)調(diào)了施工過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。若橋梁墩柱混凝土已經(jīng)出現(xiàn)了上述問(wèn)題，本論述也提出了相應(yīng)的解決辦法。本論述的研究，對(duì)橋梁墩柱混凝土工程外觀質(zhì)量的控制，具有一定的參考與借鑒意義。