桥梁光洁面混凝土的施工方法

郑 磊 吴建兵

随着社会的不断发展,人民生活水平不断提高,人们对桥梁工程质量的要求越来越高,不但要求是优良工程,而且要求向精品工程方向发展,不仅要求内在质量优良,而且要求混凝土构筑物外观色泽一致,外表平整光洁(简称光洁面混凝土)。江阴市2006年在霞客大道桥梁工程中业主就是这样要求的。所谓光洁面混凝土就是不需通过后续人工饰面,而是采取一定的施工措施,使混凝土浇筑后表面平整、光洁。笔者参加了江阴市霞客大道A标段10座桥梁的建设,积累了一些成功或失败的经验,并进行了认真分析总结,认为光洁面混凝土施工主要抓好以下几个环节。

1 模板及其支撑体系

模板采用钢模或木模均可,但优先选用大块模板,尽可能地减少拼缝。我们根据不同构筑物,采用了不同材料的模板,对墩柱采用了整体对拼式钢模,对墩台采用了以角钢为骨架,贴18mm厚竹胶板组成的大块模板。除满足外观要求外,还对模板的刚度要求提高了一个等级,减少了模板的受力变形。技术上确保了混凝土的表面平整度,同样模板制作也要求板面平整不翘曲,接缝严密不漏浆、不错台。每块模板根据拼装顺序进行编号。模板安装前应对模板面圬垢进行彻底清除(钢模应进行除锈工作)。模板安装时,应涂刷清洁机油,严禁采用废机油,以免混凝土表面色泽产生不均匀,影响外观质量,机油涂刷程度以不挂油为适中。

模板支撑体系由模板、横档、竖档、内撑、外撑或对拉螺杆组成。横档及竖档的间距应满足模板在承受混凝土侧压力时不变形的要求。横档或竖档的接头各有一定的搭接长度,以防接头处发生变形。模板支撑体系用对拉螺杆,锚固在模板两侧外层的竖档或横档上,并辅以内撑及少量的外撑,这种方法有效地避免了胀模现象。为节省成本,在混凝土内的螺杆上套一个直径略大的塑料套管,这样使对拉螺杆可周转使用,并避免氧割对拉螺杆而使混凝土烧黑;抽出螺杆后用水泥砂浆将孔眼填平。水泥砂浆采用普通白色水泥和砂浆混合调制,调制各种材料的用量应经过试配,使水泥砂浆凝结后的色泽基本与混凝土色泽一致。当不采用对拉螺杆时,支撑必须加密,支撑要绝对牢固。另外,不管采用任何支撑方式,混凝土上料运输的脚手架不得与模板系统发生联系,以免在脚手架上运送材料和人工操作时引起模板变形或挠动模板。我们在江阴霞客大道A标A匝道桥施工一个墩柱时,由于工人操作不当,挠动定位外支撑,而使混凝土表面局部发生砂线、鱼鳞纹而推倒重来。

非承重模板的拆除,以保证混凝土表面不至于受损坏为宜。一般混凝土强度不宜低于2.5MPa。模板拆除时应轻放、严禁乱丢而影响下次使用,模板拆除后要及时修正清洁保养,忌用砂纸打磨(钢模除外)或刀割,以免造成粗糙面。

2 混凝土配合比及原材料

混凝土的外观质量与混凝土配合比及原材料的质量息息相关。在配合比设计中,水泥用量多,混凝土光洁面效果自然要好。低强度等级混凝土,水泥用量较少,如果没有较丰富的施工经验是难以达到光洁面效果的。水泥用量一般不宜少于250 kg/m3,水泥强度等级与混凝土设计强度等级值之比不宜大于1.7,水泥强度等级过高,水泥用量少混凝土拌和松散。在拌合物中,如用水量多,坍落度过大,由于钢模不能吸收水分,使水分蒸发后在混凝土表面下形成较多蒸汽孔。因此,坍落度宜控制在3cm～5cm,无筋或少筋可控制在1cm～3cm,水灰比不宜大于0.55。为减少用水量,同时满足和易性的要求,掺加减水剂是一种较好的措施。另外,掺加粉煤灰可以弥补低强度等级混凝土中水泥用量少的缺点,浇筑出来的混凝土光面效果很好,但颜色较暗。混合料级配不恰当时空隙较大,造成混凝土不密实,容易形成蜂窝麻面。另外,砂用量过少时骨料偏粗,混合料保水性差,泌水性大,在混凝土表面形成鱼鳞纹。泌水性大小还与水泥品种有关。矿渣硅酸盐水泥泌水性大,而硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,灰质硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥泌水性较小。因此,应优先使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

3 施工工况

混凝土施工主要应掌握好混合料的搅拌、浇筑、振捣3个环节。混凝土搅拌要求原材料计量准确,拌制机械宜选用强制式拌合机,拌制时间不宜少于1.5min。浇筑过程中,为防止离析自由倾倒时距离大于2 m,必须设减速槽。如有离析的混凝土,需充分拌匀以免形成蜂窝麻面。混凝土要求分层浇筑,每层不超过30cm。在前层混凝土初凝成型前应完成上层混凝土的浇筑,超过重塑时间必须按施工缝处理。对施工缝的处理应在混凝土强度达到2.5MPa以上时进行人工凿毛,清理干净,才能继续浇筑,否则不仅容易破坏混凝土的结晶体,而且外观上形成难以处理的明显层印。为避免形成施工缝,施工前应配备备用机械设备,如拌合机、发电机、振捣器等,以防设备故障造成施工停顿。混凝土振捣也是一个重要环节,应由熟练认真负责的专人来操作。漏振或振捣不实容易形成蜂窝麻面或气孔较多。过振也会使混凝土造成离析和泌水,粗骨料下沉,砂浆上浮且表面形成鱼鳞纹。用振动棒时要快插慢拔,每一部位振捣时间以混凝土面不下沉,不冒气泡,表面呈平坦、泛浆为宜。振动棒移动间距超过作用半径的1.5倍,插入下层混凝土5cm～10cm,距离模板应保持10cm的距离,避免振动棒碰撞模板和对拉螺杆。

4 施工管理

许多光洁面混凝土失败的一个重要原因是施工管理不善,条件准备不足或材料不合格就开工浇筑。有些施工人员不按操作规程施工,技术人员施工前也不认真进行技术安全交底。因此,抓工程质量需要首先从抓施工管理入手,制定有效的管理制度和奖罚办法并认真落实,这是保证施工质量的前提条件。

[1] 李丽慧,李肇新.普通混凝土配合比设计浅议[J].山西建筑,2009,35(14):147-148.