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摘要:为提高公路桥梁混凝土的质量,文章列举了公路桥梁混凝土存在的质量通病,包括原材料质量不合格、混凝土蜂窝、麻面、孔洞、漏筋等等,并分析了每种病害的成因。为防止桥梁混凝土出现以上这些病害,指出需要严格把控混凝土施工过程中的原材料选择、配合比设计、拌合与运输、模板安装、浇筑和振捣以及养生等各个工序。在桥梁混凝土施工完成后,还要对其质量进行检测,文章列举了检测的常用方法,阐述了每种方法的基本原理,分析了每种方法的优缺点,并推荐采用回弹法检测桥梁混凝土质量,采用工程实例说明了回弹法检测桥梁混凝土强度的原理及数据分析过程。指出通过对桥梁混凝土施工全过程控制及施工完成后的质量检测进行把控,进而提高整个桥梁工程的质量。
关键词:公路桥梁;混凝土;施工质量;回弹法
1引言
公路桥梁是我国公路交通的重要组成部分,而混凝土施工又是桥梁施工的关键工序。现阶段,公路桥梁混凝土依然存在原材料质量控制不严格、混凝土蜂窝、麻面、孔洞、漏筋等质量通病,因此施工中应该严格把控各施工工序,进行混凝土施工的全过程控制,保证混凝土的施工质量。
2桥梁混凝土施工中常见质量问题
2.1原材料质量不合格
在桥梁混凝土施工过程中,需许多施工单位为了获取更大的利润,在选择材料时对于材料价格方面考虑较多,可能会选取一些性能较差但价格低廉的材料[2],从而导致混凝土出现安全质量隐患。
2.2混凝土蜂窝
混凝土蜂窝是指混凝土局部酥散,石子较多但砂浆量却很少,导致石子间出现空隙,外观表现为类似于蜂窝的孔洞[3]。出现蜂窝的原因有:混凝土配合比不当;混凝土搅拌时间短导致混凝土不均匀;未振捣至密实状态;混凝土下料方式不正确,没有分层下料,或是下料前未设置导筒,导致混凝土离析;混凝土模板存在缝隙,导致水泥浆流失;钢筋间距小,粗集料粒径过大,钢筋阻隔了粗集料的通过[4]。
2.3混凝土麻面
混凝土麻面是指混凝土局部表面砂浆量不足,导致表面粗糙不平整,出现小凹坑和麻点。出现混凝土麻面的原因有[5]:脱模剂涂刷不均匀或模板部分位置漏刷,使得脱模时模板与混凝土发生粘连;混凝土振捣不密实,导致模板表面存在气泡;模板表面粗糙,或粘有杂质;模板拼装存在缝隙造成漏浆。
2.4混凝土孔洞
混凝土孔洞是指混凝土结构内部空隙尺寸较大,局部没有混凝土或蜂窝情况特别严重,造成钢筋局部或全部裸露。造成这种问题的主要原因有:在钢筋布设较密的部位或预留孔洞和埋件处,混凝土无法正常下料;振捣不到位;混凝土离析或出现严重跑浆现象[6]。
2.5混凝土漏筋
混凝土漏筋是指混凝土内部主筋和副筋局部裸露在结构表面的现象。出现漏筋的原因有:振捣导致保护层垫块移位,使得模板直接与钢筋接触;钢筋布设间距较小,粒径较大的碎石被卡住,导致钢筋周围空隙无法被混凝土充满[7];混凝土离析或模板不严密造成漏浆,使浇筑部位缺浆;振捣棒撞击到钢筋,导致钢筋移位;过早拆模,混凝土边角脱落造成漏筋。
2.6混凝土施工缝夹层
混凝土施工缝夹层是指施工缝处的混凝土缺乏较好的结合,导致出现缝隙或缝隙中存在杂物。出现施工缝夹层的原因主要为:混凝土分层浇筑时,下层混凝土初凝后再浇筑上一层混凝土,使上下两层混凝土间粘结力受到了影响;下层混凝土表面存在杂物,施工人员在浇筑上层混凝土时未进行处理,导致杂物混入混凝土内部。
3桥梁混凝土质量问题控制措施
3.1混凝土原材料的选择
原材料必须从正规厂家进料,严禁以次充好。施工过程中,建设单位和监理单位也必须按规定对施工原材料进场抽检,检验合格的原材料方可使用。
3.2严格进行混凝土配合比设计
混凝土配合比应根据桥梁混凝土强度等级、和易性和耐久性等要求确定,生产配合比应结合施工现场原材料的含水率确定[8]。必须严格进行混凝土配合比设计,在实验室经过试配确定。当施工现场原材料出现较大变化时,必须进行配合比调整,以保证混凝土质量。混凝土的强度和水灰比必须严格按照设计与施工要求确定,并满足现场施工的要求。
3.3混凝土的拌合与运输
为了保证混凝土配合比准确,混凝土搅拌设备必须经过标定后方可使用。混凝土拌合过程中严格控制加料顺序和拌合时间,不得随意调整混凝土配合比。混凝土应保证拌合均匀,不得出现离析和泌水等现象。混凝土拌制完成后,应取样检测坍落度,并制作强度试件[9]。为了防止混凝土离析,运输应采用水泥混凝土搅拌运输车。混凝土施工应连续进行,运输到施工现场混凝土必须保证和易性符合要求。现场检测混凝土有无离析和泌水现象,并检测坍落度是否符合要求。泵送混凝土施工时,应保证混凝土的可泵送性,防止混凝土离析和堵管[10]。
3.4模板的安装
模板应采用不易变形的钢模板,并对其表面的杂质进行整修。模板安装必须保证平整,接缝处封堵严密不漏浆。为了方便脱模,应在模板表面涂抹脱模剂,但不得使用废机油,以防污染混凝土表面。安装模板时应注意保证钢筋保护层厚度,不得出现漏筋现象。保证模板支撑质量,防止在混凝土施工中出现跑模现象。
3.5混凝土的浇筑和振捣
混凝土浇筑过程中应注意防止离析,做好振捣,保证混凝土密实。当浇筑高度超过2m时,必须采用串筒、溜槽等设施辅助施工,以防止混凝土离析。混凝土浇筑厚度不宜过大,以保证混凝土振捣质量,分层施工时应在90min内进行上层混凝土浇筑,防止混凝土凝结产生工程缝[11]。混凝土振捣必须保证振捣时间和深度的要求,以防止振捣不均匀导致出现分层、泌水等现象。施工中应加强监管,保证混凝土的振捣质量。
3.6混凝土的养生
混凝土养生必须保证湿度和温度,并将混凝土用土工布或麻袋覆盖,定期向混凝土表面洒水,防止混凝土产生干缩裂缝。夏季施工中混凝土表面温度不宜过高,冬季施工时应注意保温。当施工现场的同条件养生试块强度达到设计要求时,即可拆模。拆模时应注意保护混凝土,不得锤击模板,防止损坏混凝土。拆模后如果发现混凝土表面存在蜂窝麻面现象,应采用同标号砂浆进行修补。
4桥梁混凝土质量检测方法
4.1桥梁混凝土常见质量检测方法
为保证桥梁混凝土的质量,除了在施工中严格把控各个施工工序,还要强化混凝土的质量检测验收工作,及时发现并整改质量问题。桥梁混凝土质量检测方法主要有回弹法、钻芯法、超声回弹综合法[12]等。
4.1.1钻芯法
钻芯法是利用专用钻,从混凝土中钻取芯样,以检测混凝土强度或观察混凝土内部质量的方法,是一种半破损的质量检测方法。钻芯法可以准确反映混凝土内部强度和内部结构情况,但会造成混凝土结构破损,若钻取位置不当,还可能会影响预埋管线的正常工作,而且钻芯后需要对孔洞进行回填。
4.1.2超声回弹综合法
超声回弹综合法是综合利用金属超声波和回弹仪,在构件一侧测量混凝土的回弹值和声时值,再利用公式计算出混凝土的抗压强度。此方法可以更全面地反映混凝土质量。
4.1.3回弹法
回弹法是一种间接测试方法,利用回弹仪测试混凝土表面的回弹值及碳化深度值,通过测强曲线推定混凝土的抗压强度,这是一种无损检测技术。回弹法灵活方便、操作简单,因此是目前桥梁工程混凝土质量检测的常用方法,本文也推荐使用此种方法进行混凝土质量检测。
4.2利用回弹法检测桥梁混凝土质量案例
某高速公路特大桥全长1207m,起点桩号为K86+356.30-K87+563.30。设计桥跨结构采用预应力混凝土双线连续梁,桥梁混凝土施工采用现浇施工。桥梁混凝土强度为C50,施工中注重对混凝土的质量控制,并对混凝土强度采用回弹法进行检测。
4.3回弹值测量与数据处理
进行强度检测的构件应达到28d龄期,保证进行桥梁混凝土回弹值测量数据收集时,应对构件分测区进行检测,每个测区测量16个回弹值。剔除其中3个最大值和3个最小值,取中间的10个测量值,计算平均回弹值Rm。回弹法检测桥梁混凝土强度如图1所示,检测结果详见表1。对桥梁混凝土构件分5个测区测量回弹值,将中间测量值取平均值后得到5个测区平均回弹值Rm分别为47.8、49.4、44.4、50.3、47.0,将其带入公式3-1计算得到各个测区的抗压强度如表1所示。通过对表1数据进行分析可知,所测各构件的抗压强度均高于混凝土设计等级C50,符合设计要求,混凝土强度合格。
5结语
桥梁工程的质量很大一部分取决于混凝土的质量,因此要严格把控混凝土施工过程中的原材料选择、配合比设计、拌合与运输、模板安装、浇筑和振捣以及养生等各个工序,防止桥梁混凝土出现质量问题。桥梁混凝土的质量检测对于混凝土质量也至关重要,常用的质量检测方法有回弹法、钻芯法和超声回弹综合法等,其中回弹法相较于其他两种方法操作更加灵活方便,因此推荐使用回弹法检测混凝土质量。
作者:梁超 单位:内蒙古高速公路工程检测有限责任公司