【摘要】
清水混凝土的施工是一项综合混凝土配合比、施工质量、成品保护和模板体系等方面的综合性技术。清水混凝土与普通混凝土的应用同样适用和广泛,同时满足环保的理念。清水混凝土的应用给我们的施工组织过程提出了更高的要求。清水混凝土施工技术近年来广泛应用于房建、桥梁、景观工程中。本文简述了城市高架桥的发展情况,通过青岛市新机场高速连接线(双埠-夏庄段)工程在施工中对清水混凝土的施工工艺的总结与不断优化,总结出相对稳定的施工工艺。
【关键词】
城市高架桥;清水混凝土;墩柱
【引言】
随着我国经济的快速发展,特别是改革开放以来,城市化进程明显提速,加之近些年生活水平提高,各地汽车保有量持续上涨,居民出行以车代步日益增多。另外自行车的大量增加,使机动车与非机动车,车辆与行人的相互干扰日趋严重,加之常规的平交路口交通方式已经不适应,为解决交通拥挤、车速下降、事故增多等问题,各大城市相继修建高架桥作为城市快速路,从空间上分开,各行其道,互不干扰,从而提高车速和路口通行能力。近些年极具建筑现代主义的清水混凝土兴起并得到快速发展,清水混凝土构造独特的清洁感、素材感等出色的美学表现得到了社会的一致认可。但是目前清水混凝土的施工工艺尚无固定的材料配合比及表现出色的施工工艺。
有幸组织参与青岛市新机场高速连接线(双埠-夏庄段)工程,在工程设计阶段,经过反复比选、讨论,确认了清水混凝土的双柱花瓶式墩柱、半隐形“倒T盖梁”、预制小箱梁等桥梁结构,均采用清水混凝土施工工艺。这不仅是青岛城市高架桥行业清水混凝土的开篇之作,更是“清水出芙蓉,天然无雕饰”的通往青岛市胶东机场的“素颜美女向导”。作为青岛新大门的引路者,工程被列为青岛市2020年头号重点项目,给参与项目的每位建造者都提出了更高的要求。
清水混凝土系一次成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然色作为饰面,因此要求混凝土表面平整光滑,色泽均匀,无碰损和污染,对拉螺栓及施工缝的设置应整齐美观,且不允许出现普通混凝土的质量通病。为避免出现色差、气泡、黑斑等质量问题,必须从清水混凝土材料配合比,模板体系的设计、制作与安装、脱模剂的选择与施工控制、混凝土浇筑、养护等全过程采取有效且有力措施加以控制,以保证混凝土的装饰效果,并做到对整个施工过程踏步式、跟踪式管理,紧抓全过程各个工序的预控、过程监督并及时总结复盘,提取施工经验,在施工过程中进行反馈调整。城市高架桥的清水混凝土墩柱的外观质量好坏是大众能够最直观评定清水混凝土施工质量的依据,而清水混凝土构筑物中,墩柱是率先进行施工的,所以要求反应迅速。
以下对清水混凝土的施工质量控制各工序进行重要程度及关键控制要点分析。
一、材料:影响指数★★★★★
1.配合比情况。配合比得到认可后,要保证能够按照设计配合比进行材料拌和施工;
2.粉煤灰质量。粉煤灰质量若太差,或掺入过量,会出现振捣时,由于密度小,粉煤灰集中到模板接触面上,拆模时会出现粉煤灰沾模板现象,导致清水混凝土表面不光滑;
3.砂使用含泥量<2%的水洗河砂,保持砂的稳定性与清洁度;
4.石子选用玄武岩,保持清洁度。市场上的安山岩价格相对较低,极容易出现混淆,石子含泥量<0.5%;
5.发料时,要派专人到商混站驻站,主要检测控制室是否依照配合比配料,使用原材料是否合格,出厂坍落度扩展度是否合格;
6.现场要料时要注意混凝土材料的连续性,依据运距及交通拥堵情况,提前规划材料拌和时间,既要保证从拌和到使用时间基本一致,又要保证现场混凝土材料的连续性,但是不可现场堆积材料过多,一车一车发料,以免现场发生突发事件,造成现场材料堆积。
二、模板:影响指数★★★★★
1.模板材料:选用不锈钢模板与普通钢模板要依据工程具体情况。本项目墩柱使用的是不锈钢模板,水性脱模剂,若使用长效脱模剂(模板漆),则建议使用普通钢模板,摩擦系数较大,脱模剂不易破坏,可以更好地结合;
2.脱模剂:要依据图纸要求混凝土标号的不同及配合比情况,自行选择脱模剂种类,可在正式浇筑前,多浇筑试验墩,标明脱模剂类型,选择最佳效果且效果稳定的脱模剂最终选用。脱模剂最好要喷刷使用,较为均匀,喷刷完成后,注意覆盖,避免二次污染;
3.模板清理:模板在使用前,要彻底清理光洁,表面溅的水泥点等污染物均要处理掉,不平整处轻微打磨,打磨完成后方可喷(涂)刷脱模剂;
4.模板安装:模板在安装前,再次检查模板清洁程度,如果出现污染,污染处使用无纺布擦拭光洁,重新喷涂脱模剂,后可以使用,吊装过程专人指挥,防止模板面受到撞击破坏;
5.模板固定:模板固定时,已经拼接完成,但要避免模板在加固时,小螺丝未上紧即上大螺丝,容易出现二次错缝现象。现场要加强管理,固定过程及固定完成后,均要检验模板,以免出现错台及漏浆现象;
6.安装完成后保护:模板安装完成后,要进行验收,验收完成后至浇筑之前,需要对内部进行保护,若降雨或上部作业等,需使用薄膜将墩柱顶口覆盖保护,防止降雨等对模板内部产生污染。
三、钢筋:影响指数★★★★
保护层厚度:钢筋对清水混凝土表面质量同样存在影响,钢筋的下料以及安装位置不同,均会造成保护层厚度不均,不均匀会造成混凝土成型颜色的色差,由于钢筋与混凝土材料收缩指数不同,极易出现裂缝现象。所以要保证钢筋的位置,更不能出现钢筋直接接触模板,出现没有保护层的现象。
四、浇筑施工:影响指数★★★★★
1.浇筑方式:使用吊斗或泵送方式,需根据现场实际情况而定。吊斗浇筑时间过长,需要每车方量小,否则极易发生浇筑时间过长,混凝土发生变性现象。无论使用吊斗或泵送,均需使用串筒将材料送至底部,且不易溅起水泥浆污染模板内部表面;
2.分层厚度:正常分层厚度50厘米,两侧墩柱同时均匀浇筑,保证模板均匀受力,若过厚容易引起气泡排出不顺畅,出现表面大面积气泡现象。每层浇筑间隔时间不易过长,否则容易出现明显的分层线;
3.振捣:选用的振捣方式应在试验墩期间反复推敲,选用经验丰富的振捣师傅,及时与其沟通,经验丰富的振捣师傅,能够比较从容应对现场振捣过程中发生的情况,对振捣的质量有初步判断。振捣过程对混凝土的表面质量极为重要,振捣不仅使混凝土排出气泡,更是使混凝土密实、均匀。过振容易出现泌水、砂线,少振容易出现气孔甚至是蜂窝等现象。
五、拆模:影响指数★★★★
1.模板拆除时间:模板拆除时间要依据具体温度、强度情况而定,需考虑模板周转效率,及时对同条件试块进行试验,以同条件试块达到设计强度75%且保证棱及表面不造成破坏,方可拆除模板。模板拆除后,及时观察拆除时间是否过早或过晚,在后续施工过程中及时进行调整。
2.碰撞:由于模板固定螺栓较多,拆除前,要保证关联螺栓全部拆除,柔性材料将模板与混凝土分离,专人指挥吊车垂直上吊模板,切勿在拆除过程中发生模板与混凝土表面的碰撞。
六、养生:影响指数★★★★
1.包裹:模板拆除完成后,顶部盖梁预埋钢筋做防锈处理,防止预埋钢筋锈蚀流下的锈水污染墩柱表面,使用薄膜将墩柱整体包裹,保留到盖梁施工结束,防止盖梁施工污染墩柱表面;
2.洒水:将集水桶放置至墩柱顶,四周连接出水管,均匀沿墩柱向下滴流,注意保证桶内的水位,持续保证表面湿润,及时调整滴水管位置。
七、其他表面质量问题及原因分析:影响指数★★★★
1.发黄带砂:分析为外加剂中减水剂与水泥不匹配,发生化学反应,拆模后及时将泛砂出擦拭干净,及时分析原因;
2.表面发蓝:初步分析为水泥或外加剂与矿粉中的铁离子发生化学反应,造成表面泛蓝色的现象。该现象随时间推移会减弱;
3.表面气孔:砼本身就带有大气泡,消泡剂通常会将气泡粉碎,若砼材料均匀,不会出现该现象,应为更大的气泡被粉碎至可见的气孔大小,或砼材料不均匀导致。
【总结】
通过清水混凝土墩柱施工,使全体参建人员加深了对墩柱施工工艺及对清水混凝土特性的理解,增强了其质量意识。同时也发现了在施工过程中存在的问题,针对问题我们及时提出了改进措施。经过清水混凝土墩柱施工,既验证了墩柱工程施工方案的可靠性、合理性,又在施工过程中不断更新、改进。后续施工中我们将发扬优点,继续改进或优化工艺方案,认真听取相关的意见,优质、安全地完成我标段所有清水混凝土施工,并将清水混凝土的经验合理运用到后面的清水混凝土施工过程。
城市高架桥作为城市永久的建筑物,在满足交通功能需求的前提下使桥梁形式精巧、美观,能够改善或提升工程沿线的城市景观和环境。清水混凝土的高架桥更是能够作为景观工程来提高城市的形象。作为一个城市非常重要的基础设施,除了缓解交通拥挤、改善交通状况的基本功能外,其也是展现一个城市经济、技术实力和文化水平的窗口。因此,清水混凝土的施工质量尤为重要,要努力打造精品工程,给城市营造安宁、舒适的生活环境提供保障。
(作者单位:青岛巨源建工集团有限公司)
【参考文献】
1.《城市桥梁工程施工与验收规范》(CJJ2-2008);
2.殷钰 徐花珍 伦世友《浅谈消除清水混凝土桥梁柱子表面气泡的措施》水泥 2019年S1期 第35-38页