浅析水工大体积混凝土施工过程中的常见病预防

1、浅析水工大体积混凝土施工过程中的常见病预防薛 伟 孙向楠（葛洲坝集团第五工程有限公司 湖北宜昌 443002）【摘 要】：大体积混凝土施工的“常见病”和“多发症”是影响混凝土内部质量和外部可观性的重要因素。本文从混凝土施工工艺的各个环节阐述了病害产生的机理和克服施工常见病的一般做法，为提高水工大体积混凝土施工质量提供了依据。【关键词】：水工混凝土 施工 常见病经常或周期性地受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土，称水工混凝土。水工混凝土质量要求与一般工业民用建筑混凝土不同，它除满足强度要求外，还要根据其所处的部位和工作条件，分别满足抗渗、抗冻、抗裂、抗冲耐磨、抗侵蚀等要求。众所周知，水工混凝土施工工艺流程的主要程序包括仓面准备与组织、仓面布料、平仓、振捣、养护、表面处理、通水冷却等。混凝土施工质量的好坏，涉及工程的安危，不断提高施工技术和工艺水平，对保证工程质量具有重要作用。水工建筑物混凝土质量缺陷主要包括蜂窝、麻面、错台、漏浆、挂帘、气泡、空洞、冷缝、夹层、裂缝、千层饼等，这些都为大体积混凝土施工的“常见病” 、 “多发症” ，影响混凝土内部质量和外部美观。水工混凝土一般都是大体积，浇

2、筑速度快，机械化作业程度高。产生混凝土质量缺陷的原因很多，涉及到原材料质量、混凝土生产运输、混凝土平仓振捣和混凝土护理等环节。本文就混凝土施工过程中的一些操作和行为来阐述产生这些缺陷的原因或病理，同时规范施工工艺。1基础处理建筑物混凝土基础建基面处理不合格，混凝土与基岩面不能很好得结合为一整体，不仅会造成渗漏通道，重要的还会影响结构稳定性。对于基岩面的地基处理，主要是对松动岩块、夹层和承压水等的处理，并始终保持仓面洁净和湿润。基岩面上的杂物、泥土、油污、灰浆等必须清理干净，撬除松动、软弱、尖峭和反坡岩块，总的原则是保证基岩面坚固、完好、清洁，使之与混凝土结合良好。有承压水时，要采取合理的引水或截水等技术措施。对于土基，应根据技术规范要求将开挖基础时保留的保护层挖除，清除杂物，用碎石垫底，上盖湿砂，并加以夯实，然后才能浇筑混凝土。2混凝土铺料水工混凝土浇筑主要采用平层浇筑法（平铺法）和台阶浇筑法（台阶法） ，不允许采用滚浇法。是采用平铺法还是台阶法，应根据仓面大小、混凝土入仓速度、仓面平仓振捣机械设备组合、混凝土初凝时间、气候条件等具体确定。铺料方法和顺序不当，新混凝土覆盖不及时，老混凝

3、土已经初凝结合为一体，即老混凝土表面的乳皮无法在振捣中消失，结合面就成为软弱带，构成“冷缝” ，造成混凝土内部缺陷，严重的会产生渗漏通道。特别是在高温季节浇筑混凝土，要进行合理的仓面铺料设计。混凝土浇筑应按照一定的厚度、顺序和方向，分层进行。水工结构物常态混凝土施工中，铺料厚度一般采用 3050cm。不管采用何种铺筑方法，浇筑时相邻两层混凝土的间歇时间不允许超过混凝土铺料允许时间。平铺法由于层次分明，不易漏振，便于机械化施工，而且便于多台机械共同浇筑一个仓位，因此是混凝土施工中最常用的一种铺筑方式。采用平铺法浇筑，为不超过允许间隔时间，必须加快混凝土的入仓速度。当浇筑仓面面积较大，混凝土拌和运输入仓等生产能力相对较低，采用平铺法施工无法满足铺筑层间允许间隔时间，可采用台阶法铺筑。同时台阶法铺筑方式可使新浇筑混凝土较快的将下一层混凝土覆盖，从而使浇筑层面与大气接触面积较小，接触时间较短，对防止夏季预冷混凝土热量倒灌有利。混凝土铺筑采用台阶法要注意台阶层次分明，台阶宽度不宜过小，同时加强保持老混凝土面接头的湿润和清洁。3混凝土平仓平仓是把卸入仓内成堆的混凝土摊平到要求的均匀厚度。进入浇筑仓

4、内的混凝土应及时平仓，不得在仓内堆积。平仓不规范会造成混凝土离析、泌水、漏振等，产生内部空洞或蜂窝，严重影响混凝土质量。平仓过程应尽可能采用平仓机具，局部辅以人工。目前对于大面积仓面，可根据铺料方法采用平仓机、平仓振捣机、振捣器等机械进行平仓。对于靠近模板和钢筋密集的地方，止水、止浆片底部，空间狭小地带要人工送料填满，以免发生混凝土架空现象。采用振捣器平仓时，应将振捣器斜插入混凝土料堆下部，使混凝土向操作者位置移动，然后一次一次地插向料堆上部，直至把混凝土摊平到规定的厚度为止。如将振捣器直接垂直插入料堆顶部，平仓工效固然较高，但易造成粗骨料沿锥体四周下滑，砂浆则集中在中间形成砂浆窝，影响混凝土匀质性。经过振动摊平的混凝土表面可能已经泛出砂浆，但内部未完全捣实。平仓过程中，仓内若有粗骨料堆叠时，应将其均匀捡开分布到砂浆较多处。若直接用水泥砂浆覆盖，很容易造成蜂窝。4混凝土振捣振捣就是振动捣实，尽可能减少混凝土中的空隙，清除混凝土内部孔洞和蜂窝，提高混凝土的最大密实度。振捣是保证混凝土浇筑质量的关键工序，漏振、欠振、过振等都会影响混凝土质量。混凝土浇筑应先平仓后振捣，振捣在平仓之后立即进行

5、，此时混凝土流动性好，振捣容易。切不可将平仓和振捣合二为一。素混凝土或少筋混凝土，宜用大直径的振捣器；坍落度小的干硬性混凝土，宜选用高频率和振幅较大的振捣器。对预埋件周边混凝土进行振捣时，应选用灵活一些的软轴振捣器甚至采用人工捣棒，专人负责。振捣作业路线保持一致，并按顺序依次进行，以防漏振。振捣棒尽可能垂直地插入混凝土中，并插入下层混凝土 5cm 左右，使上下两层结合良好。振捣时间和混凝土坍落度、石子类型及最大粒径、振捣器的性能等因素有关，以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准，一般为 2030s。振捣时间过长，使砂浆上浮过多，石子集中下部，混凝土产生离析，严重时整个浇筑层呈“千层饼”状态；振捣时间过短，混凝土内部不密实。振捣棒应快插、慢拔。插入过慢，上部混凝土先密实，就会阻止下部混凝土中的空气和多余水分向上逸出，混凝土内部气泡多；拔得过快，周围混凝土来不及填补振捣棒留下的孔洞，将在每一层混凝土的上半部留下砂浆柱，影响混凝土强度。出现砂浆窝时应将砂浆铲出，用脚或振捣棒从旁将混凝土压送至该处填补；如出现石子窝，将松散石子铲出后同样方法填补。目前大体积混凝土施工引进了带有多

6、个振捣棒头的振捣机，提高了混凝土振捣效率和工程质量。5仓面水处理仓面外来水或混凝土泌水必须及时排除，否则会影响混凝土的和易性，破坏其结构组成。混凝土浇筑过程中要做到以下几点：严禁在仓内加水；混凝土和易性较差时，采取加强振捣措施；雨天浇筑混凝土时，要加强仓内排水，避免外来水流入仓内，特别雨后恢复浇筑前先排除仓内积水。6收仓面混凝土收仓面应浇筑平整。对收仓面要进行妥善保护，收仓后最好设置专用交通通道，避免和减少在收仓面上留下过多的脚窝和棒坑，更不能堆积重物，否则会破坏表面平整度，严重时可能会产生表面拉裂缝或局部蜂窝。对于在高温季节施工预冷混凝土时，混凝土收仓完成后，由于混凝土内部温度还较低，而外部气温较高，在混凝土从初凝到终凝的这段时间里，由于内外温差较大，而这时混凝土的养护不及时或者不完善的话，混凝土表面容易出现一些温度裂缝，而周围有模板覆盖部位的混凝土很少出现此类情况。混凝土收仓后采用隔热材料及时覆盖是减少混凝土收仓表面温度裂缝的重要措施。混凝土收仓后，在进行施工缝面处理以前，混凝土的抗拉强度不能低于2.5Mpa，否则会对所浇筑的混凝土造成扰动或表面破坏等后果。7缝面处理混凝土施工缝面

7、处理有压力水、风砂枪、刷毛机、人工凿毛等方法。近年来大体积混凝土一般都采用有成功经验的高压水冲毛技术，要求冲毛后处理后混凝土缝面无乳皮，无水锈青苔杂质，露出粗砂。如果达不到该处理程度，势必影响混凝土的层间结合，形成“冷缝” 。高压水冲毛关键是掌握冲毛时机，过早会对所浇的混凝土造成扰动或表面破坏，并造成混凝土浪费；过迟则混凝土变硬，不仅增加工作难度，而且不能保证质量。混凝土收仓后的冲毛时间一般与混凝土初凝时间、气候条件、混凝土温度等有关，并根据现场试验确定。三峡工程高压水冲毛时间以收仓后 2436 小时为最佳，埃塞俄比亚 TEKEZE 大坝当地气温偏高，加上混凝土配合比因素，冲毛时间控制为收仓后 810 小时。同时，为了要保证冲毛效果，混凝土收仓面要基本平整，排除仓面积水和堆积物。最后一次冲毛必须在下一层开仓前 24 小时以内，以防产生二次水锈。8停仓处理混凝土浇筑过程遇特殊情况不能持续浇筑或仓面混凝土初凝并超过允许面积时，应采用停仓处理，采取停仓是一项控制仓面不良势态继续扩展的措施。采取停仓措施后，水平面要收面平整，接头处理成斜面。对停仓的仓面在恢复浇筑前，按照施工缝面处理，目的是使新

8、、老混凝土结合良好，所以要清除老混凝土表面的软弱层，打掉出露 2/3 的粗骨料。新混凝土覆盖后，要特别注意斜坡处的振捣工艺，满足规范要求。振捣棒垂直插入，并且先振低处，再振高处，否则在振捣低处的混凝土时，已捣实的高处混凝土会自行向下流动，致使密实性受到破坏。9混凝土护理养护是保证混凝土各项性能指标全面正常增长的关键工序，一是创造条件使水泥充分水化，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因外界因素影响出现不正常的收缩、裂缝、破坏等现象。养护一般在混凝土收仓完成后进行，目前养护方法主要以洒水、流水养护居多。为提高养护质量，必须保证养护的均匀性和连续性，在有条件的情况下，应优先采用长流水养护，以满足混凝土性能正常增长。养护时间的长短取决于当地气温和水泥品种，当平均气温在 10C 左右时，用硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得小于 14d；用火山灰质水泥、矿碴水泥拌制的混凝土养护时间不得小于 21d。大体积混凝土的养护时间更应长些。冬季为了防止新浇混凝土发生冷冻，应采取保温措施，减少洒水次数，0C 以下停止洒水。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常常引起水分损失

9、，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响，产生干缩。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应该切实重视起来。10模板对混凝土质量的影响模板是成型混凝土的工具，是作为一种承受混凝土顶、侧压力的受力结构。传统的内拉式模板和现在广泛使用的悬臂模板，其面板筋肋、横竖围檩系统等受力构件均需满足这种构造的受力要求。模板装拆虽然是一项临时性工程，但对混凝土工程的质量、进度、造价影响很大。模板在施工过程中的“多发症”主要有以下几个方面：一是模板刚度不足，造成混凝土“鼓包” ，甚至发生质量事故；二是模板支撑不牢固，浇筑混凝土时，模板会产生“跑模” ，使结构尺寸及位置出现偏差，严重的造成坍塌事故；三是模板不牢固、接缝不严密，造成混凝土漏浆，出现蜂窝、麻面；四是模板表面粗糙、不平滑，脱模剂涂刷不合格，造成混凝土外观麻面；五是模板拆除不当，混凝土表面产生损伤或裂缝。慎重选择模板类型，合理组织模板作业，严格现场操作工艺，提高模板周转次数，对保证混凝土质量，降低工程造价，加快施工进度有着十分重要的作用。11钢筋对混凝土质量的影响钢筋是混凝土中的重要骨架，直接决定着结构物的强度和稳定性。钢筋施工过程中，常被忽视的方面主要包括钢筋表面不洁净，如锈蚀、灰浆、油污等都会影响钢筋与混凝土的结合，特别是钢筋锈蚀不仅影响钢筋本身强度，同时使钢筋和混凝土之间的粘结卧裹力削弱下降，影响整体结构的稳定，严重的会发生保护层顺筋裂缝等。混凝土浇筑作业前，要清除钢筋上的灰浆和油污，并根据具体情况做除锈处理，对于锈蚀严重的钢筋要予以更换。12预埋件对混凝土质量的影响预埋件是水工建筑物的重要组成部分，预埋件构件的材料质量、埋设安装质量都直接影响建筑物的运用和安全。在施工过程中稍有不慎，留下隐患，轻则造成返工浪费、影响施工进度，重则引起建筑物的破坏，危及枢纽安全。预埋件施工过程中要特别注意以下三点：一是保证预埋件本身材料质量；二是严格按照设计要求进行安装和检查；三是混凝土浇筑过程中注意对预埋件的保护。混凝土浇筑过程中如果操作不当，很容易造成埋件偏移或失效。浇筑预埋件附近混凝土时，铺料时要人工送料填满，辅以人工振捣密实，并随时清除埋件周围混凝土料中的大粒径骨料。特别是大仓位混凝土或高温季节的浇筑，容易在已埋设处理好的埋件上污染有水泥浆

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