浅析市政桥梁施工质量问题与预防措施
2011-07-07 来源：中国桥梁网整理
1 混凝土桩断桩
1.1 产生的原因
近几年参与的几座城市桥梁的挖孔桩断桩后的分析表明，施工工艺不当是引起挖孔混凝土桩断桩的主要原因。根据经验，孔底和孔壁渗水上升速度>6mm/min时，应采用灌注水下混凝土工艺施工。只有在渗水上升速度≤6mm/min，才可以采用普通混凝土的浇筑方法施工。但凡渗水上升速度较大而采用普通混凝土浇筑的，混凝土灌注桩全部报废，造成经济和工期损失。这是因为，混凝土浇筑过程中，井壁渗水（自由水）浸入混凝土混合料，过多的自由水“冲蚀”砂浆，先使水泥浆漂浮，继而砂粒离散，最后是粗颗粒嵌结成空洞骨架，成为缺陷桩。
1.2 预防措施
对于渗水量不大、但不能采用普遍混凝土浇筑的挖孔桩混凝土，即孔底和孔壁渗水上升速度>6mm/min时，必须按水下混凝土灌注桩基。此时应在孔内注入高度<3m的水（水头以地下水无渗出孔壁为前提），而后按灌注水下混凝土的方法、步骤灌注混凝土。在灌注过程中，可能在某一高度时水从孔壁被混凝“逼”出，混凝土顶面没有存水，此时仍应保持导管埋深不小于2m，确保混凝土“翻浆”均匀密实。
2 预应力混凝土架的几何尺寸误差超出允许范围
2.1产生的原因
2.1.1模板制作的原因
预应力混凝土梁的预制应该采用框架式钢模板，但在制作过程中往往存在以下问题。
（1）框架的前后立柱（俗称“鸡腿”）太短，需要方木和对头楔共同调整高度，不易操作且容易产生误差；
（2）框架的间距过大，有的间距达100cm；
（3）框架距接头距离大，有的超过40cm，使接头处的刚度不足；
（4）模板制作时焊接不到位，补焊时因热变形而超出误差范围；
（5）底版未设置在同一水平面上，有翘角现象。
2.1.2模板安装的原因
（1）安装模板未按规定的方法控制，几何尺寸偏差大；
（2）调整高程的对头楔不是用方木制作，而是用下脚料加工或对头楔未用铁钉连接，或用单楔，致施工中因附着式振动器工作振动而“退楔”；
（3）模板接头两端各相邻面应在同平面而未在同面，相邻直线应为同平面直线而实为异面直线，出现折弯；
（4）（上、下）对拉螺杆两段螺丝未旋紧。
2.1.3 混凝土施工原因
施工中因振动器（特别是附着式振动器）的工作振动而造成拉螺杆螺丝松动或对头楔退楔未能及时加固。多余的混凝土混合料未清除，致梁高误差超出允许范围。
2.2预防措施
为预防预应力混凝土梁的几何尺寸误差超出允许范围的质量通病，首先要明确模板制作和安装的基本要求。这些基本要求有三点：① 几何尺寸要求准确，即所有几何尺寸及断面应和设计（在允许范围内）完全一致；② 刚度要求混凝土施工过程中不变形；③ 稳定性要求施工中各种连接有效、支撑牢固。这是模板制作和安装过程中必须遵循的基本要求，在上述过程完成后必须全部实现。另外，诸如模板应平整或光滑（非平面模板），焊接点打磨平顺，棱角线条分明，模板拼装应合缝严实等等，也是模板应具备的条件。
（1）预应力混凝土梁的底模是模板的重要组成部分，必须置于同一水平面上。各点的最大相对误差应控制在3mm以内。支撑框架的地坪必须用水泥混凝土硬化。底模下的对拉螺杆预留孔距离不应大于100cm。制作模板的钢板厚度以5mm～6mm为宜。框架间距以钢板厚度而异，宜为70cm～90cm，中心距模板接头不应大于25cm。模板的几何尺寸必须准确，棱角线条分明，焊接点打磨平顺。模板的竖向升降用螺旋调节为最佳。“鸡腿”应采用槽钢制作，其高度应与底模高度相协调，以便用对头楔调整。微调加固“鸡腿”的木楔（对头楔）应以方木（6cm×8cm）制作，确保任何两个对头楔在任何衔接距离都保证上、下面平行。侧板与底板、侧板之间宜采用榫接。榫接处的阴、阳榫应适宜搭配（合榫）。如不采用榫接而平接时，安装时接缝宽度应≮2mm。
（2）安装模板时，应对几何尺寸严格控制。模板安装时的几何放样和检测原则为：① 先找出几何中心或中心轴线作为基准，以防偏位；② 由几何中心或对称轴向两侧前后丈量，以防偏心误差；③ 准确确定结构顶面各角（点）的平面位置和相对高程后，用直线（拉紧线绳）确定各侧面平面投影，或直线位置；④ 上述①～③条应反复多次进行，直到合格为止。
（3）施工中，应有专人检查模板，特别在附着式振动器振动后，要检查螺丝是否松动、木楔是否退楔，并随时予以加固。在浇筑翼板混凝土结束后，应以两边侧板顶为基准，用直尺衡量，刮除多余的混合料，确保梁高误差在允许范围（箱梁为+0mm，-5mm）内。
3 混凝土外观质量差
3.1 产生的原因
混凝土外观出现麻面、水泡、气泡、蜂窝和鱼鳞纹等质量缺陷的原因主要有：
4.1.1材料选择与配合比设计不当
承包人对水泥的采购、储存和使用比较重视，而往往忽视了集料的选择。粗集料需两种或两种以上规格的材料配合而易被忽视。混凝土混合料级配不恰当时空隙率大，造成混凝土不密实，容易形成蜂窝麻面。水泥混凝土的配合比不当，也是产生混凝土外观质量差的原因之一。混凝土拌合必须按照批准的配合比进行。
3.1.2 混凝土施工原因
由于混凝土混合料的拌制时间控制不严，入模进料不讲究，振捣混凝土混合料的时间、方法不当等等，是产生混凝土外观质量差的重要原因。
3.2 预防措施
3.2.1 选择合格材料与优化配合比设计
现代水泥混凝土配合比已经是五组份理论，其中水泥、水、粗集料、细集料是浇筑混凝土的四种基本材料，外加剂是改善混凝土技术性能的辅助添加剂。我们的目标是将各种原材料按适当的级配和比例搅拌均匀，采用适当的方法将混凝土中的空气和游离水排出，使水泥浆填充于粗细集料之间空隙，使其成为内实外光的胶结实体。
控制好砂的级配，选用中砂且大致均匀，不能都用规定级配的最大极限百分比，这样有利于混凝土密实光洁。混凝土用的粗骨料应具有良好的级配，其最大粒径不得超过结构截面的最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋问最小净距的3/4。一般的说，预制梁、板的粗骨料最大粒径不得超过31.5mm，其它混凝土工程粗骨料最大粒径不得超过37.5mm。在混凝土的配合比设计中，宜按结构体积大小、钢筋疏密程度选用适宜的水灰比和坍落。
3.2.2改进混凝土施工工艺
（1）随时检查混凝土施工搅拌时间；
（2）支模前应在边模板下口抹8cm砂浆找平层，找平层嵌入柱、板墙体不超过1cm，保证下口严密，以防漏浆；
（3）混凝土自由倾落高度超过2m时，要用串筒或溜槽等下料，避免混凝土离析。进料应速度适中，防止过多的气泡进入；
（4）控制振捣间距，插入式振捣器不应大于其作用半径的1.5倍。振捣器至模板的距离不应大于其作用半径的0.5倍。控制混凝土的浇筑层厚度在振捣器作用部分长度的1.25倍左右，振捣新的一层，均应插进先浇筑混凝土5cm～10cm，力求上下层紧密结合。插入式振捣器的插入时间为20s～30s，作用半径40cm～50cm，振捣棒行程可按直线行列移位或交错行移位，插入点之间距离为75cm，采取快插慢抽，伸入下层5cm～10cm。控制振捣器时间，做到不欠振，不过振。合适的振捣时间可由下列现象判断，振捣混凝土时不再有显著沉降，不再出现大量气泡，混凝土表面均匀、平整并已泛浆。振捣时间既不可长也不可短，过长则混凝土可能产生离析现象，上部浮浆过多而出现麻面、龟裂，下部粗颗粒过多而出现鱼鳞状麻面；过短则混凝土振捣不实，易出现蜂窝孔洞。
注意振捣方法。垂直振捣时，振动棒垂直混凝土表面；斜向振捣时，振动棒与混凝土表面40°～45°角；棒体插入混凝土的深度不应超过棒长的2/3～3/4；振捣棒要及时上下抽动，分层均匀振捣密实，振捣好后，要慢慢拔出振动棒，使混凝土填满振动棒所造成的空洞。控制振捣程序，先周围后中间，并注意混凝土摊铺应四周高中问低，以便把气泡尽量往中间赶出，避免聚集在模板处。
振捣时，振动棒不要碰撞钢筋、模板、预埋件等，在钢筋密集处，可采用带刀片的振捣棒进行振捣。
附着式振捣器宜对称同时进行振捣。振捣以混凝土表面不明显下沉为准。
注重振捣器的使用顺序，无论插入式振捣器与平板振捣器或与附着式振捣器配合使用，都应以插入式振捣进行初振，以后者进行终振；
（5）混凝土应最少两次收浆。第一次宜采用木抹大面收浆，将表层粗集料压入浮浆下。最后一次收浆宜采用铁抹，在泌水过程结束、定浆后进行。不易收浆时严禁洒水，可铲除一部分混凝土，重新拌制新鲜混凝土进行吸浆。修补抹平时应用其他部位的多余表面浮浆，不准在表层撒灰修补。注意保护层砂浆垫块处的混凝土振捣，务必使水泥砂浆充分包裹；或采用振捣一小段先取下一小振垫块的方法。这样，可以有效避免垫块处表面产生明斑或暗斑。
4 结 语
市政桥梁施工受施工场地有限、干扰较大、工期较短等多种因素的综合影响，保证施工质量的难度较大，对于出现的不同质量缺陷需要反复思考，不断总结经验，避免形成周而复始出现的通病。
