浅析箱涵混凝土表面缺陷防止技术措施
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摘要：本文结合工程实践经验，分析了箱涵混凝土施工工程中容易出现的表面缺陷及其原因，提出了混凝土表面缺陷的相关防止技术措施。
关键词：箱涵混凝土；表面缺陷；防止；技术措施
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1.箱涵构造及地质情况概述
箱涵这种结构形式在复杂的地质构造中有较强的适应性，结合我司承建的多个工程实践经验，对工程项目场地地貌河流侵蚀岸坡地貌，第四系全新人工填土河流冲积物，纵横方向地层岩性和厚度分布不均，均匀性较差的地质，地基土质较软弱，采用埋地架空箱涵和暗挖隧洞相结合的结构形式，其中箱涵为现浇单孔钢筋混凝土结构的情况，就内净空断面 为3m X 3m，壁厚50cm，设计流水坡度0.05%，地震6度烈度设防的架空埋地箱涵作如下分析。
箱涵断面形式及尺寸如下图所示：单位：毫米
箱涵结构施工前，采用人工挖孔桩，混凝土灌注对箱涵基础进行处理，以满足地基承载力的要求。箱涵混凝土施工需分两次进行浇筑，第一次浇筑底板部分（见下图）。设计现浇混凝土为C25 抗渗混凝土，采用商品混凝土泵送工艺，抗渗标号为S6级，其配合比设计坍塌落度为160mm，混凝土骨料采用5～40mm单粒径级配的碎石和细度模数为2.48的中砂，水泥使用P.S425水泥，并掺防水剂。
2.箱涵结构容易出现的混凝土缺陷
在箱涵施工过程中，发现施工难度较大的部位是箱涵底板和墙身的折角部分的浇筑，该部位钢筋密集，水平纵横向钢筋以及墙身竖向钢筋和折角斜筋互相交汇、穿插和搭接，钢筋最小间距只有50mm，加之折角部位斜面模版水平尺寸较大，为350mm，并在底板处既折角部位下口设有150mm的水平压浆板，在第一跨箱涵模版拆除后，发现混凝土表面出现以下缺陷：
1）在进行底板及60cm墙身混凝土浇筑时，由于上部2.9m高的墙身钢筋已绑扎，混凝土下料、振捣等都比较困难，稍有疏忽或不当，该部位就会出现露筋、露石、蜂窝、麻面等缺陷。
2）折角部位斜表面由于震动棒无法插入振捣，引起的另一个通病是气泡孔多而且大，大的气泡孔径可达20mm。
3）在浇筑地板时，两侧墙外壁距垫层30～80mm处的墙根部位容易出现一条露石带，也是施工过程中常见的混凝土表面缺陷。
4）底板表面容易出现细微裂纹。
3.混凝土产生缺陷的原因分析
根据以上综述一些混凝土表面缺陷现象，笔者通过分析，认为造成混凝土表面缺陷的原因主要有以下几种：
1）由于使用的是商品混凝土，经远距离、长时间运输，导致混凝土和易性较差，从而引起混凝土表面出现蜂窝、麻面；
2）浇筑折角部位时，混凝土一次性下料厚度过大，加之振动棒无法插入振捣，浇注过程中空气存在于混凝土孔隙内无法排出，混凝土凝固后表面出现大小不一的气泡孔；
3）混凝土坍落度较大，浇注底板混凝土时，未填满到折角部位下口齐平位置，导致斜模内侧混凝土流失，造成折角部位表面不平整甚至露筋；
4）由于两侧墙外壁钢筋密集，外侧模版因支撑变形，导致墙身外侧钢筋保护层变薄，混凝土浇注时，部分大粒径粗集料卡在钢筋和模板之间，加之振动棒无法振捣，使混凝土无法到达下部，脱模后出现漏石现象；
5）底板表面出现裂纹原因有两种可能，其一是在钢筋绑扎过程中乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减少，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝；其二是由于箱涵基础因地下水浸泡，地基承载力下降，导致基础沉降，底板混凝土结构承受弯矩，表面开裂。
除以上几种情况之外，折角部位下口处150mm的水平压浆板，当混凝土和易性较差时产生离析，压浆板与底板混凝土之间尚存在间隙时，或者混凝土坍落度过大、流动性太大时，在折角部位斜面处的砂浆经振捣后会从底板处流失，而造成漏石、麻面、蜂窝等现象。折角部位斜面的气泡孔多而且孔径大的主要原因是斜表面尺寸较大，在混凝土振捣过程中，气泡垂直上浮到了斜面钢模板位置，既不能被吸收又无法排走，所以拆模后，表面出现较多的气泡孔。
4.防治措施
针对以上情况，结合现场实际，本着预防为主、治理为辅的原则，为防止混凝土表面缺陷的产生，重点采取以下几条措施：
1）控制好坍落值，切实保证混凝土的和易性。混凝土出厂时坍落度控制在160mm左右，因中途运输过程中，有水分损失，抵达现场时坍落度值保持在120mm左右，这样可使折角部位的混凝土流动性不至于过大，否则将造成折角部位下口大量翻浆。坍落度在120mm左右的混凝土不利于泵送，可考虑掺入适量泵送剂，同时要求混凝土的和易性也必须相当好。为此，在进行配合比设计时，可适当提高含砂率，通过计算建议砂率取值43%～45%比较合适，也可以根据实际情况掺粉煤灰以改善混凝土的和易性，当外掺粉煤灰时，砂率可降低为40%～43%。
2）必须注意浇筑次序，尤其是当浇满底板混凝土后将要浇筑折角部位时，应特别注意折角部位下口齐平。当混凝土第一次下料完毕，经振捣后，由于混凝土浆下沉密实，会低于折角部位下口，此时必须再加料知道底板混凝土与折角部位下口齐平为止，以阻挡折角部位的混凝土从底板流失。其经验作法是：只要保证靠近折角部位下口底板处的混凝土振捣时不低于折角部位下口，即使在振捣折角部位的混凝土时，部分混凝土从下口底板翻出，也不至于出现折角部位有空穴露筋现象。
3）分层浇注，分层振捣，严格控制好折角部位混凝土的下料厚度和下料的时间，其松铺厚度宜控制在不超过上口200mm为宜。这样既便于振动棒斜面，又能避免在墙身与斜面交界处形成空穴。开始下料的时间应控制在已浇筑的底板混凝土接近初凝、但尚未初凝的时候为宜，这样，振捣时从底板翻浆量将大大减少，并且承受上部混凝土压力的能力也将有所提高。
4）振捣要及时、充分、到位，不留死角。振捣时，振动棒应斜插至折角部位内。尽管墙身模版高度将近1.0m，而墙厚只有0.5m，斜插振捣棒有一定的困难，但只有精心施工，还是可以设法将振动棒插到部位的，一旦振动棒插到该部位，就基本上可以消除该位置的混凝土振捣不密实现象。消除两侧墙外壁墙根部位的水平露石带的办法，是堵死钢模板与垫层间的缝隙，并尽量避免振动棒碰触钢筋。
5）折角部位斜面气泡孔的 产生是由于斜面模版尺寸较大，且透气性能较差所致，可通过改进斜面模版，采用透气性能好，材质疏松的木模板或在钢模板上钻直径为1-2mm小孔作为透气孔，都可不同程度减少气泡孔的产生。
6）在绑扎底板上层钢筋时，设置一定数量的л型衬筋，即使承载也不会使上层钢筋变形，有效保证钢筋保护层厚度，使裂纹产生的可能性大大降低。为保证箱涵基础承载力达到要求，避免地下水浸泡，在进行箱涵基础处理时，可铺上薄薄的一层碎石垫层，形成滤水层，然后再浇注砼垫层，并在箱涵两侧设置排水盲沟，将地下水引出箱涵基础。除此之外，还必须注意加强混凝土养护，夏季施工时，还应采用砂、或草袋等覆盖。
5.结论
箱涵折角部位的混凝土施工处理是箱涵结构混凝土施工中非常关键的环节，只有控制好这一重要环节的施工质量，才能保证箱涵整体结构混凝土浇筑的圆满完成。我们针对在本工程第一跨箱涵施工中出现的混凝土表面缺陷进行了细致周到的分析，将可能导致混凝土缺陷的薄弱环节作为重点控制对象，在接下来的箱涵施工过程中采取相应的预防控制措施，取得了较好的效果，顺利地完成了该项目箱涵结构的施工。
参考文献
1）DGB50015-2003《给水排水工程结构设计规范》
2）GB50268-97 《给水排水管道工程施工及验收规范》
3）GB50204-2002 《砼结构工程施工及验收规范》
4）CJJ3-92《市政排水管渠工程质量检验评定标准》
5）JTG 7F50-2001《公路桥涵施工技术规范》