关于对湍河渡槽槽身混凝土外观质量缺陷处理的研究

摘要： 湍河渡槽工程是目前国内在建同类工程中规模最大、施工工艺最复杂、科技含量最高的U型薄壁渡槽，采用DZ40/1600U型造槽机原位现浇施工。槽体内空尺寸9.0m×7.23m，跨中直墙段最小壁厚仅35cm，槽身混凝土强度等级为C50W8F200。根据对已经浇筑完成的槽身外观质量检查情况分析，槽身混凝土外观质量缺陷主要有错台、表面气泡、蜂窝麻面、局部凹凸不平、缺损掉角等。针对上述槽身混凝土表面缺陷，研究混凝土外观质量缺陷处理措施不仅成功的解决了本工程槽身混凝土外观质量修补难题，还对同类工程的混凝土外观缺陷处理措施提出了指导意见，取得了良好的工程效益，具有很好的推广意义。

关键词：湍河渡槽；薄壁渡槽；外观质量缺陷

中图分类号：TV672文献标识码： A

1、工程概况

湍河渡槽工程是南水北调中线重点控制性工程，渡槽为三槽独立并行的预应力混凝土U型薄壁结构，单跨长40m，槽体内空尺寸（高×宽）7.23m×9.0m，外空尺寸（高×宽）8.7m×10.3m，渡槽设计流量为350m³/s，加大流量为420m³/s。槽身结构新颖、施工工艺复杂、科技含量高，其结构尺寸位居国内在建同类工程之首，采用DZ40/1600U型造槽机原位现浇一次成型。

2、槽身混凝土外观质量缺陷产生原因分析

2.1错台

槽身混凝土表面错台主要是模板安装时相邻两板面不平或在混凝土浇筑过程中，由于模板受力不均造成接缝处变形、走模或者是上层模板与下层混凝土面接缝处贴合不严造成的。所以在模板安装过程中一定要注意模板的安装精度，尽量避免模板接缝不平造成混凝土外观面错台。槽身混凝土表面错台主要集中在槽身底部40m×0.6m宽范围。

2.2气泡、蜂窝麻面

①由于槽身内壁反弧段半径为4.5m，混凝土在浇筑过程中气泡难以顺利排出，导致拆模后槽身内壁反弧段有不同程度的气泡存在；

②由于混凝土在浇筑过程中振捣不足，气泡没有完全排出而造成的，在施工过程中应加强振捣；

③蜂窝是指混凝土表面无水泥浆、形成蜂窝状的孔洞，形状不规则，分布不均匀，露出石子深度大于5，不露主筋。多数表现为石子窝，石子间没有砂浆充填而架空或者是水泥浆漏出造成混凝土面露砂形成糙面等。本工程槽身混凝土出现的蜂窝主要是因为部分内模窗口模板插销加工精度不理想，混凝土浇筑过程中插销位置松动，窗口模板向外凸出。水泥浆从缝隙中流走，形成蜂窝。

④麻面是指混凝土表面上呈现出大量绿豆大小的不规则的小凹点。凹点直径通常小于5。其产生原因往往是因为混凝土浇筑前模板表面处理不干净、不彻底造成的。

2.3局部凹凸不平

混凝土局部凹凸不平主要是因为模板刚度不符合要求，槽身混凝土浇筑过程中模板面板变形走样或人工收面不平整造成的，主要集中在槽身外壁及顶部等非过流面部位。

2.4缺损掉角

在槽身外模拆除时，特别是端肋模板拆除过程中容易将结构棱角混凝土损坏。其主要原因是应为端肋模板爬模角度过小，模板与混凝土表面挤压，摩擦力太大，导致模板拆除过程中将棱角混凝土拉裂、损坏。

3、槽身混凝土外观质量缺陷修补措施

3.1错台处理措施

先将表面凸出部分的混凝土凿除，使表面平整度符合允许偏差要求。混凝土表面修磨平整后应充分浇水湿润，湿润后的混凝土表面用磨石、砂轮片等材料手工研磨，直到混凝土表面磨平、磨光为止。

但不允许修磨过程中在混凝土表面浇水，以避免将研磨出来的稀浆冲刷掉。待打磨部位混凝土表面干燥后，可用细砂纸或干黄砂擦拭一遍，使表面色泽趋于一致。修磨时严禁用细砂皮进行大面积打磨，不需修磨的地方和清理混凝土表面污渍时也严禁用细砂皮打磨。

针对较大的错台，需用钢钎将该部分混凝土凿毛，用高于槽身母体强度一个等级的干硬性预缩砂浆（M55）修补，预缩砂浆的配合比：

水：水泥：砂=300：1304：782（质量比）

3.2 气泡、蜂窝、麻面处理措施

直径小于5mm的气泡采用毛刷沾水清除孔内滞留物后，再用毛刷沾水泥浆在有气泡的混凝土表面反复挤压，直到混凝土表面见不到气孔的痕迹后停止挤压。混凝土表面水泥砂浆出现风干现象后，及时采用干抹布将混凝土表面水泥浆擦除。

对于直径大于5mm的气泡，先用钢钎扩孔用水清洗，再采取点补的方式，采用水泥砂浆将气孔填充密实，然后用干抹布将混凝土表面砂浆擦除。具体操作工艺措施如下：

① 用钢丝刷清除孔内浮渣，并用毛刷沾水清洗干净。

② 对气泡进行洒水湿润，用抹布沾干内部积水，使修补处晾干。

③ 用拌好的水泥浆填充气泡，铁抹子下压、填实、抹平表面，水泥浆内适量掺入白水泥调整颜色。

④ 用干抹布擦干净处理区附近的混凝土表面，注意保湿养护。

为了防止反弧段出现大面积气泡，槽身混凝土浇筑过程中需要合理控制内模附着式振捣器开启时间、顺序。同时，试验室需要严格控制拌和物含气量满足施工配合比要求。

对于蜂窝，首先用铁钎将架空部分凿除至混凝土密实面，然后用水将凿除面清洗干净、晾晒，用预先拌制好的预缩砂浆进行封填。封填时必须用小木锤或铁棒夯实，表面用铁板抹子抹平压光，注意加强养护。

对于麻面，由于模板漏浆造成混凝土面露砂，形成糙面，处理时先将麻面用水清洗干净，然后再用调配好的水泥净浆刮抹。

3.3 局部凹凸不平处理措施

槽身混凝土浇筑前，安排专人对模板逐一进行检查，确保模板安装尺寸结构满足设计图纸要求。

对局部混凝土高出设计表面引起的错台和凸出，先进行测量，确定需要凿除的宽度、深度，凸出部位与周边混凝土表面的衔接，表面用电动砂轮打磨光滑、平顺。

对于局部凹陷部位的处理，拟采取补坡的方式形成与周边混凝土表面的顺接。但要求控制凿毛区外缘与周边混凝土表面形成不小于10mm的台阶，防止衔接处填补厚度过小，容易产生脱落。补坡时，采用与混凝土颜色相近的预缩砂浆修补。

3.4 缺损掉角处理措施

在造槽机外模开启时，由于爬模角度太小，易损坏槽身端肋混凝土棱角。用钢丝刷将表面细渣清除，用清水冲刷充分湿润后，用高于槽体一个强度等级（M55）的预缩砂浆修补，预缩砂浆的配合比：

水：水泥：砂=300：1304：782（质量比）

为防止槽身端肋混凝土反复出现缺损掉角，在外模粘贴泡沫板（δ=1cm），取得了较理想的效果。

4、施工工艺及材料

4.1麻布擦抹法

首先表面要清洗干净并洒水湿润，用干净的麻布或橡胶海绵布在整个表面上擦抹砂浆，以填满所有的气孔和凹坑：所用的砂浆配比为1份水泥和2份砂（质量比），砂的最大粒径小于250μm，细度模数为0.7～1.5。

4.2干硬性预缩砂浆

原材料性能控制指标：水泥应采用PO42.5硅酸盐水泥。水泥质量应满足国标GB200-89的各项指标要求，且新鲜无结块；砂采用河砂，细度模数1.8～2.0mm；预缩砂浆力学控制指标：抗压强度≥55MPa，抗拉强度≥2.5MPa，与混凝土粘结强度≥2.0MPa。

预缩砂浆的配合比：

水：水泥：砂=300：1304：782（质量比）

夏季施工宜适量掺加缓凝剂，以增加和易性，方便施工，同时遮盖防晒，以免过早凝结。

拌制出预缩砂浆应以手握成团，手上湿痕而无水膜为宜，拌制好的砂浆应用塑料布遮盖存放40分钟后使用，使其体积预缩一部分以减少修补后的体积收缩和基材脱开，因水灰比小，强度较高，用PO42.5普硅水泥拌制的预缩水泥砂浆，其强度可达到55MPa以上。

填补工艺流程：基面凿毛清污冲洗湿润刷一遍浓水泥浆（水灰比为0.4～0.45）分层填补预缩砂浆（每层厚4～5 cm）用木锤锤平（直至泛浆）。对修补厚度大于8cm的，除表层4cm外，内部应填补预缩砂浆混凝土，即砂浆中加入直径0.5～2.0cm的小石，填补完成后 8h内用湿草袋覆盖保温、保湿。保湿养护7 d，期满后，对修补部位进行磨光处理。

5、结论

本工程槽身混凝土外观质量缺陷处理措施得当、处理效果较好，可对同类工程混凝土外观质量缺陷修补提出很好的指导意见，具有较好的推广意义。

[参考文献]

[1] 陈福厚，《水工混凝土施工规范》，北京：中华人民共和国国家经济贸易委员会，2001。

[2]曹为民，《混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定》（试行），北京： 南水北调中线干线工程建设管理局，2007。