翁利青

1 工程概況

四角井大橋全長 189.80m，孔跨類型為（ 50+90+50 ） m 預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)梁。橋面寬 9.40m，線間距 4.20m，設(shè)計(jì)時(shí)速：70km/h。

上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，橫截面為單箱單室直腹板。箱梁采用 C55 混凝土，采用 C55 補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行封錨。管道壓漿采用強(qiáng)度等級(jí)不低于 M55 的水泥漿，支點(diǎn)截面中心處梁高 6.0m，跨中截面中心處梁高 3.0m，梁高按圓曲線變化；全橋箱梁頂板寬 9.40m，底板寬 6.0m，頂板厚 0.30m，腹板厚分別為 0.80m、0.65m、0.45m，底板厚度由跨中0.30m 按圓曲線變化至支點(diǎn)根部 0.80m。

2 質(zhì)量缺陷情況及原因分析

四角井大橋連續(xù)梁在澆筑1 號(hào)墩1 號(hào)塊過程中，由于施工班組振搗和項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)管理人員監(jiān)督不到位造成1 號(hào)塊腹板中下部外側(cè)面混凝土表面蜂窩，局部有少許淺層空洞，大約厚3～5 公分，局部點(diǎn)約18 公分。

3 缺陷位置檢測(cè)情況

本次檢測(cè)通過外觀檢測(cè)和掃描式?jīng)_擊回波測(cè)試方法（IES）是一種基于沖擊回波原理的、用于大面積混凝土檢測(cè)和可形成高分辨率圖像的測(cè)試方法，主要應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中混凝土內(nèi)部缺陷識(shí)別、后張預(yù)應(yīng)力管道的厚度剖面成像、灌漿密實(shí)度等。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)四角井大橋 1#墩 A1、B1 懸澆段兩側(cè)腹板的外觀檢查和混凝土內(nèi)部缺陷檢測(cè)，混凝土表層蜂窩、麻面病害面積：5.05 m2～6.00 m2，影響最大深度為 18.20cm，主要區(qū)域集中于外觀檢查中表層蜂窩、麻面區(qū)域。腹板混凝土表觀良好區(qū)域未發(fā)現(xiàn)明顯的內(nèi)部缺陷。

（1）A1 懸澆段左腹板

距梁底板 0.00m 處，1 處混凝土蜂窩、麻面，長 3.00m，高 2.84m，面積 S=5.51m2,測(cè)得最深內(nèi)部蜂窩深度為 32.60mm；

（2）A1 懸澆段右腹板

距梁底板 0.3m 處，1 處混凝土蜂窩、麻面，長 3.00m，高 1.90m，面積 S=5.10m2,測(cè)得最深內(nèi)部蜂窩深度為 72.00mm；

（3）B1 懸澆段左腹板

距梁底板 0.00m 處，1 處混凝土蜂窩、麻面，長 3.00m，高 1.86m，面積 S=5.04m2，測(cè)得最深內(nèi)部蜂窩深度為 52.00mm；

（4）B1 懸澆段右腹板

距梁底板 0.00m 處，1 處混凝土蜂窩、麻面，長 3.00m，高 2.00m，面積 S=6.00m2,現(xiàn)場(chǎng)通過鑿除表面松散混凝土，測(cè)得最深內(nèi)部蜂窩深度為 167.85mm；

4 缺陷混凝土修復(fù)方案

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制實(shí)施方案，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和施工班組進(jìn)行交底，缺陷部位使用水沖切割。

（2）主要進(jìn)場(chǎng)設(shè)備及材料：

小型發(fā)電機(jī)、拌和機(jī)、電鎬、高壓水槍、空壓機(jī)、塔吊各一臺(tái)；皮卡車、灑水車各一輛；鋼管架、模板200 m2；I20 工字鋼48 米；25 精軋螺紋鋼96 米；42鋼管50 米；12mm 膠合板30 m2；滲透性除銹劑6kg；混凝土界面劑10kg；土工布60 m2；塑料薄膜50 m2；料斗1 個(gè)。

4.2 修復(fù)工藝流程：

平臺(tái)搭設(shè)→缺陷深度、寬度測(cè)量→報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)→鑿除缺陷混凝土→沖洗混凝土面→報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收→混凝土底層刷界面劑→報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收→埋設(shè)傳感器→模板安裝→報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收→自密實(shí)混凝土修補(bǔ)→拆模養(yǎng)護(hù)

（1）平臺(tái)搭設(shè)

為了確保施工安全和足夠的施工操作平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)加工4 個(gè)吊籃，每個(gè)吊籃用4根25 精軋螺紋鋼吊在2 根3 米長20b 工字鋼上，工字鋼放在快速通道和軌道交通兩側(cè)橋面上與橋面現(xiàn)有預(yù)埋鋼筋點(diǎn)焊固定。吊籃底部采用2 根4 米長20b 工字鋼做承重吊梁，工字鋼上部焊接固定Φ16@20，頂面鋪設(shè)12mm 厚竹膠板，在吊籃四周焊接固定鋼管做圍欄高度大于1.2 米，在圍欄四周掛安全網(wǎng)。

（2）缺陷深度、寬度測(cè)量

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)測(cè)蜂窩深度大約3～5 公分，局部點(diǎn)約18 公分。

（3）采用水力破除技術(shù)鑿除缺陷混凝土

①、水力破除原理

高壓水泵輸出高壓水，傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)噴射出高壓水，作用于混凝土表面?；炷翞榉莿蛸|(zhì)的多孔隙材料，是由相互膠結(jié)的各種不同形狀、大小的顆粒堆聚而成，具有固相、液相、氣相的多微孔結(jié)構(gòu)，在高壓水鉆入混凝土表面的微孔中，當(dāng)水的壓力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就被破碎。由于鋼筋表面密實(shí)，沒有微孔，高壓水無法鉆入，所以鋼筋毫發(fā)未傷。

②、水力破除技術(shù)的特點(diǎn)

靈活、簡便、快速；無粉塵、無污染、低噪音；無震動(dòng)和損傷且控制精確；

③、水力破除的主要參數(shù)

水壓：取決于噴嘴及水泵功率，提高水壓可以提高破除效率，一般水壓控制在1000-1400bar。

流量：通過改變高壓泵柱塞直徑大小可以實(shí)現(xiàn)流量改變，提高流量可以提高破除效率，一般水流量為140-160L/min。

打擊時(shí)間：取決于噴嘴架移動(dòng)速度、往復(fù)速度和往復(fù)數(shù)。在水壓和水流量一定的情況下，打擊時(shí)間決定了混凝土的破除深度。如混凝土強(qiáng)度30MPa,破除深度100mm 時(shí)，破除量為10-15m2/h。

④、水力破除的方法及施工注意事項(xiàng)

本工程鑿除采用水力破除技術(shù)進(jìn)行鑿除，現(xiàn)場(chǎng)采用1 臺(tái)20305 型超高壓水泵人工進(jìn)行水沖鑿除。水沖用水項(xiàng)目部安排一輛灑水車負(fù)責(zé)水源供應(yīng)。水沖工作完成后，由人工輔以電鎬對(duì)沖洗面水沖法鑿除不到位混凝土進(jìn)行進(jìn)一步修除，然后用清潔水進(jìn)行清洗，確保整個(gè)施工面整潔。

在水沖前技術(shù)人員按照檢測(cè)報(bào)告顯示的缺陷部位和深度對(duì)沖洗范圍及深度進(jìn)行交底。一般淺層蜂窩麻面部位沖進(jìn)深度為4-5cm 露出密實(shí)混凝土為宜,局部蜂窩較深處沖到露出密實(shí)混凝土為止，現(xiàn)場(chǎng)處理效果如圖所示：

處理前（A1 右） 處理后（A1 右）

（4）、混凝土底層刷界面劑

在混凝土表面飽和面干的情況下用刷子涂刷水劑比為2∶3（2.5kg/m2）的結(jié)構(gòu)TW-JM1 混凝土界面處理劑，以增強(qiáng)新舊混凝土之間的粘合力。使用時(shí)直接加清水?dāng)嚢杌旌铣珊窈隣睿ú灰猩蹐F(tuán)）即可使用，攪拌好的界面劑放置5 分鐘后再使用。

①混凝土界面劑施工要求

A、施工時(shí)環(huán)境應(yīng)通風(fēng)良好、干燥（相對(duì)濕度≤70%）且氣溫與基面溫度不得低于5℃。

B、基面準(zhǔn)備：基面應(yīng)干凈、無松動(dòng)、無灰塵、無油指，為避免影響混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，松動(dòng)部位應(yīng)事先鑿除。

C、養(yǎng)護(hù)與成品保護(hù)：自然養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)通風(fēng)，待漿料實(shí)干(表面變灰黑色)并確認(rèn)完全封閉基面后,方可開展后續(xù)的工序。

②混凝土界面劑注意事項(xiàng)

A、嚴(yán)禁雨天施工；

B、施工時(shí)要求溫度在5℃以上；

C、儲(chǔ)存在陰涼干燥處，未啟封的產(chǎn)品有效期為6 個(gè)月。

（5）埋設(shè)傳感

為了滿足修復(fù)質(zhì)量和對(duì)后期施工梁體的應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)控，在4 個(gè)修復(fù)面各埋設(shè)1 個(gè)傳感器，用扎絲將傳感器牢牢捆扎在梁體鋼筋上，然后用扎絲將導(dǎo)線綁扎在豎向鋼筋綁上，對(duì)已埋設(shè)好的傳感器要求施工現(xiàn)場(chǎng)予以可靠保護(hù)，監(jiān)控人員加強(qiáng)對(duì)已埋設(shè)傳感器的巡查和保護(hù)，盡量避免因人為因素造成傳感器的損壞。

（6）安裝模板：

模板采用12mm 厚1.5mx1.0m 膠合板，用50mmx50mm 方木做豎向背楞間距為500mm，橫向用48 鋼管配M16 膨脹螺栓對(duì)拉固定。在模板上口預(yù)留1-2 個(gè)進(jìn)料口便于灌注混凝土，模板邊緣貼雙面膠防止漏漿。模板拼接要嚴(yán)實(shí)不得漏漿，平整度和垂直度要滿足規(guī)范要求。

① 1 號(hào)墩A1 左右測(cè)混凝土分兩次澆筑，A1 左模板安裝示意圖如下：

A1 左混凝土第一次澆筑模板安裝示意圖

A1 左混凝土第二次澆筑模板安裝示意

②1 號(hào)墩B1 左右混凝土分一次澆筑。模板安裝示意圖如下：

B1 右混凝土一次澆筑模板安裝示意圖

（7）灌注自密實(shí)混凝土

①自密實(shí)混凝土典型性能；

?

②自密實(shí)混凝土配合比；

原材粗骨料采4.75～16mm 的碎石，針片狀應(yīng)顆粒含量應(yīng)≤8%、含泥量應(yīng)≤1.0%、泥塊含量應(yīng)≤0.5%；細(xì)骨料選用級(jí)配良好的II 區(qū)中砂，河砂的含泥量應(yīng)≤3.0%、泥塊含量應(yīng)≤1.0%;其他性能指標(biāo)應(yīng)符合《普通砼用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ152 中的相關(guān)規(guī)定。

修補(bǔ)采用C60 混凝土，項(xiàng)目部試驗(yàn)室在監(jiān)理見證下，對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料取樣檢測(cè)，合格后進(jìn)行混凝土試配；水泥采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)：52.5MPa；外加劑采用GMA 無收縮自流密實(shí)混凝土外加劑，砼試配7 天后，對(duì)標(biāo)養(yǎng)混凝土進(jìn)行檢測(cè)，強(qiáng)度達(dá)到要求后方可用現(xiàn)場(chǎng)施工。為了防止鋼筋銹蝕在混凝土中參入TW-R2 混凝土防腐阻銹劑3Kg/m3。

每立方混凝土材料用量（kg/m3） 水泥 細(xì)集料 粗集料（5-10） 水 外加劑 500 789 821 180 100 坍落度 ：220-270mm，擴(kuò)展度：650±50mm 7 天 28 天 抗壓強(qiáng)度(MPa) 65.5 73.2

③混凝土灌注

修復(fù)混凝土用量較?。s2 方），由于混凝土自密實(shí)性能對(duì)原材料及配合比較敏感，為保證混凝土拌合質(zhì)量，所有材料必須嚴(yán)格計(jì)量，混凝土拌和時(shí)，GMA 外加劑直接以粉劑的形式加入并均勻撒布在水泥表面，避免與潮濕的砂、石直接接觸?，F(xiàn)場(chǎng)采用1 臺(tái)JZC350 型混凝土攪拌機(jī)，嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行拌制?；炷镣ㄟ^模板預(yù)留進(jìn)料口倒入修復(fù)區(qū)，在灌注過程中用小錘適當(dāng)敲打模板保證混凝土密實(shí)。

（8）模板拆除及養(yǎng)護(hù)

混凝土強(qiáng)度達(dá)到1Mpa 時(shí)可拆除模板，拆除前先把膨脹螺栓卸掉，用撬桿輕撬模板，模板拆除把膨脹螺栓切除，及時(shí)用透明膠帶把塑料薄膜貼在混凝土面上。再用土工布包裹，具體的修復(fù)效果如圖：

修復(fù)后（A1 右）

（9）砼質(zhì)量跟蹤

28 天后用高強(qiáng)砼回彈儀對(duì)修復(fù)面進(jìn)行實(shí)體檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)實(shí)體強(qiáng)度均超出設(shè)計(jì)值。

5 施工注意事項(xiàng)

（1）修補(bǔ)施工使用的主要材料具有國家相關(guān)管理部門的產(chǎn)品性能檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品合格證，其質(zhì)量及性能指標(biāo)的檢驗(yàn)符合有關(guān)現(xiàn)行國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。在材料進(jìn)場(chǎng)后，在監(jiān)理鑒證下進(jìn)行原材料取樣檢測(cè)，合格后方可用于施工。

（2）修補(bǔ)采用的自密實(shí)混凝土要比原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指標(biāo)高一等級(jí)，為C60。修補(bǔ)前，由試驗(yàn)室在監(jiān)理鑒證下試配混凝土，并對(duì)7 天強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，確?；炷临|(zhì)量滿足要求。修補(bǔ)處混凝土與原結(jié)構(gòu)混凝土表面色澤基本保持一致。

（3）施工全部過程要依據(jù)方案實(shí)施，做好施工記錄、影像記錄、責(zé)任簽證管理；技術(shù)管理人員全程監(jiān)控，每到工序自檢合格后報(bào)監(jiān)理人員檢查驗(yàn)收，修復(fù)完成后請(qǐng)專業(yè)的檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體檢測(cè)。

6 結(jié)束語

本文就水力破除技術(shù)及自密式混凝土在四角井大橋1 號(hào)墩1 號(hào)塊腹板蜂窩麻面質(zhì)量問題修復(fù)中的應(yīng)用做簡單的介紹，希望同行在遇到類似問題時(shí)能有所幫助。