厂区道路砼质量问题的事后控制_砼质量问题
时间：2020-03-07 09:33:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要] 通过简述厂区道路施工背景，对厂区道路混凝土路面常见质量问题（裂缝、断板、脱皮露骨）进行分类统计，并逐一做出深层原因分析，进而提出解决这些质量问题的针对性处理措施。
[关键词] 裂缝 断板 脱皮露骨 原因 处理措施
一、工程背景
笔者参与的这项厂区道路工程，位于苏中某地，长江下游北岸，地貌单元为长江漫滩及长江一级阶地，土层分布很不均匀，起伏变化较大，地基较为复杂，地下水极为丰富。该工程道路混凝土总面积达到11.3万�（其中环道长度为3.8km，宽度12m，面积为4.56万�）。采用商品混凝土，强度为C30，抗折强度为4.0，坍落度为120±20�。环道和重载区路面混凝土厚度为20�，其他道路面层厚度为18�。
鉴于施工条件的复杂性，监理单位要求并组织施工单位和设计单位多次研究并细化混凝土施工方案，充分估计提前通车后对混凝土的破坏，具体措施为：板块单元为纵向5m，横向3m，要求切缝深度控制在板块厚度的1/4～1/3，涨缝设置长度为60m，宽度为2�。交叉口曲线连接处设置2�宽涨缝，距板边长度不小于1m，板块杜绝锐角出现。道路工程伴随全部房屋建筑工程的施工，环形道路水稳层路基在长达八个月时间作为厂区施工道路的主要通道。由于工厂工艺部门做出十余次的调整，导致道路的路基也是数次拓宽或坐标变更，为道路路基不均匀沉降埋下较大隐患，在混凝土面层施工之前，更是有数家室外管线施工单位对道路路基进行高密度轮番开挖回填，回填质量很差，环道混凝土施工遭遇梅雨季节，七八两个月份出现了28天的降雨天气，混凝土面层完成后，业主考虑到总体施工进度，在达不到28天养护时间的条件下实施提前通车。通车后，出现60吨以上超重车辆驶入，特别是60km/h及以上的超速行驶，对混凝土本身造成了严重的伤害。
二、道路工程出现的质量问题及原因分析
通车3个月后，各种大型工程车辆基本通行完毕，监理对已经完成的路面做了详细统计，出现各类问题多达60余处。经过梳理汇总，以下三大类质量问题是该工程出现的主要问题。
（一）裂缝问题的分类与剖析
产生裂缝的因素很多，主要可以归纳为两个方面:一是温度、收缩、不均匀沉降等所引起的裂缝；二是在荷载作用下，结构的强度、刚度或稳定性不够而出现的裂缝。具体分析如下：
1.施工冷缝
这种问题一共出现二次，在混凝土浇筑时正值高温季节，混凝土运输车在运输时出现100分钟堵车的时间间隔，已经浇筑完毕的混凝土终凝，后续混凝土虽然虽然尽力振捣，但是无济于事。这两条裂缝在施工完毕后40小时出现，通车两个月时间内经过不间断观察，该裂缝没有扩展的迹象。针对这种问题，要求施工单位在后续施工时，采用了施工期间开辟两条施工通道，与商品砼公司保持20分钟间隔的电话联络，一旦出现意外情况，及时就近设置正确的施工缝，并留置连接杆件。混凝土供应间隔在40分钟左右时，两次混凝土接缝重新振捣，振捣拉伸长度每边不少于1.0m，振捣棒落棒间距不大于25�。通过这一做法，避免了施工冷缝的出现。
2.表面裂缝
这类裂缝属于早期微裂缝的扩展。由于早期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝，使用一段时间后，受行车荷载及温度应力的双重作用，部分裂缝逐渐增长变深，以至造成面板断裂。这种表面裂缝最后发展到断板的现象出现过四次。
3.横向裂缝
在本工程通车一个月后，在主要道路上出现6条沿着半幅路面（6m宽，20�厚）宽度方向的贯通裂缝，裂缝到达面层底部，通过对比分析和现场测量切缝深度，半幅路面端部和中间切缝深度均不足4�(即不足面板厚度的1/3～1/4)，由于混凝土面板的纵向应力超过了混凝土的强度，切缝起不到削减应力的作用，导致出现了贯通整个混凝土板底的横向裂缝，更有一处横向裂缝的位置位于涨缝一侧50�的地方。
4.纵向裂缝
在环形道路通常一个月后，出现了不同程度的纵向裂缝，其中一条沿着3m的外边板块中间长达10m，该路段水稳层路基经过8个月的通车，依旧完好，人们一致认为不会出现问题。后来经过现场观察，在混凝土浇筑后，燃气管道施工单位从路边以外0.75m的位置挖了一条长达600m的管沟，管底在面层下部80�位置，并出现较多的渗水。经过分析得知，路基下部水的压力平衡遭到破坏，尽管面板传到路基顶面的荷载应力值很小，但路基作为支承层遭到破坏后，路基稍有沉陷，在板块自重和行车压力作用下而产生纵向断裂。
5.蜘蛛网状裂缝
在环形道路通车的第二个月，一夜间出现了3处面积大于15�的蜘蛛网状裂缝，并且迅速蔓延，在接下来的10天时间内，蜘蛛网面积越来越大，形成了严重的断板，断板面积达到60�。后来深入了解得知，问题路段在夜间经受了数辆载重80吨汽车的通过，有两处位置是由于混凝土下部电力管道安装后，回填不实导致路基下沉，汽车荷载作用下面层的变形超过弯曲变形极限，导致裂缝产生。另一处裂缝是由于道路路基拓宽后，新旧两种水稳层路基沉降不均匀，原有路基经历了长达八个月的重型汽车摩擦考验，沉降量很小，新拓宽的2m宽路基只经过10天的施工养护就进行面层混凝土浇筑，使混凝土所受到的力不能均匀平均扩散与路基上，导致面层开裂。
（二）断板问题分类和分析
在工程通车2个月以后，由于各种重型工程车辆的大量通过，路面出现断板数量为5处，最大的断板面积达到60�，最小的断板面积达到8�。混凝土面层断板指的是水泥混凝土路面在施工养生期或正常使用过程中在无切缝处产生裂缝，经发展使整块混凝土板块断裂形成两块或两块以上不规则的现象。该工程路面断板并未出现混凝土养护期间，因此该工程出现的断板均为“使用期开裂断板”。经过数日观察和统计，断板原因如下：
1.超重和超速车辆太多。环形道路设计日通车能力不大于110辆（次），并且只能通过单后轴重≤130KN的普通汽车。而在通车后3个月时间内每天通过的40吨以上的车辆不少于400辆（次），车辆荷载的多次重复作用，这种重复荷载应力远远超过了混凝土的疲劳强度而引起纵向或者横向裂缝，最终导致断板发生。所以，超载车辆增加是水泥混凝土面层使用期开裂断板的重要原因。
2.路基不均匀沉降。由于原有水稳层路基施工前，下部各类管道并没有埋设完毕，就作为施工便道进行工程车辆通行。混凝土面层施工前，下部各类给排水、强弱电管道仓促施工，没有分层回填夯实，仅仅在表面压实20�左右，这种原因导致道路通车后，造成了最少3处断板。
3.基层失稳。由于给水和消防管道埋深较浅，在通车后，板的弯沉使空隙内的积水变成有压水，侵蚀冲刷基层，并沿接缝缝隙喷出，即产生唧泥，随后将给水和消防管道轧断，导致基层冲刷严重，路面混凝土造成严重的断板。
4.排水不良。路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则断裂。边沟水等渗入路基，基层和土路基遭受浸泡和挤压，导致面层产生断板。
（三）脱皮和露骨问题的分析
在该工程通车之后的两个月时间内，道路上最少有40余处较大面积脱皮露骨的质量问题，常常聚集在涨缝结合部位和切缝交叉部位，经过总结主要由以下因素造成：
1.水泥混凝土配合比不准确。混凝土拌合物水灰比过大，造成水泥混凝土路面面层聚集的砂桨增多，降低了面层强度；水灰比过小 ，影响提浆抹面，便向面层洒水补充，导致面层强度降低； 混凝土中水泥用量过多 ，而且容易产生塑性裂缝、温度裂缝。
2.混凝土坍落度控制不好，特别是坍落度过大的情况下，漏振或过分振捣。振捣时间过短不易捣实，过长会使混凝土产生离析。这样会造成面层骨料分布不均匀，产生收缩裂缝。
3.搅拌不均匀、搅拌时间过短或过长。混凝土拌合物搅拌时间不够，水泥砂浆未完全裹覆到碎 (砾) 石粗骨料上，粘聚力不够，造成混凝土强度降低，在通车后混凝土路面易脱皮露骨。搅拌时间过长 ，致使骨料破碎，混凝土中空气含量发生变化，混凝土的和易性也发生显著变化，也会造成混凝土强度降低。
4.水泥混凝土拌合物离析或流动性降低。混凝土拌合物在运输和摊铺时发生离析，大量的砂浆聚集在混凝土表面，因砂浆的干缩变形要比混凝土的大，强度比混凝土低得多，故经车辆磨损路面混凝土易脱皮露骨。混凝土拌合物运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度偏低，可能出现不规则的收缩裂缝。
5.表面整修不合理。在施工过程中当水泥混凝土路面局部标高低于设计标高时，为了施工方便人工采用砂浆多的混凝土去补，降低表面混凝土强度；整修作业时，特别是在烈日下施工，混凝土表面水份蒸发快，表面干影响提浆抹面时，洒水补充，降低表层混凝土强度；当水灰比大时，洒生水泥粉抹面，表层混凝土强度不均匀，产生裂纹；抹面过早，水泥的水化作用刚刚开始，凝胶尚未全部形成，游离水分比较多，虽然抹面压光，表面还会游浮层水而影响强度；抹面过迟，水泥已经初凝硬化，会扰动硬结的面层，降低强度。
6.施工管理不善。水泥混凝土路面在尚未达到足够强度就上人 (车) 走动或进行下道工序施工，使面层遭受破损 。
三、质量问题的处理措施
针对以上质量问题的原因分析，要求施工单位组织相关部门编写了具有针对性和可行性的质量问题整修方案，通过以下的处理措施，做好严格监控，质量问题得到了很好的修复。
（一）裂缝的修复措施
根据裂缝的成因、宽（深）度、发展趋势，将裂缝修复方法归纳为以下几种:
1. 1mm以下宽度的非贯通性表面裂缝的修补方法。
可以采用聚胺树脂灌缝料、聚硫环氧树脂灌缝料、甲凝灌缝料、环氧树脂灌缝料。其修补工艺可用喷嘴灌入法、钻孔灌浆法或者注射器注射法。具体做法如下：
⑴清理裂缝表面灰尘，确保干燥牢固，按照15-25cm间距标出填料注入口，尽量位于裂纹较宽、开口较通畅部位。
⑵粘贴底座，封闭裂缝。采用封缝胶在预先标出的注入口上粘贴底座，并沿裂缝表面涂刮封缝胶，宽度5cm，确保封严。
⑶配制柔性树脂，连续注胶。直至注满全部裂缝。
⑷注胶完毕，拆除灌浆器及底座，用砂轮机对表面封缝胶进行打磨，恢复基层原状。
2.贯穿裂缝修补办法：
⑴沿裂缝一侧或两侧大于20cm处，锯出一条切缝，深度不小于8cm；
⑵将裂缝处路面凿除，一般为矩形宽度大于1.0m ，直至较稳固结构层；
⑶凿除面保持粗糙，将破损的松散物全部清除，冲洗干净；
⑷对基层进行处理，对软弱松散基层一般采用C10混凝土处理，厚度不小于15cm，结合邻近板块的原有设计做好接缝，视情况槽内可铺一层20x25cm的钢筋网；
⑸浇筑水泥混凝土，振捣、压实、抹平、压纹、养护。
（二）断板问题的处理措施
对于严重断裂路面，裂缝处有严重剥落，板被分割成3块以上，有错台或裂块己开始活动的断板，应采用整块板更换的措施。
1.由于基层强度不足或渗水软化，以及路基不均匀沉降，应对基层进行夯实处理，然后再用切缝机对待修补的混凝土，按指定位置切缝，深度不能小于4�，并且切缝线要直。造成混凝土板断裂成破碎板或严重错台时，应将整块板凿除。
2.切割完毕后延放标线，再用风镐凿除混凝土，最浅凿深不宜小于5�，清除破碎的混凝土渣，并达到凿除完毕后“壁竖底平”，无松散体。
3.在待修补的基层上首先冲洗至洁净无松散混凝土块，再喷洒适量的水，大约0．5h后去除积水，浇筑混凝土。混凝土浇筑前，需要在周边路面边壁上钻孔并植入传力杆。将一条断板接缝变成两条带传力杆的缩缝，修补混凝土亦要高强,但无需补偿收缩。修补块的缝隙宜用水泥砂浆填满，以防渗水破坏。
4.搅拌顺序为：石→水泥→修补剂→砂→水，搅拌时间大约30s，干拌完毕后即可加入外加剂进行湿拌，湿拌时间不少于1min。
5.搅拌完毕后立即摊铺，布料时应注重控制好摊铺的虚高，以保证有足够的料找平及保证新、旧断面的平整度；由于快速修补混凝土硬化快，因此应增加振动器数量以利于加快施工进度。
6收光抹面，定浆后测定平整度，尤其是新、旧路面衔接处；然后拉毛。局部表面修整的路面平整度及抗滑构造要求与路面相同。
7.混凝土浇筑完毕后1.5h左右在修补混凝土面新、旧结合处喷洒混凝土养护剂或按常规养生，以保证路面处于潮湿状态。
8.养生3h后对新旧接缝用切缝机再次切缝，并用灌缝料进行灌缝。灌缝材料及施工技术要求也与路面缩缝填缝时相同。
（三）脱皮露骨问题的处理措施
在道路通车之后，由于养护天数不够或者施工管理不到位，混凝土表面（特别是切缝部位）由于汽车快速行驶冲击造成的脱皮露骨现象处理较为棘手，具体措施如下：
1.将脱皮露骨部位划出一个施工面；放样，用记号笔画出修补区域；
2.用切割机沿损坏部分切出5-7cm深的槽；
3.用风镐等混凝土破碎机械对修补区域进行破碎（不能用挖掘镐头机破碎，防止对周边混凝土产生次生灾害），深度同切缝深，修补区与地面保持平齐；
4.用修补工具清除破损的混凝土碎片、松散层；
5.用压缩空气吹净或水洗干净修补接触面；
6.填嵌所选择的修补材料，振捣、压实、抹平、压纹；修补材料用细石混凝土，强度等级比道路混凝土强度高一等级，必要时适当加速凝剂。抹平时采取多次抹平，尽可能淡化接缝；
7.按所用材料的要求进行养护。
四、结束语
从水泥混凝土路面工程监理实践来看, 前文所述的质量问题是客观存在并不能彻底避免的。在对混凝土路面质量问题修复之前, 应首先判断并总结产生问题的根本原因,不同机理要用相应措施来处理，做到对症下药，确保病害部位要一次修复到位，避免产生次生灾害和连锁反应；另外，要适应新的发展形势，积极探索和改进施工工艺和方法，以提高混凝土路面的整体质量。
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