港口工程的混凝土质量控制

洛比托港是非洲中南部国家安哥拉的第二大港，距离首都罗安达约500公里。受到洛比托沙坝全方位掩护，洛比托港内波浪小、潮差小、泥沙回淤少，条件极其优越，是不可多得的天然避风港。安哥拉洛比托港项目是中国港湾工程有限责任公司在海外承揽的目前最大合同额的码头项目，项目包括7万吨级集装箱码头和10万吨级矿石码头及配套附属设施。矿石码头泊位长度310m，码头采用沉箱重力式结构，码头由19个沉箱构成码头墙身结构。沉箱外形尺寸为：长18.7m，宽14.3m，高17.3m，单个沉箱重量约2,150t，采用立模分层预制的施工工艺。洛比托地区常年高温，昼夜温差大，对混凝土施工、养护的要求高，同时，作为非洲南部地区首个采用现代化工艺建造的重力式码头，材料、设备、人工等都存在不同程度的问题，加大了施工难度。本文利用因果分析法，简要论述混凝土常见质量问题及成因，并就安哥拉洛比托港扩建项目矿石码头预制沉箱混凝土施工进行总结。港口工程混凝土质量常见问题及成因一、混凝土蜂窝问题及成因混凝土结构局部出现酥松，因砂浆少、粗骨料多，粗骨料之间形成空隙，形成类似蜂窝状的空洞，称为蜂窝。产生的原因一般是混凝土配合比不合理；或未按操作规程浇注混凝土，下料操作不当，使粗骨料集中，造成混凝土出现离析现象；也可能因为混凝土搅拌时间不够，没有均匀拌合；以及模板孔隙未堵好，造成漏浆等多种情况造成。二、混凝土麻面问题及成因混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成租糙面，但无钢筋外露现象，称为麻面。产生的原因一般是模板表面粗糙或清理不干净，粘有干硬水泥砂浆等杂物，拆模时混凝土表面被扯损；或混凝土振捣不密实，混凝土中的气泡未排出，一部分气泡停留在模板表面等多种情况造成。三、混凝土孔洞问题及成因混凝土结构内部有尺寸较大的空隙，局部没有混凝土，钢筋局部或全部裸露，称为空洞。产生的原因一般是在钢筋密集处或预埋件处，混凝土浇注不畅通，不能充满模板间隙；或不按规定下料，一次下料过多，下部因振捣器振动作用半径达不到，形成松散状态；以及大件杂物在浇注过程中掺入混凝土等多种情况造成。四、混凝土露筋问题及成因混凝土内部主筋、副筋或箍筋局部裸露在结构表面，称为漏筋。产生的原因一般是混凝土浇注振捣过程中，钢筋垫块移位或垫块太少甚至漏放，导致钢筋紧贴模板；或钢筋混凝土结构断面较小，钢筋过密，如遇粒径大碎石卡在钢筋上，混凝土水泥浆不能充满钢筋周围等多种情况造成。基于沉箱施工质量问题现状的分析一、现状调查通过对近年来同类沉箱预制施工表观质量评定进行了统计，经分析发现，沉箱预制施工质量特别是表观质量的优良品率一直较低，表观质量控制是沉箱预制施工过程中的一个难点。经过对沉箱预制的施工条件及施工方案进行的详细研究并结合近年来同类沉箱预制施工表观质量评定的统计调查，总结得出了影响其质量的主要因素如下表所示。从表中得出：模板拼接偏差导致漏浆是预制沉箱混凝土施工质量的主要通病；混凝土振捣不充分，混凝土质量等问题同样是预制沉箱混凝土施工质量的重要影响因素。二、原因分析1.施工工艺问题因沉箱普遍较高，一般需要分段浇注，如果一次浇注过高不但混凝土方量太大，不利于模板设计，模板投入也将增大。分段浇注时不管采用爬模或滑模，均存在共性问题，即：因混凝土收缩将导致两次混凝土面接茬处错台相对较大，并出现漏浆问题。目前，国内建筑业普遍使用组合钢模板钢管加固技术进行沉箱的预制工作，施工中极易呈现出拼缝多、拼缝不严、平整度差等缺陷，可能造成混凝土表面不平整、漏水漏浆产生蜂窝、麻面、各阴阳角不顺直饱满、表面气孔多、表面色泽不一、模板接缝处呈现“错缝”等质量缺陷，影响混凝土的外观质量。2.原材料对墩身混凝土颜色造成影响沉箱预制采用分段浇注的施工方案，材料用量比较大，在施工期间可能因水泥、砂子或碎石不是同一时间，同一条件下生产而导致沉箱混凝土颜色出现色差，影响混凝土的表观质量。3.人为因素特殊环境下，作业人员心理可能产生惰性，容易在施工过程中出现振捣不均匀，模板清理不彻底，脱模剂涂抹不均匀等潜在的认为因素。洛比托港矿石码头沉箱质量问题对策、措施及效果一、处理混凝土常见问题的对策1.蜂窝认真设计、严格控制混凝土配合比，经常检查，做到计量准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合；混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽；浇注应分层下料，分层振捣，防止漏振；模板缝应堵塞严密，浇注中，应随时检查模板支撑情况防止漏浆；基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇1-1.5h，沉实后再浇上部混凝土。振捣过程中，振捣器至模板的距离不大于振捣器有效作用半径的1/2，为保证上下层混凝土结合良好，振捣棒插人下层硷5cm，硷振捣时，必须掌握好每点的振捣时间。浇注硅时，经常观察模板，发现有模板走动，立即停止浇注，并在混凝土初凝前修整完好。2.麻面模板表面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，浇注混凝土前，模板应浇水充分湿润，模板缝隙，应用油毡纸、腻子等堵严，模扳隔离剂应选用长效的，涂刷均匀，不得漏刷；混凝土应分层均匀振捣密实，至排除气泡为止。3.空洞在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇注，在模扳内充满，认真分层振捣密实，预留孔洞，应两侧同时下料，侧面加开浇注门，严防漏振，骨料中混有杂物掉入混疑土内，应及时清除干净；将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除，用压力水冲洗，湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇注、捣实。4.漏筋浇注混凝土，应保证钢筋位置和保护层厚度正确，并加强检验，钢筋密集时，应选用适当粒径的骨料，保证混凝土配合比准确和良好的和易性；浇注高度超过2m，应用串筒、或溜槽进行下料，以防止离析；模板应充分湿润并认真堵好缝隙；混凝土振捣严禁撞击钢筋，操作时，避免踩踏钢筋，如有踩弯或脱扣等及时调整直正；保护层混凝土要振捣密实；正确掌握脱模时间，防止过早拆模，碰坏棱角；表面漏筋，刷洗净后，在表面抹1:2或1:2.5水泥砂浆，将允满漏筋部位抹平；漏筋较深的凿去薄弱混凝上和突出颗粒，洗刷干净后，用比原来高一级的细石混凝土填塞压实。二、洛比托港矿石码头混凝土质量改进措施根据对近年来同类沉箱预制施工质量问题的分析，为了满足沉箱混凝土表观质量，减少墩身蜂窝、麻面及上述可能导致不良表观质量情况的出现等。洛比托港矿石码头沉箱混凝土施工过程中采取了以下相应的有效措施。1.优化模板拼接技术，切实解决漏浆问题首先，沉箱模板采用定型组合钢模板，以型钢围令、钢桁架作为模板骨架，外模制作大片整体吊装，内模采用吊装架整体支立、抽芯。通过在1#沉箱浇注过程中不断的加工完善，优化了模板拼接技术，有效的解决了因模板拼接不到位而产生漏浆情况的出现。其次，为了防止施工缝处上层模板与下层混凝土面结合不严密而漏浆，在外模顶部内口设置厚5mm、宽5cm的钢板，拆模后施工缝处形成一条凹槽，在凹槽中粘贴两层厚3mm的双面胶，再粘贴特制橡胶止浆条，依靠拉紧对拉螺栓而使模板、止浆条以及混凝土面之间达到彼此严密结合，以达到良好的止浆效果。2.加大检测力度，保证混凝土质量混凝土的质量控制实质上是控制标准差。其一是使混凝土达到设计要求的质量标准；其二是在满足设计要求的质量指标的前提下尽量降低成本。混凝土强度有一定离散性，这是客观的，但通过科学管理可以控制其达到最小值，因此，混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平，管理水平越高，标准差越小。为了控制标准差达到提高混凝土质量的目的，应当着眼于以下几个方面。第一，设计合理的混凝土配合比。合理的混凝土配合比由实验室通过试验确定，除满足强度、耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。因此，要实验室设计合理的配合比，必须提供合格的水泥、沙和碎石，还要做好水泥控制强度；沙控制细度、含水率、含泥量等；碎石控制含水率、级配及含泥量等。只有材料合格，才能作出合理的配合比，才能达到施工要求，达到设计和验收标准。第二，正确按设计配合比施工。施工前，首先，要及时测定沙、碎石的含水率，将设计配合比换算成施工配合比；其次，要及时检查原材料是否与设计用原材料相符合。要求供料方提供两份样本，一份给实验室，一份给工地。实验室用于合理调整配合比，工地按照样本收料。第三，加强原材料管理。混凝土材料的变异将影响混凝土强度，因此，收料人员应严把质量关，不允许次品进场，发现问题，及时汇报，采取措施，保证质量。第四，进行混凝土强度的测定。我们以28d强度为准，为施工简便和质量保证，一般做7d试块，根据其龄期测定混凝土强度的发展，以确定其质量。3.采用多种振捣方式，确保振捣质量对现场振捣情况进行检测，现场派一到两名有经验的混凝土技师专门负责振捣，插入式振捣器以30cm间距梅花型插入振捣，持续振捣时间为15-20秒。为了解决前趾斜面振捣不密实问题，我们采取以下措施：采用“插入式振捣”与“附着式振捣”相结合的施工方案；在前趾斜面模板上开孔排气，排水，振捣时间适当延长，并通过模板开孔观察混凝土的振实情况，以此来控制振捣时间。三、洛比托港矿石码头混凝土质量效果通过采取行之有效的措施，洛比托港矿石码头沉箱混凝土施工工作取得了很大提高，主要表现在以下几点：有效解决了沉箱混凝土外观气泡多以及砂线、砂斑多等问题；在保证质量的基础上，加快了施工的