清水混凝土施工技術(shù)在高速公路工程施工中的應(yīng)用

張本學(xué)

（甘肅昶通公路養(yǎng)護(hù)科技有限公司，蘭州 730000）

1 工程概述

G215 線柳園至敦煌公路起點(diǎn)位于柳園西（連霍高速公路柳園互通立交以西2.5 km 處），起點(diǎn)樁號(hào)為A1K0+700，與G30 連霍高速公路柳園互通立交以樞紐立交相接，由北向南至黑山口，終點(diǎn)樁號(hào)為AK68+900，路線全長(zhǎng)70.978 km。本路段共設(shè)中橋160.04 m/2 座，小橋61.184 m/4 座，涵洞29 道，新建分離式路基共設(shè)中橋518.28 m/7 座，小橋185.4 m/18 座，涵洞53 道。清水混凝土是該高速公路工程項(xiàng)目的主要施工技術(shù)之一，被應(yīng)用在路基施工、橋梁施工中，借此提升項(xiàng)目施工質(zhì)量。目前，該工程項(xiàng)目已如期竣工，其施工質(zhì)量符合預(yù)期要求。

2 清水混凝土施工技術(shù)相關(guān)定義

清水混凝土技術(shù)具體指施工人員根據(jù)混凝土施工技術(shù)，使混凝土材料自然成型，成型后直接將混凝土作為建筑、公路飾面的施工技術(shù)。在應(yīng)用清水混凝土施工技術(shù)時(shí)，施工人員需嚴(yán)格控制混凝土配置比例，保證混凝土成型后外觀光滑、無(wú)破損、無(wú)污染，符合不同工程項(xiàng)目免裝飾的基本要求。常見(jiàn)的清水混凝土可分為3 類(lèi)，分別為飾面清水混凝土、普通清水混凝土、裝飾清水混凝土，不同類(lèi)型的清水混凝土，其外觀、裝飾及施工效果會(huì)有明顯差異。表現(xiàn)為以下3 方面，（1）普通清水混凝土表面色差不明顯，飾面效果是普通混凝土成型后的外觀；（2）裝飾混凝土成型后，混凝土表面會(huì)帶有色彩或圖案；（3）飾面混凝土完工后，混凝土表面會(huì)伴有假眼、孔眼等飾面特征組成的痕跡，但所有痕跡有規(guī)律可循。清水混凝土源于20 世紀(jì)70 年代，原用于建筑工程項(xiàng)目的內(nèi)澆外掛環(huán)節(jié)，是制作建筑面磚、博祿幕墻的主要材料，隨著清水混凝土施工技術(shù)的成熟，該技術(shù)的應(yīng)用范圍更為廣泛，成為現(xiàn)代綠色施工技術(shù)的重要組成部分[1]。

3 高速公路工程應(yīng)用清水混凝土的必要性

主要包括以下3 方面：

1）清水混凝土具有較強(qiáng)的裝飾性，能夠在成型后直接作為高速公路、公路橋梁的飾面，且混凝土飾面色澤均勻、平整、棱角分明。清水混凝土施工過(guò)程中，施工人員在混凝土一次性成型后，會(huì)使用透明狀的保護(hù)劑保證清水混凝土的美感，改善其裝飾效果。

2）高速公路工程項(xiàng)目中，清水混凝土同樣具有較強(qiáng)的環(huán)保作用，并且在配置施工材料時(shí)，可以簡(jiǎn)化施工材料管理要求，提升混凝土施工便捷性，有效控制高速公路項(xiàng)目施工成本。

3）清水混凝土施工技術(shù)與高速公路項(xiàng)目的融合，可體現(xiàn)出較強(qiáng)的環(huán)保功能。清水混凝土施工方案中，清晰、簡(jiǎn)明的施工流程有助于控制施工期間的廢棄物，預(yù)防出現(xiàn)高速公路路面空鼓、橋梁結(jié)構(gòu)飾面脫落問(wèn)題，降低高速公路施工中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 高速公路工程中清水混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 施工準(zhǔn)備

4.1.1 前期準(zhǔn)備

基于清水混凝土施工技術(shù)，高速公路工程建設(shè)前，建設(shè)方應(yīng)組建施工技術(shù)小組，通過(guò)培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，使其了解清水混凝土的施工流程、技術(shù)要點(diǎn)，熟悉高速公路設(shè)計(jì)圖紙，做好安全、質(zhì)量管理、施工操作等方面的交底工作。同時(shí)將清水混凝土施工所需的設(shè)備及材料準(zhǔn)備到位，存儲(chǔ)、放置在固定的位置。

4.1.2 材料制備

相較于其他混凝土施工技術(shù)，清水混凝土施工對(duì)材料要求更高。材料制備環(huán)節(jié)中，應(yīng)根據(jù)高速公路的裝飾要求、清水混凝土技術(shù)方案，購(gòu)買(mǎi)符合要求的水泥、添加劑以及其他的施工材料。采購(gòu)?fù)饧觿r(shí)，應(yīng)保證該材料的減水效果、引氣功能。具體配置清水混凝土?xí)r，應(yīng)在滿(mǎn)足配筋、基礎(chǔ)構(gòu)件尺寸要求下，使用高強(qiáng)度、大粒徑的粗骨料。

通常情況下，清水混凝土施工方案中，水灰比為0.4，粗骨料粒徑應(yīng)小于25 mm，使用水泥時(shí)，材料內(nèi)水泥的用量應(yīng)保持在500～550 kg/m3；控制粗骨料用量時(shí)，誤差率應(yīng)保持在2%。制作清水混凝土拌合料時(shí)，為節(jié)約水泥、保證清水混凝土的澆筑效果，施工人員應(yīng)根據(jù)技術(shù)方案，加入適量的減水劑。另外，高速公路工程中，清水混凝土施工所用的鋼筋材料應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，符合GB/T 1499.1—2017《鋼筋混凝土用鋼 第一部分：熱軋光圓鋼筋》、GB/T 1499.2—2018《鋼筋混凝土用鋼第二部分：熱軋帶肋鋼筋》的基本要求。

4.1.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

高速公路施工中，清水混凝土的試驗(yàn)準(zhǔn)備的目的是確定各項(xiàng)材料參數(shù)，確保清水混凝土配置的合理性。具體來(lái)說(shuō)，清水混凝土應(yīng)滿(mǎn)足手感平滑、質(zhì)地均勻、色澤均勻等要求，投入使用后，應(yīng)具有一定的耐久性、抗腐蝕性。試驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程中，施工人員可使用表格記錄清水混凝土中水泥、粗骨料、減水劑等材料的用量，選擇最佳的配置方案。

正式制作清水混凝土?xí)r，可采用強(qiáng)制攪拌的方式拌和所有的混凝土材料，拌和時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)約30 s。放入各類(lèi)材料時(shí)，應(yīng)注意控制材料用量、投放順序，同時(shí)分析材料在運(yùn)輸和拌合時(shí)可能出現(xiàn)的坍落度損失，提前調(diào)整材料配合比。在此過(guò)程中，對(duì)于90 min 內(nèi)的坍落度，其損失應(yīng)小于25%～35%，用于澆筑高速公路橋梁、其他外露區(qū)域的混凝土，其坍落度需保持在170～190 mm。

4.2 混凝土性能要求

高速公路施工中，清水混凝土的性能要求具體指混凝土材料的擴(kuò)展度、凝固時(shí)間、坍落度，及其抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。通過(guò)各項(xiàng)性能指標(biāo)的分析，相關(guān)人員可準(zhǔn)確地評(píng)估清水混凝土的抗碳化性能及干燥收縮情況，從而判斷其應(yīng)用于高速公路工程后混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)，通常情況下，普通大氣環(huán)境下清水混凝土28 d 的抗碳化性能、干燥收縮指標(biāo)應(yīng)符合表1 的要求。

表1 混凝土性能（28 d）

在此基礎(chǔ)上，相關(guān)人員可采用密實(shí)骨架堆積法，試配清水混凝土材料，并基于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型，計(jì)算高速公路項(xiàng)目中混凝土材料的曲線擬合圖，計(jì)算清水混凝土材料中最小用水量、最佳摻量、水灰比、含水量等參數(shù)，滿(mǎn)足高速公路施工中對(duì)清水混凝土整體性能的相關(guān)要求。

4.3 模板選用

4.3.1 模板選擇

模板選用是清水混凝土施工技術(shù)的基礎(chǔ)工作，對(duì)保證混凝土定性，促進(jìn)混凝土一次成型有著不可替代的作用。高速公路施工作業(yè)中，施工人員應(yīng)結(jié)合高速公路設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目質(zhì)量要求，合理選擇模板。使用模板時(shí)，應(yīng)避免在模板縱線上存在漏漿情況、環(huán)向模板拼縫。加工清水混凝土模板時(shí)，施工人員可用焊接及打磨的方式，保證模板各區(qū)域的平整度。

根據(jù)上述高速公路工程項(xiàng)目，施工方所選取的清水混凝土模板需要滿(mǎn)足以下要求：

1）模板應(yīng)具有較強(qiáng)的耐水性、保溫性，外觀無(wú)開(kāi)裂、變形情況，且使用時(shí)間長(zhǎng)，便于鉆孔。

2）模板重量需輕于其他模板，同時(shí)能夠有效控制清水混凝土施工中的接縫數(shù)量。

3）模板表面應(yīng)保持光滑、美觀，有效地增強(qiáng)高速公路工程中清水混凝土的裝飾效果，使施工人員直接將其作為高速公路的貼面裝飾，節(jié)約施工成本，縮短項(xiàng)目工期[2]。

4.3.2 脫模

高速公路施工中，清水混凝土施工技術(shù)中，施工人員需直接使用脫模劑使清水混凝土脫落，脫模后按照混凝土養(yǎng)護(hù)、澆筑要求，澆筑高速公路清水混凝土表面。需要注意的是，為減少脫模劑對(duì)清水混凝土外觀的影響，應(yīng)避免使用豆油、動(dòng)力油制作而成的脫模劑；不能直接將脫模劑刷涂在混凝土上，而是按照水性脫模劑的使用方法，規(guī)范使用脫模劑，利用其水溶性幫助清水混凝土脫模。

4.3.3 拆模及修補(bǔ)

拆模結(jié)束后，施工人員需使用軟刷盡快清理模板，使其表面保持干凈。但是由于高速公路項(xiàng)目中清水混凝土的施工范圍廣、子工程數(shù)量多，一些模板需要重復(fù)使用，所以，在模板表面產(chǎn)生損傷后，施工人員應(yīng)快速修補(bǔ)模板，使其能夠重復(fù)利用。通常情況下，高速公路項(xiàng)目中清水混凝土的損傷可分為兩種類(lèi)型，分別為淺表性損傷及貫穿傷，不同程度的損傷的修補(bǔ)工藝會(huì)有明顯的差異性。對(duì)于損傷程度小的淺表性損傷，可直接用原材料、原子灰抹平，使用工具打磨、清理即可；對(duì)于貫穿性的模板損傷，需使用木塊將其填平后修補(bǔ)、抹平。

4.4 混凝土澆筑

澆筑環(huán)節(jié)是高速公路項(xiàng)目中清水混凝土施工技術(shù)的重要內(nèi)容，關(guān)系著高速公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量。因此，施工人員應(yīng)規(guī)范清水混凝土澆筑流程，優(yōu)化混凝土澆筑方案。

1）施工人員可根據(jù)高速公路路段中的氣候、溫濕度、地質(zhì)條件，制訂清水混凝土澆筑方案，基于分層澆筑法，澆筑路段內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，澆筑間隔時(shí)間應(yīng)小于2 h，振搗時(shí)注意控制振搗強(qiáng)度、振搗頻率，預(yù)防混凝土表面產(chǎn)生氣泡。

2）澆筑完畢后，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。澆筑結(jié)束后，相關(guān)人員應(yīng)在24 h 內(nèi)拆除清水混凝土模板，拆除后通過(guò)使用養(yǎng)護(hù)液、灑水、覆蓋保溫等方式，做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)清水混凝土的外觀缺陷，保證其裝飾效果。

3）養(yǎng)護(hù)后，清水混凝土的強(qiáng)度應(yīng)大于3～4 MPa；夏季養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)高于7 d、冬季養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)高于15 d。

4.5 混凝土表面處理

具體處理方式表現(xiàn)為以下3 方面：

1）處理氣泡和螺栓孔眼。（1）清潔清水混凝土表面后，用原材料修補(bǔ)該區(qū)域，泥漿硬化后使用細(xì)砂紙將其抹平、沖洗；（2）清潔螺栓孔眼表層雜物，用刮刀取用稀釋后的水泥砂漿，將清水混凝土孔眼表面抹平，凝固后擦拭多余浮漿，取出孔眼內(nèi)的堵頭，噴灑適量的水養(yǎng)護(hù)該區(qū)域。

2）處理漏漿問(wèn)題。將相同的材料涂抹到漏漿處的縫隙上，凝固后打磨，磨平后噴水養(yǎng)護(hù)。若縫隙存在脹模情況，還應(yīng)用鏟刀鏟平溢出的材料，并用水泥漿修平該區(qū)域，嵌入明縫裝置后，填補(bǔ)該區(qū)域，終凝后取出嵌入的明縫裝置，噴水養(yǎng)護(hù)清水混凝土表面。

3）螺栓孔封堵時(shí)，施工人員應(yīng)使用專(zhuān)用的封孔工具修飾、修補(bǔ)該區(qū)域，使其深度、孔徑與其他孔眼一致，以此解決孔眼封堵問(wèn)題，確保清水混凝土的飾面效果。

5 結(jié)語(yǔ)

城市化發(fā)展中，清水混凝土施工技術(shù)與高速公路工程項(xiàng)目的融合，有利于控制該類(lèi)項(xiàng)目的施工成本，加強(qiáng)高速公路的質(zhì)量管理，節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間。為突出該技術(shù)在高速公路項(xiàng)目中的實(shí)施價(jià)值，相關(guān)人員還應(yīng)明確清水混凝土的質(zhì)量要求，嚴(yán)格把控清水混凝土的施工流程，從而在高速公路項(xiàng)目中，規(guī)范清水混凝土施工方案，使其不僅能起到良好的裝飾效果，還能滿(mǎn)足高速公路工程項(xiàng)目的質(zhì)量要求，為我國(guó)城市文明的建設(shè)與發(fā)展提供助力。