Study on the Analysis and Inspection Standard of the Loss of Concrete Surface in
Soil and Water Conservation Engineering
应利涛 YING Li-tao
（河南省中安易云生态环境规划设计有限公司，郑州 450000）
（Henan Province Zhonganyiyun Ecological Environmental Planning Design Co.，Ltd.，Zhengzhou 450000，China）
摘要：本研究针对混凝土完成面的缺失样态进行检讨、分析，比对查验结果，检讨工程执行情形，寻找最佳的作业流程，并预防后续执行的工程构筑物完成面产生相同缺失，为日后类似问题的处置提供参考。
Abstract: This study reviews and analyzes the missing form of the concrete completion surface, compares the results, reviews the execution of the project, finds the best operation flow, and prevents the same defect in the completion surface of the construction structure that is subsequently executed, which provides reference for the disposal of similar problems in the future.
关键词：水土保持；缺失样态；混凝土完成面；查验标准
Key words: soil and water conservation；missing samples；concrete completion surface；inspection standards
中图分类号：TV698.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）27-0007-03
1 研究动机
影响混凝土完成面平整度的因素非常多，主要包括浇注阶段的模板材料、组立、浇注程序、方法、震动捣实等，以及后续养护阶段的表面修饰及养护。此外，模板是影响混凝土完成面外观的最直接因素，承建商若为节省成本，不适时保养及时更换老旧模板，不仅无法节省成本，反而需花费相当的材料及人力修补。
因此，本研究以历年工程抽验的混凝土完成面为对象，汇整缺失纪录并按常见缺失及发生原因统计资料分类，进行现场调查，依缺失程度区分建立混凝土完成面缺失程度的鉴别标准及缺失等级，为工程质量查验标准提供参考。
2 混凝土完成面缺失查验标准的建立
虽然部分混凝土完成面并不直接影响构筑物安全，只是涉及建筑外观，但是在某种程度上会严重影响民众对政府施工质量的忧虑和不信任。
由于目前尚欠缺混凝土完成面各主要缺失查验标准，执行工程查验或评比时，仅能采取定性方式进行描述，并依查验人员主观认定予以分级评比。
混凝土完成面评量标准的关键，是参与评量的基本尺度，即混凝土完成面缺失范围与完成面之间比例关系。以下针对蜂窝、冷缝、表面修补及干缩裂缝四项缺失，建立其评量标准或公式。
2.1 蜂窝（或空洞）
蜂窝缺失是以其面积范围作为评量基准，可表示为
■ （1）
式中，A1：蜂窝面积比；Aa：蜂窝面积；Ls：混凝土完成面长度（注：依施工规范构筑物每20米设置一处伸缩缝），如无伸缩缝时，则评量长度不小于10米；Hs：产生蜂窝处的构筑物高度。
此外，蜂窝深度也是重要评量项目，一般以蜂窝深度（ ho）与混凝土保护层厚度（hd）进行比较评量。
2.2 冷缝
冷缝缺失以其长度作为评量基准，可表示为
■ （2）
式中，L1：冷缝长度比；Lr：混凝土完成面上冷缝长度；Fh：混凝土完成面平均高度；Fl：混凝土完成面长度；min（Fl，Fh）：已知 Fl及Fh时，取两者较小值。
2.3 表面修补痕迹
表面修补痕迹以其面积范围作为评量基准，可表示为
■ （3）
式中，A2：表面修补痕迹面积比；Am：表面修补痕迹面积；Ls：混凝土完成面长度，如无伸缩缝时，则评量长度不小于10米；Hs：产生蜂窝处的构筑物高度或宽度。
2.4 干缩裂缝
干缩裂缝对结构物影响有二：一是裂缝长度，另一为裂缝宽度。其中，裂缝长度评量可表示为
■ （4）
式中，L2：裂缝长度比；Lc：混凝土完成面上裂缝长度。
3 研究材料缺失查验结果概况
3.1 黄竹坑整治工程
缺失：混凝土完成面沿线裂缝过多，未做好混凝土养护工作，混凝土表面水分快速蒸发。
3.2 水坑底灾害复建工程
缺失：混凝土产生蜂窝或空洞，主要发生原因有：①混凝土捣实不良。②混凝土拌合时间不够，未拌合均匀。③混凝土预拌超过初凝时间，造成粒料分离。④泻槽出口与浇置面落差过高，造成粒料分离。⑤混凝土未分层浇置（每层约45厘米）或捣实不彻底。⑥模板结合度不足，出现漏浆现象。
3.3 野溪整治工程
缺失：混凝土产生冷缝，浇置混凝土时未适当控制时间，使已施工的混凝土过度硬化或凝结，造成新灌注的混凝土无法与之结合成一体而形成缝隙。一般在热天或有风状况下，高温及水分蒸发消失太快，最易发生冷缝现象。
3.4 地桥上下游整治工程
缺失：完成面不平整，发生原因多为：①模板组立尺寸不足，支撑不好。②没有精确计算模板承受力。③拆模过早，拆模时震动或冲击已完成的混凝土结构物。④随意以钢板替换木质模板。
3.5 五方高中上方野溪整治工程
缺失：混凝土表面收缩缝，发生原因包含：①模板过度干燥，吸收混凝土水分。②未彻底对混凝土进行养护工作。③浇置前，混凝土接触面未充分湿润。④阳光曝晒、高温、大风等。
3.6 双龙野溪整治工程
■
完成面有多处缺失，如图1所示，其原因主要有：①预拌车运送时间或在工地等待时间过长，造成混凝土质量劣化。②模板内杂物未清除及未在浇置前全面洒水浸湿。③混凝土浇置过程中捣实不确实造成蜂窝、冷缝、孔洞等现象。④浇置后未墁平造成表面不平整或积水现象。
4 分析与讨论
4.1 现场缺失查验结果分析
4.1.1 黄竹坑整治工程
本工区12处裂缝中，最大长度为21cm，裂缝长度比集中在4.00%~8.40%间，裂缝宽度则介于0.01~0.045间。沿线裂缝过多，另发现4处蜂窝缺失部分，蜂窝缺失比介于2.67%~3.33%间。蜂窝深度与保护层厚度比则介于0.15%~0.21%之间。
4.1.2 水坑底灾害复建工程
本工区现勘结果主要缺失包含蜂窝及孔洞。在16处蜂窝缺失中，蜂窝面积比如图2所示。蜂窝深度与保护层比主要介于0.05hd~0.16hd（保护层厚度）之间。
4.1.3 野溪整治工程
本区主要缺失为施工冷缝、部分表面修补及蜂窝（或空洞）。依蜂窝（或空洞）面积比评量标准，本工区最小值为1.00%，最大值为1.75%。蜂窝深度与保护层比介于0.08hd~0.19hd（保护层厚度）之间。裂缝长度比介于3.33%~7.33%间，裂缝宽度介于0.05cm~0.11cm之间。以冷缝长度比法得知最小冷缝长度比为19.33%，最大冷缝长度比为36.67%，以表面修补面积比标准，表面修补面积比介于2%~3.67%之间。
4.1.4 地桥上下游整治工程
本区主要缺失为表面修补，施工冷缝、蜂窝（或空洞）。蜂窝面积比介于0.5%~2%间。蜂窝深度/保护层厚度比介于0.07%~0.2%间。裂缝长度比最大值为8.33%，最小值为5.00%。裂缝宽度则介于0.025cm~0.042cm。冷缝长度比介于12%~28.8%间。表面修补面积比在2.38%~3%间。
4.1.5 五方高中上方野溪整治工程
本区主要缺失为混凝土裂缝，施工冷缝、蜂窝（或空洞）。蜂窝面积比介于0.63~1.88%，蜂窝深度/保护层厚度比介于0.11%~0.21%，裂缝长度比介于6%~8.33%，裂缝宽度最大值0.041cm，最小值0.028cm，冷缝长度比落于12%~26.6%间，表面修补面积比则落于2%~2.85%间。
4.1.6 双龙野溪整治工程
本区主要缺失为表面修补，施工冷缝、蜂窝（或空洞）。蜂窝面积比最大值2.0%，最小值0.8%。蜂窝深度/保护层厚度比最大值为0.18%，最小值为0.12%。裂缝长度比最大值8.00%，最小值6.00%。裂缝宽度比最大值0.042cm，最小值0.03cm。冷缝长度比最大值26.00%，最小值17.6%。表面修补面积比介于2.13%~3.23%间。
利用蜂窝面积比法及蜂窝深度、冷缝长度比法、表面修补面积比法、裂缝长度及裂缝宽度针对六工区进行统计结果，如表1所示。
4.2 试验成果分析
本研究针对“黄竹坑整治工程、野溪整治工程、地桥上下游整治工程”三处工程，在蜂窝、裂缝及裂缝旁结构进行钻心取样，其中“黄竹坑整治工程”的现场选取较严重缺失处，包含蜂窝、裂缝及裂缝旁共三处进行钻心取样后，在实验室进行混凝土钻心试体抗压试验。
试验结果得知本处蜂窝处钻心试体抗压强度为370kg/cm2。比对现场钻心取样进行抗压试验结果得知，“黄竹坑整治工程、野溪整治工程、地桥上下游整治工程”等工区，在工区缺失点取得的混凝土试体抗压试验强度均符合设计强度标准，并不影响混凝土结构强度及安全。
4.3 混凝土完成面查验标准建立
4.3.1 蜂窝面积比
六样区中最高比值为2％的样区有四件，分别为“黄竹坑、水坑底、地桥及双龙”，其中“黄竹坑”有最高比值3.33％外，最低比值为2.6％，逾此标准者仅二件，而全部最低比值为0.5％，显示缺失比值可取较低2.5％为轻微缺失标准，轻微缺失2倍（5％）为严重缺失标准。
4.3.2 蜂窝深度与保护层厚度比
“黄竹坑、地桥及五方高中”三件工程中最高比值均大于0.2，取该值为轻微缺失标准，取其2倍（0.4）为严重缺失标准。
4.3.3 冷缝长度比
“水坑底、野溪、地桥及五方高中”四件工程最高比值均大于26.6％，最大值达36.6％，考虑各样区中冷缝缺失范围差异极大，取30％为轻微缺失标准，其2倍（60％）为严重缺失标准。
4.3.4 表面修补面积比
各样区超过最高比值3％以上者有“野溪、地桥及双龙”三件工程，取3％为轻微缺失标准。因影响表面修补因素极多，如模板表面、使用度、组立情形，钢筋绑扎间距、保护层，排水管埋设、固定情形及现场浇注施工情形等，均可能使混凝土完成面大部分需做表面修补工作，而该修补部分虽造成外观不佳，但并不影响构筑物的强度，故取轻微缺失3倍以上的10％为严重缺失标准。
4.3.5 裂缝长度比
“黄竹坑、地桥及五方高中”三件超过最高比值8.33％以上，而最高比值为8.4％，最低为3.33％，考虑缺失范围不大，采用8％为轻微缺失标准，轻微缺失3倍以上的25％为严重缺失标准。
4.3.6 裂缝宽度
“黄竹坑、野溪、地桥及双龙”四件超过最宽0.042cm以上，其中“野溪整治工程”最大值为0.11cm，最小值也达到0.05cm，显示裂缝宽度有可能出现较大值，取0.05cm为轻微缺失标准，且其缺失范围较大，故取轻微缺失3倍的0.15cm为严重缺失标准。
4.3.7 查验标准建立
综合以上结果可得出混凝土完成面工程缺失评量表，据以区分为轻微、中等及严重等三级，如表2所示。
根据混凝土完成面工程缺失评量表分析及现场混凝土试体钻心抗压试验结果，即使相关缺失落于轻微缺失评量范围或落于中等缺失范围内的混凝土缺失样态，均不影响混凝土结构强度及安全。
4.4 混凝土完成面改善技术
4.4.1 冷缝
①加强施工计划，拟定浇注计划，避免新旧混凝土浇注时间间隔过久或增加人力设备，加速施工期程。②推迟混凝土凝结时间，例如使用缓凝剂或保持混凝土表面湿度。③增加黏结力，在已浇注的混凝土上浇注一层水泥浆，再浇注新混凝土。
4.4.2 蜂窝、空洞
①应使用坍度适合的混凝土，须拌合均匀。②检查模板密合度，灌浆中应随时注意有无漏浆情形。③灌浆应分层，浇注完成后，监理人员应要求现场施工者确实震动捣实，尤其在窗台下缘及配电盘附近较难浇注处须特别注意。
4.4.3 裂缝（收缩缝）
①混凝土添加缓凝剂。②浇注前，模板应保持湿润，避免浇注后水分快速被模板吸收。③确保做好养护作业，尤其在阳光曝晒、高温、大风等气候影响下。
4.4.4 混凝土破损、缺角
避免施工时，机具、人员移动或搬运过程中对已完成的混凝土表面造成损毁。
4.4.5 表面大量修补
加强施工考虑，避免造成混凝土表面需修补的情形，例如：冷缝、蜂窝及裂缝等。
4.4.6 混凝土表面不平整
①模板组立应确实，监理人员应要求精准测量尺寸。②避免使用老旧、破损模板，造成浇注时漏浆的情形。③夜间施工时，应注意照明设备充足，不影响抹平作业。
4.4.7 混凝土完成面爆模突起
①模板支撑材质需坚固、不易断裂，紧结用铁丝等需绑扎牢紧，使整个模板稳固、不易变形。②混凝土浇注时，应避免速度过快、冲力太大，造成已组立的模板松动。
5 结论
针对如何有效提升细项缺失的改善情形，可从评量标准，依据缺失等级分别对施工方进行有效率的缺失改进措施，提升门坎对于老是犯小毛病的缺失厂商会起到有效的警惕作用；对监理单位提供不同层次的督导、监造对策，提高其委外监造的能力。
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