穿隧道中清水混凝土施工技术分析

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清水混凝土结构指一次性浇筑成型，结构外露面颜色均匀、平整密实、美观、不需要做任何外部装饰，利用混凝土自然颜色作为外饰面的混凝土结构[1]。清水混凝土成品结构棱角分明、表面平整、光滑，给人一种美的感受，无外部装饰，避免了外部装饰层常见空鼓、脱落等质量问题，可减少后期维护。由于清水混凝土具有良好的外观效果，在市政混凝土结构工程施工中已得到推广应用。

1工程概况

梅州市某市政道路下穿隧道设计长度为86m、宽度为32.6m，为双向6车道，设计采用清水混凝土结构，清水混凝土外露面积约3100m2，墙体结构厚度为0.8m，顶板结构厚度为1.2m，混凝土浇筑高度最高约为5.4m。清水混凝土施工技术在该项目的应用要点如下。

2清水混凝土模板体系设计

2.1清水模板体系选型为确保清水混凝土在大面积范围内的外观效果，该工程采用广东廉江市金泰木业生产的18mm厚的1220mm×2400mm仿WISA板，板材刚度较好，周转次数有保障。以侧墙为例，经计算单侧支模典型段落最大荷载为56.7kN/m2，模板布置方案主要如下：搁栅选用I10b几字型钢，间距按@200mm设置，牵杠采用双8b#型钢，拉杆选用M16精轧螺纹钢高强对拉螺栓。WISA板和几字型材之间用自攻螺丝连接，螺丝帽位于几字型梁，螺杆长度小于板厚3mm左右，保证螺丝不穿透模板，几字型材内楞与槽钢外楞之间用Ф10勾头螺栓连接，确保稳固[2]。模板与支架连接示意图如图1所示。下穿隧道敞口段为单侧支模混凝土侧墙墙体，模板支架采用双拼14b#槽钢和双拼8b#槽钢焊接而成，整体拼装，间距为@450mm，模板支架的上口和下脚位置均采用精轧螺纹钢螺栓进行锁定，确保稳定，如图2所示。经验算，模板、搁栅、支架最大变形分别为0.31mm、0.92mm、3.2mm，模板体系的各系统构件的强度、刚度及整体稳定性能够满足《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162—2008）中的相关要求。

2.2清水模板体系施工要点

2.2.1对拉螺栓的布置通道中隔墙采用双侧支模工艺，为保证对拉螺杆孔均匀一致，该项目采用了优质的专用对拉螺杆塑料堵头，强度高、不易变形，施工结束后要将塑料堵头取出。同时为了保证结构断面尺寸，在PVC套筒内增设了一根镀锌钢管，加强内部支撑，控制整体平整度。对拉螺杆布置形式如图3所示。

2.2.2模板漏浆预防措施模板拼接缝之间必须粘贴双面胶海绵条，粘贴的位置要控制在拼缝内收3mm左右，在模板安装挤紧后正好与模板表面齐平，以保证混凝土面不受污染。

2.2.3脱模剂的选用与施工WISA模板表面为酚醛覆膜，常规的机油脱模剂会损坏模板，并会对清水混凝土面的外观造成一定影响，应选用专用脱模剂，也不能将两种脱模剂同时混合使用。结合以往混凝土施工经验，该项目采用了色拉油作脱模剂[3]。在模板安装之前，模板表面采用脱模剂涂刷均匀，涂抹量需要适当控制，避免过量，形成油滴。拆模后要及时清理模板表面的杂物，不可使用硬质工具铲除模板面黏结的混凝土，应采用湿布擦洗，避免损伤模板，相邻模板之间的缝隙采用腻子刮平，确保模板面平整、光洁[4]。

3钢筋保护层垫块

常规的砂浆垫块，其颜色和清水混凝土存在差异，容易在混凝土表面造成颜色不均匀的斑点，影响混凝土外观，在模板安装过程中受到挤压也容易破碎。而塑料垫块具有良好的柔韧度、硬度适中，该项目采用专用的塑料垫块代替以往的砂浆垫块，该垫块柔韧度好，硬度适中，与模板接触面较小，不易损坏模板。这样很好地解决了钢筋保护层垫块在清水混凝土表面形成色差斑点的问题[5]。钢筋保护层塑料垫块安装如图4所示。

4混凝土工程

通道主体结构设计混凝土强度为C45，防水等级为P8，为保证混凝土达到清水效果，该项目从原材料、配合比设计、浇筑、养护等方面进行控制。

4.1原材料的要求（1）水泥。要注意选用标准稠度用水量小、稳定性好、活性好、碱含量低、颜色均匀一致的水泥，并要在整个生产过程中保持水泥品牌不变。该项目选用梅县产塔牌P·O42.5R水泥。（2）骨料。碎石：选用5～25mm连续级配，采用反击破工艺加工的碎石，要求针片状碎石颗粒含量不大于8%，含泥量小于1%，泥块含量小于0.5%。砂：选用洁净的河砂，控制细度模数在2.3～2.7，颜色一致，含泥量小于2%，泥块含量小于0.5%，通过筛孔的比率应大于15%。（3）外加剂。选用外加剂时应确保混凝土具有较好的和易性、抗离析性，外加剂减水率要不小于18%，适配的混凝土含气量应小于3%，以减少混凝土表面气泡[6]，同时要求外加剂的使用不能改变混凝土色泽。经多次适配，该项目最终选定广东春晓缓凝型高效减水剂（HWR-R）。（4）超细掺合料。为减少清水混凝土浇筑时水化热对结构表面的影响，并提高混凝土的耐久性、抑制碱-集料反应，并尽可能提高混凝土整体的黏聚性、和易性等工作性能，一般禁用高钙粉煤灰。该项目选用I级粉煤灰和S75级粒化高炉矿渣作为清水混凝土掺合料，使用过程中要固定产地和规格，防止出现清水混凝土性能及颜色不稳定的问题[7]。经比选，该项目采用厦门益材I级粉煤灰、四会市骏马水泥有限公司S75级粒化高炉矿渣作为掺合料。

4.2清水混凝土配合比清水混凝土配合比设计需要符合国《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2015）、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）等有关规范，并在适配过程中注意以下要求：（1）适配的混凝土要满足设计图纸对于强度、防水、耐久性的要求，混凝土成品的表面颜色要通过比选确定；（2）外加剂的型号和用量要根据具体使用的水泥、砂石料等原材通过试验确定；（3）根据混凝土结构所处的环境，充分考虑冻害、碳化、硫酸盐、碱-集料反应等因素对混凝土结构耐久性产生的影响，合理进行适配设计；（4）矿物掺合料对于增加混凝土密实度、降低水化热具有良好的作用，可降低结构表面及内部裂缝的发生概率、提高混凝土外观质量和抗渗效果，从而提高混凝土的工作性和耐久性，在混凝土适配过程中要重点比选；（5）选用的原材要有充足储备，其各项技术参数要保持一致，颜色稳定，所有材料来均要自同一厂家同一规格型号。根据上述要求，现场制作样块，优化混凝土配合比，使得混凝土能够更好地满足清水混凝土表观质量的要求，样块制作要求如下：（1）样块规格为1.5m×1.5m×0.15m；（2）适配三种配合比，分别浇筑出1、2、3号样块，如图5所示；（3）混凝土的浇筑振捣模拟实际施工情况，严格要求一次放灰高度、振捣时间、振捣间距等；（4）样块拆模后，对比分析其外观颜色、表面气泡数量，查看是否存在水纹、色差等问题；（5）进一步优化配合比，并再次制作，最终确定样块及对应的混凝土配合比。

4.3清水混凝土的浇筑施工要点

（1）清水混凝土的拌和，相对于普通混凝土，搅拌时间应适当延长20～30s，以充分保证混合料拌和均匀，防止产生色差[8]。（2）清水混凝土搅拌结束至入模，不宜超过90min，禁止额外添加施工配合比以外的水、外加剂及其他材料。（3）施工缝的接缝处理，必须采用同一个混凝土配比去除骨料的砂浆作为接缝材料，接缝砂浆控制在3～5cm，并要注意充分振捣，保证结合面均匀。（4）浇筑时要严格控制分层厚度在40cm以下，一般位置采用50mm振动棒振捣，局部钢筋较密的位置采用30mm振动棒振捣，振捣时间一般控制在20～30s，以混凝土表面出现浮浆、不再下沉、无气泡冒出为准。（5）混凝土浇筑应连续进行，浇筑上一层混凝土振捣棒应插入下一层混凝土20cm左右，减少两层混凝土之间的不均匀色差。

4.4混凝土的养护混凝土墙体浇筑完成后48h，松开对拉螺杆、支模架，从缝隙中淋水对混凝土进行养护，72h后再拆除模板，并淋水养护2～3d，然后用塑料薄膜进行包裹，继续养护，特别要注意边角位置严密压实，防止散失水分而造成表面裂缝。

4.5清水混凝土表面缺陷的处理由于混凝土的泌水、漏浆、含气量较大等各种原因，清水混凝土结构表面不可避免地会存在局部缺陷，对于小范围的孔眼、气泡及砂线等外观缺陷，拆模后要立即进行清理。采用原混凝土配合比去除骨料拌制成水泥浆体，掺配一定比例的白水泥调整颜色，对缺陷部位进行修补，修补完成后用塑料薄膜覆盖养护，待其达到一定强度后，用细砂纸打磨光洁，冲洗干净，消除色差[9]。

4.6清水混凝土成品保护（1）清水混凝土模板拆除应轻拆轻放，要注意避免碰撞混凝土表面，合理安排施工工序，在已经浇筑完成的清水混凝土施工工作面组织其他工序施工时，要防止污染清水混凝土，一般可采取覆盖塑料薄膜、木板防护等措施，对于容易发生碰撞的部位，要加设保护框架。（2）特别要注意施工范围内的机械漏油、水泥浆乱溅等问题。（3）保持混凝土表面清洁，严禁采用油漆、墨线等不易清洗的材料在其表面做标记，如需做测量标记，可采用滑石、粉笔无色贴等材料，以便于后期擦洗。

5结束语

该项目通过采用清水混凝土施工技术，隧道主体结构外观效果良好，实现了项目建设目标，得到了各方好评。清水混凝土外观佳，减少了装饰费用，取得了良好的社会经济效益，可为类似工程项目提供参考。由于清水混凝土施工要求高，未来类似项目在开展施工过程中，管理及施工人员务必要提高自身技术水平，详细交底，严格把控各施工环节，这样才能确保清水混凝土外观质量符合相关标准要求。

参考文献

[1]刘国营.清水混凝土施工技术及质量控制分析[J].石材,2022(10):65-67,75.

[2]高玉亭,周杰,张慧杰,等.清水混凝土散拼木模板综合施工技术[J].施工技术(中英文),2021,50(20):66-70.

[3]曾庆喜,杨家青.清水混凝土脱模剂施工工艺研究[J].公路,2018,63(8):125-128.

[4]李彬,王泽云,宋明健.清水混凝土施工过程中的表面污痕的防控技术[J].四川建筑,2015,35(6):194-195.

[5]姜骞,于诚,余鑫.某桥梁墩柱清水混凝土表观黑斑成因分析[J].新型建筑材料,2020,47(8):56-60,78.

作者:万魁元 单位:广东长正建设有限公司