盐渍土地区混凝土结构物施工技术

李兴波

1 工程概况

本项目(G215)为国家高速公路网中连霍国道主干线柳圆至格尔木联络线的重要组成部分，也是青海省“三纵两横三条路”公路主干架中第三纵的重要组成部分，全长194.502 km。A合同段起点里程TK275+000，路线顺原G215线展布，经团结乡、花海子至本合同段终点TK340+000，全长65 km，为二级公路改建路段。

该项目位于花海子盆地，海拔高程2 858.5 m。地形属湖积平原地带，场内的盐渍土十分发育，属过强盐渍土，含盐类型比较单一，为氯盐及亚氯盐类型。

本地区是典型的大陆荒漠化气候区，具有高寒干旱、少雨多风、气候温差大、四季不分明、冬季漫长的特点。

区域及其附近的地震动反应谱特征周期为0.45 s，地震动峰值加速度为0.10g ～0.15g。

2 盐渍土环境对结构物的破坏机理和预防措施

2.1 盐渍土环境对混凝土侵蚀的机理

盐渍土中易溶盐对构筑物的腐蚀主要分为两类:氯化物的侵蚀、硫酸盐的侵蚀。氯化物的侵蚀是由于其中的氯离子与水泥中的化合物发生一系列反应最后产生碳酸钙的复合盐产生结晶压力，导致水泥砂浆破坏。氯化物对钢筋的腐蚀是因为氯离子的存在产生电化学反应，此形式占主导。硫酸盐的腐蚀主要是由于化学反应产生高膨胀物质，从而造成混凝土的胀裂甚至结构物的彻底崩毁。氯盐和硫酸盐同时存在的盐渍土具有更强的腐蚀性。

2.2 盐渍土造成构筑物腐蚀现象

混凝土结构物长期处于氯化物或硫酸盐环境，会造成混凝土构筑物石子外露，表面剥落，轻敲即溃，严重的会导致混凝土整体酥脆，使混凝土材料强度受到损失，构筑物过早老化;保护层厚度不够的钢筋被腐蚀，体积膨胀使保护层胀裂，扩大易溶盐侵入的程度，直到当外露的钢筋保护层严重脱落，钢筋锈蚀，结构失去应有强度，从而影响结构的安全性(承载力降低)与适用性(裂缝、表面锈迹等)。

2.3 预防措施

通过盐渍土地区公路构筑物的腐蚀机理研究，根据工程中的经验，施工中采取以下措施，有效地隔断或阻止盐分向混凝土内部的扩散速度，大大减缓混凝土的腐蚀。

1)结构物基底进行换填，换填材料采用天然透水性强的非盐渍土，且基础底铺设一层油毛毡，防止基础底部被侵蚀。

2)采用抗硫酸盐水泥混凝土，以确保混凝土强度。增加抗硫水泥用量，降低水灰比，提高混凝土标号。下部结构的混凝土标号不小于C30，部分强腐蚀路段不小于C35。

3)台背回填及涵背回填选用强度高，天然透水性强路基填筑料。

4)埋入地下的混凝土结构及基础均应先刷3遍沥青后铺设油毛毡，保证混凝土的耐久性。

3 盐渍土地区结构物施工方法

3.1 施工准备

3.1.1 技术准备

首先组织工程技术人员进行图纸审核，根据设计图纸，由测量组放基坑开挖线，并引护桩。

3.1.2 材料准备

水泥采用中抗硫水泥，进场后经试验检测合格后使用;根据就近原则，中砂采用附近的天然砂砾，经过筛分检测合格后使用;碎石采用当金山的碎石料，试验室抽检并报监理检测。

3.2 基坑开挖

基坑开挖采用挖掘机作业，人工辅助修整。基础底面以上20 cm～30 cm采用人工开挖完成，基坑底面尺寸每边较基础尺寸大0.5 m～1.0 m左右。在地下水较发育的地区，基底有水时，基底四周挖排水沟，并留集水坑。

3.3 基底换填

针对基底地基承载力不能满足设计要求，基底采用常规的换填法处理，换填材料采用洁净的粗砂。

换填施工首先在软基段两侧开挖排水沟疏干场地表面积水;采用D85大型推土机和挖掘机进行表层淤泥清理，基底清理至链轨式机械在其上行走无明显的沉陷为止。换填粗砂垫层分多次进行，第一层厚度80 cm，砂垫层材料采用洁净的粗砂，细度模数大于2.7，含泥量小于5%，渗透系数不小于5×10－3cm/s，施工中用D85大型推土机进行摊平和碾压，其中初压一次，排压两次，在排压过程中如有链轨下陷情况，立即用挖掘机挖除软弱层，重新换填粗砂并用挖机进行碾压。

中间各层换填厚度每层控制在30 cm～50 cm，以中吨位链轨机械碾压密实;最后一层厚度控制在20 cm，采用含泥量8%左右的粗砂填筑，推土机进行整平和初压后用15 t满载自卸车碾压3遍，使得表面粗砂与砂中黏泥结合板结，用18 t振动压路机静压一遍振碾压两遍，碾压遵循先边缘后中间，由弱振到强振的原则。

粗砂换填压实效果检测。粗砂换填层终压后，顺线路方向布置沉降量观测点，观测点按10 m一断面，每断面测3点，观测点采用6 mm钢板，钢板加焊四个10 cm长的钢筋头，使观测钢板固定于砂层表面;观测方法采用测量沉降差法，测量前用18 t振动压路机静压观测量点，测量钢板顶高程，然后对观测点强振碾压两遍后，再次测量钢板顶高程，二次高程差即为沉降差。以沉降差不大于5 mm为合格。

3.4 铺设油毛毡

由于地下水含有腐蚀性，为防止基底混凝土侵蚀，在基底铺设一层油毛毡，人工施工;要求基底满铺，平整。

3.5 抗硫混凝土施工

3.5.1 抗硫混凝土配合比

采用抗硫混凝土，根据试验配合比，增加抗硫水泥用量，降低水灰比，以提高混凝土强度;提高混凝土的密实度，每立方米混凝土的水泥用量应大于350 kg，骨料采用二级配，砂率大于38%，水灰比小于0.5，掺减水剂和加气剂以提高密实度。防止早期受冻并不得用蒸汽养护等。

抗硫混凝土配合比经试验确定为:抗硫C30配合比为水泥∶中砂∶碎石∶水 =424∶606∶1 176∶195，砂率 34%，水灰比 0.46;抗硫C35配合比为水泥∶中砂∶碎石∶水 =433∶602∶1 170∶195，砂率34%，水灰比 0.45。

3.5.2 混凝土施工

模板使用大块钢模板或厂制钢模板组拼，绑扎完钢筋并经监理工程师检查合格后，进行混凝土灌注。混凝土通过搅拌车送至浇筑点泵送入模;当混凝土下落高度大于2 m时，悬挂减速串筒，防止混凝土离析;混凝土分层浇筑，分层厚度控制在30 cm以下。混凝土振捣时，振捣棒要快插慢拔，并插入下层混凝土5 cm～10 cm，与侧板保持5 cm～10 cm的距离，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。混凝土要振捣密实，不能漏振、欠振或过振，振捣时间控制在10 s～20 s左右，以表面开始泛浆，不再出现气泡为宜。混凝土养生采用墩顶塑管补水，塑料薄膜包裹养护。

3.6 涂护

埋入地下的混凝土下部结构及基础均先刷3遍沥青后铺设油毛毡，保证混凝土的耐久性。在混凝土结构表面涂刷耐腐蚀涂料。常用的涂料有:氯磺化聚乙烯防酸盐碱涂料、沥青漆、环氧涂层、煤焦油等防腐材料。防腐涂料用喷涂设备进行喷涂直至达到规定的厚度要求，使得涂抹的表面形成致密、封闭、平整的曲面。

3.7 回填

台背回填及涵内回填选用强度高，天然透水性强路基填筑料。按每层30 cm分层洒水碾压，每层压实度均应达到96区。当回填范围过小不能使用机械进行压实时，可采用夯机进行夯实。台背回填应在预制板安装完成后进行，且应两侧同时进行填筑。

4 结语

本项目(G215)为国家高速公路网中连霍国道主干线柳圆至格尔木联络线的重要组成部分，抗硫混凝土施工技术研究有力的加快了抗硫结构物施工的进度，有效地预防了盐渍土地区对混凝土结构物侵蚀破坏，各项质量指标均满足规范要求。

［1］ 陕西省高速公路建设集团公司.高速公路标准化施工技术指南［Z］.2008.

［2］ 梁世达.谈路桥施工中高性能混凝土的应用［J］.黑龙江科技信息，2008(29):89-92.

［3］ 程 飞.谈高性能混凝土在公路桥梁施工中的应用［J］.今日科苑，2008(16):28-31.

［4］ 阎红红，郎需岭.从多角度认识高性能混凝土［J］.建材技术与应用，2007(6):51-53.