淺析30?m預(yù)制箱梁外觀質(zhì)量控制措施

沈陳斌++沈理斌

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁表面麻面及水波紋是常見的質(zhì)量缺陷，影響箱梁的外觀質(zhì)量。文章對(duì)30 m后張法預(yù)制箱梁表面麻面及水波紋的成因進(jìn)行了綜合分析，從原材料、施工工藝及質(zhì)量管理等方面入手，提出了控制混凝土質(zhì)量的措施，對(duì)確保預(yù)制箱梁的外觀質(zhì)量具有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁 外觀質(zhì)量 成因分析 控制措施

中圖分類號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0067-02

近年來，我國高速公路互通立交橋、主線橋、高架橋等施工普遍使用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁施工，建設(shè)過程中，通過對(duì)預(yù)制箱梁的質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)部分預(yù)制箱梁外觀質(zhì)量較差，主要表現(xiàn)在箱梁側(cè)面水波紋較多、且色差較大，局部有麻面現(xiàn)象，其中發(fā)現(xiàn)問題的箱梁大部分分布在距離底板40～50 cm范圍內(nèi)，寬度約為15～25 cm不等，在箱梁的端部有隨預(yù)應(yīng)力波紋管抬升而升高的趨勢(shì)，嚴(yán)重影響了箱梁的外觀質(zhì)量。嘉興市近年已建成4條高速公路，總里程長達(dá)235.5 km。在橋梁工程中30 m后張法預(yù)應(yīng)力箱梁占有較大的比重，通過改進(jìn)施工工藝和采取相關(guān)技術(shù)措施后，該4條高速公路均取得了較好的效果，確保了施工質(zhì)量。

1 麻面、水波紋成因分析及控制措施

通過對(duì)已施工完成的箱梁檢查，發(fā)現(xiàn)部分30 m預(yù)制箱梁出現(xiàn)麻面、水波紋等質(zhì)量缺陷，要克服這些外觀缺陷，必須從原材料選擇、砼配合比及拌和、澆筑、振搗工藝、模板等方面綜合分析產(chǎn)生缺陷的原因，采取相應(yīng)措施事先預(yù)防，方能確保箱梁的外觀質(zhì)量。

1.1 麻面

1.1.1 成因分析

（1）水泥混凝土中粗集料堆聚

根據(jù)施工圖紙，30 m預(yù)應(yīng)力箱梁中部腹板厚度僅為18 cm，腹板豎向主筋使用φ12螺紋鋼矩形結(jié)構(gòu)，邊框間距8.8 cm，內(nèi)外側(cè)設(shè)有縱向構(gòu)造鋼筋，其直徑均為10 mm的圓鋼，用于穿鋼絞線的波紋管直徑為5.5 cm，從豎向主筋中間穿過，這樣混凝土通過波紋管一側(cè)的間距僅有1.65 cm，造成混凝土通過波紋管位置時(shí)比較困難。因此，當(dāng)澆注的混凝土通過N3號(hào)波紋管位置時(shí)，由于該處間隙相對(duì)狹小，混凝土中細(xì)料流動(dòng)容易，粗集料中較大粒徑顆粒通過時(shí)相對(duì)困難，并使粒徑較大顆粒在該處積聚，引起混凝土粗集料堆聚且緊貼模板，導(dǎo)致混凝土表面麻面的產(chǎn)生。

（2）混凝土澆筑方法不合理

混凝土開始施工時(shí)，是從兩側(cè)腹板位置澆注，大量的底板混凝土均要從N3號(hào)波紋管兩側(cè)通過，混凝土完全靠自重是不能使底板填滿的。這樣就要增加混凝土的振搗時(shí)間才能使底板混凝土密實(shí)，而過量的振搗則使N3號(hào)波紋管位置處混凝土大顆粒集中，導(dǎo)致混凝土表面麻面的產(chǎn)生。

1.1.2 控制措施

（1）加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制

石料盡可能采用二次破碎，按各級(jí)粒徑要求選用不同篩子進(jìn)行篩分，嚴(yán)格控制各檔規(guī)格的碎石粒徑。同一合同段必須采用同一廠家、同一品牌的水泥，并且陳伏期要求達(dá)到15 d以上。

（2）加強(qiáng)模板保養(yǎng)

箱梁預(yù)制的模板必須采用光潔的整體鋼模，鋼板厚度不小于5 mm，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。為了不使混凝土在N3號(hào)波紋管處產(chǎn)生粗集料堆聚，應(yīng)加強(qiáng)模板保養(yǎng)工作，每次立模前先認(rèn)真清除模板表面的雜物，對(duì)有模板的外露面應(yīng)涂刷同一類別的脫模劑。

（3）提高混凝土拌和質(zhì)量

做好理論配合比設(shè)計(jì)，適當(dāng)增大砂率，減小用水量，摻加減水劑。混凝土拌和前調(diào)整好施工配合比，拌和時(shí)控制好用水量，在便于施工的情況下坍落度盡量小一些，對(duì)坍落度不符合要求的嚴(yán)禁入模。

（4）改進(jìn)混凝土喂料及澆筑順序

澆筑混凝土?xí)r，由人工將箱梁內(nèi)模頂板開天窗，從箱梁的天窗將混凝土放入箱梁內(nèi)，先把箱梁底板澆筑起來，以減少N3號(hào)波紋管處混凝土的通過量。具體施工時(shí)，底板先澆注7～10 m，開始從腹板喂料，同時(shí)向前推進(jìn)。

1.2 水波紋

1.2.1 成因分析

（1）混凝土坍落度不適宜

由于30 m箱梁設(shè)計(jì)中，腹板內(nèi)的鋼筋及波紋管的布設(shè)密集，使混凝土通過的空間相對(duì)狹小。當(dāng)混凝土通過N1、N2號(hào)波紋管時(shí)，由于N1、N2號(hào)波紋管位置較高，混凝土在其自重的作用下，還比較容易通過。但當(dāng)混凝土通過N3號(hào)波紋管時(shí)，由于N3號(hào)波紋管位置相對(duì)于N1、N2號(hào)波紋管低一些，混凝土自重作用效果就相對(duì)不明顯，這樣混凝土中較大粒徑的粗集料就會(huì)被堵在N3號(hào)波紋管處。若混凝土坍落度偏小時(shí)，混凝土的流動(dòng)性同時(shí)降低，和易性也變得較差，混凝土在N3號(hào)波紋管處就更加難以通過，致使混凝土產(chǎn)生離析，混凝土表面形成水波紋現(xiàn)象。

（2）混凝土振搗過度

混凝土底板附近由于有較多的鋼筋和波紋管，使混凝土的流動(dòng)性相對(duì)較差，為了保證底板混凝土密實(shí)，就必須加強(qiáng)振搗，延長振搗時(shí)間。等到N3號(hào)波紋管以下的混凝土變密實(shí)時(shí)，N3號(hào)波紋管處的混凝土已經(jīng)振搗過度，引起混凝土中的水泥稀漿和細(xì)砂上浮，導(dǎo)致混凝土離析，使N3號(hào)波紋管處砂漿聚集較多，骨料較少，級(jí)配單純且偏粗，從而導(dǎo)致在底板40～50 cm范圍內(nèi)在終凝后砼表面的水泥石顏色較深，狀似水波紋。此外混凝土分層澆筑時(shí)，由于振搗上層混凝土?xí)r振動(dòng)棒沒有深入到下層足夠的深度，往往也會(huì)引起出現(xiàn)水波紋現(xiàn)象。

1.2.2 控制措施

（1）提高鋼筋制作質(zhì)量

鋼筋制作采用整體加工吊裝入模、內(nèi)模整體拼裝入模及小箱梁預(yù)應(yīng)力張拉移存后進(jìn)行壓漿等工藝，提高鋼筋骨架的整體可靠性；此外，在鋼筋間距、直順度及保護(hù)層厚度等方面施工的精度得到提高。同時(shí)，對(duì)腹板與波紋管之間的鋼筋布置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以加大鋼筋與波紋管之間的距離，在預(yù)埋波紋管處增加支撐鋼筋，以保證波紋管的定位準(zhǔn)確、牢固。

（2）改善混凝土級(jí)配碎石粒徑endprint

為防止波紋管處石子被“篩分”，按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，改善級(jí)配碎石粒徑，對(duì)16～25 mm粒徑的石子用量進(jìn)行下調(diào)，但級(jí)配應(yīng)符合技術(shù)規(guī)程的范圍要求。

（3）控制含砂率

含砂率與級(jí)配、孔隙率、粗細(xì)程度（細(xì)度模數(shù)）相關(guān)，應(yīng)選擇能同時(shí)滿足混凝土質(zhì)量、和易性的最佳含砂率。為了使混凝土均勻，和易性好，含量稍微增大一些。和易性包括混凝土拌和物流動(dòng)性、粘聚性和保水性，在于混凝土中有足夠的水泥砂漿起主要作用。當(dāng)減水劑（水劑約在1%，粉劑約在1.5%左右）摻量不大的情況下，含砂率較通常情況稍提高1～2%，砼的澆搗塑性明顯改善，粗骨料被砂漿包裹覆蓋層厚度均勻，避免砼表面出現(xiàn)“相料色差”。

（4）調(diào)整波紋管位置

優(yōu)化箱梁鋼筋設(shè)計(jì)方案，通過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和受力計(jì)算，在確保滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)N3、N4號(hào)波紋管的位置內(nèi)移0.5～1.0 cm，以達(dá)到利于混凝土級(jí)配碎石分布均勻的目的。

（5）加強(qiáng)混凝土振搗

振搗必須由熟練的操作工人操作，采用直徑3 cm的小振搗棒，做到快插慢起，振搗時(shí)必須將振動(dòng)棒透入到下層砼5～10 cm，每一棒振搗時(shí)間不能過長，過長會(huì)引起砼離析。鋼筋或波紋管密集部位，仔細(xì)振搗。并掌握振搗棒的工作范圍進(jìn)行合理振搗，合理程度以混凝土中氣泡的泛出量來判斷，但不得漏振和過振。

（6）合理確定混凝土坍落度

合理確定混凝土的坍落度，加大混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能。當(dāng)澆注N3號(hào)波紋管以下部位的混凝土?xí)r，可適當(dāng)改變其和易性，使混凝土坍落度放大，約在8～10 cm，其余部位控制在6～8 cm。

3 結(jié)語

（1）30 m預(yù)制箱梁的外觀質(zhì)量出現(xiàn)麻面、水波紋等現(xiàn)象，由于各類箱梁的設(shè)計(jì)和施工工藝不同，產(chǎn)生的原因也不盡相同，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，分析產(chǎn)生問題的原因，對(duì)癥下藥，采取針對(duì)性的技術(shù)措施，以改善和提高混凝土的外觀質(zhì)量。

（2）通過采取改進(jìn)混凝土碎石級(jí)配，合理確定混凝土坍落度，控制喂料順序，優(yōu)化振搗工藝等措施，預(yù)制的箱梁成品外觀基本消除麻面和水波紋現(xiàn)象，整個(gè)腹板顏色一致，混凝土均勻密實(shí)光滑，達(dá)到工程質(zhì)量要求。

（3）預(yù)制箱梁作為橋梁的承重部分，應(yīng)引起高度重視。在施工過程中，采取各項(xiàng)有效控制措施的同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高創(chuàng)優(yōu)意識(shí)，禁止采用二次粉刷改變外觀，必須嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，加強(qiáng)施工工藝控制，達(dá)到外美內(nèi)實(shí)的效果。

參考文獻(xiàn)

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