小型薄壁U型槽預制件的質量影響因素與控制措施

董姣芝

摘 要：以海南省紅嶺灌區田間工程小型薄壁U型槽預制件混凝土施工為例，介紹海南熱帶島嶼季風性氣候地區環境下，分析小型薄壁U型槽的質量影響因素與控制措施。

關鍵詞：小型;薄壁;U型槽;影響因素;控制措施

中圖分類號：TB ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.04.094

1 概述

1.1 工程概況

海南省紅嶺灌區田間工程涉及屯昌縣、定安縣、海口市、文昌市四個市縣。田間工程建設內容包括建設U型預制件砼斗渠（分斗渠）、農渠、農溝、干管（分干管）、排水斗溝、新建機耕路、改建機耕路、新建加壓泵站，累加總長約8488.572km，U型預制件砼斗渠、分斗渠、農渠、農溝總長3679.53km，占全線長度的43.3%，其中壁厚4cm的U30、U40預制件砼2849.64km，占U型預制件砼總長度的77.4%。

1.2 需要關注的問題

在U型槽預制件混凝土施工中，壁厚4cm的U30、U40小型預制件占U型槽預制件總長的77.4%，因此，控制好小型薄壁U型槽預制件的質量是田間工程混凝土質量控制過程中的一個非常必要的重點環節。

2 小型薄壁U型槽預制件的質量缺陷成因分析

通過對現場多個 U 型槽預制場的實地考察，觀看整個小型薄壁U 型槽預制件制作過程，并對小型薄壁U 型槽預制件的質量缺陷進行分析，歸納、總結了小型薄壁U 型槽預制件制作成型過程中存在的外觀質量缺陷形式和種類以及外觀質量缺陷的成因。現從人、機、料、法、環、測等因素具體分析小型薄壁U 型槽預制件的質量缺陷形式和種類及成因如下。

2.1 麻面

成因分析：（1）U型槽模板長度為1m的鋼模板，選擇的插搗工具不合適或插搗不密實，沒有將混凝土中的氣泡及時引出，致使氣泡滯留于混凝土與模板之間，造成麻面;（2）混凝土拌和物坍落度過大，易產生離析，水泥漿體順著內外模板間隙處漏走，導致U型槽預制件表面砂漿缺損，進而產生麻面;（3）澆筑U型槽混凝土下料前對模板清理工藝不當，以及內外模板卡扣不緊或卡扣數量不足，使內外模板卡扣不嚴密，造成水泥漿體順著內外模板的間隙流走，導致U型槽預制件表面砂漿缺損，進而產生麻面;（4）模板表面附有原混凝土漿、砂漿、水泥漿等其它不潔凈雜物，導致U型槽預制件制作成型后表面出現麻面;（5）模板脫模劑涂刷不均勻或面部漏刷，容易出現拆模時U型槽混凝土表面粘結模板，引起麻面;（6）第一次使用新模板刷脫模劑不充分，U型槽預制件成型后表面出現花紋式的麻面。

2.2 蜂窩

成因分析：（1）混凝土配合比采用不合理，石頭多、砂子少或砂、石級配不好，使混凝土和易性差，易產生離析，造成U型槽預制件表面局部砂漿缺損嚴重，形成蜂窩;（2）砂子偏粗，砂的空隙率大，混凝土密實度降低，混凝土和易性差，易產生離析;（3）作業人員質量意識淡薄，為施工方便擅自加水，增大坍落度;（4）模板孔隙未堵好，模板加固螺絲螺帽數量不足、卡扣數量不夠或加固螺絲未完全緊固，使內外模板卡扣不嚴密，導致漏漿嚴重;（5）搗實工具不合適、搗實不到位，使混凝土不均勻、不密實，造成局部砂漿缺損嚴重;（6）混凝土下料方法不當，混凝土產生離析;（7）混凝土攪拌不充分使混凝土漿體包裹骨料不充分，造成構件表面局部砂漿缺損嚴重。

2.3 孔洞

成因分析：（1）U型槽內外模板間距偏小，搗實混凝土拌和物困難，沒有插振到位的地方容易形成孔洞;（2）砂石骨料級配不好，致使混凝土拌和物流動性差，或混凝土拌和物出現離析，粗骨料下沉集中，造成混凝土澆筑不暢;（3）插搗工具不合適，導致搗實不充分，造成部分混凝土松散;（4）水泥結塊或骨料中含有泥塊等雜物，影響水泥砂漿與骨料之間的膠結，造成部分混凝土松散;（5）骨料粒徑過大，混凝土下料中被鋼筋卡住，致使其下部混凝土形成孔洞;（6）澆筑時未分層下料，使下部混凝土插搗不充分，形成松散部分。

2.4 缺棱掉角

成因分析：（1）U型槽模板耳朵端口設計角度偏小，導致拆模困難，引起嚴重缺棱少角;（2）施工人員經驗不足，拆模用力過猛，使U型槽邊角受外力或重物撞擊，棱角被碰掉;（3）拆模方法不當或模板使用頻繁，使模板變形，致使拆模困難，引發嚴重的缺棱少角;（4）U型槽成型后，用專用車運輸過程中，路面不平整，造成構件邊角掉落;（5）模板表面混凝土漿、水泥漿等殘渣未清理干凈;（6）施工人員經驗不足，拆模時間過早，混凝土本身強度低，造成混凝土邊角很容易隨模板拆除而破損;拆模時間過遲，用力敲打鋼模，容易造成U型槽棱角缺損。

2.5 干縮裂縫

成因分析：（1）U型槽混凝土成型后未及時養護或養護不當，受到風吹日曬使混凝土表面水分散失過快、過多，導致混凝土表面收縮劇變，而混凝土內部溫度變化很小、收縮小，由于混凝土內部的約束作用產生拉應力而引起開裂;（2）采用細度模數小和含泥量大的粉砂作為原材料配制混凝土，導致預制構件抗拉強度低，收縮大而產生干縮裂縫;（3）混凝土坍落度過大或振實過度容易產生離析，造成U型槽上部端口砂漿多，收縮性大，引起端口出現深度裂縫;（4）施工人員經驗不足，拆模時間過早，混凝土中的水分過早蒸發導致較大的收縮變形，從而在混凝土表面出現干縮裂紋。

2.6 爛根

成因分析：（1）模板加固螺絲螺帽數量不足、加固螺絲未完全緊固，導致漏漿嚴重，引起爛根現象;（2）U型槽預制場地不平，模板與地面接觸的間隙較大，水泥漿體從模板底部流走，導致U型槽下部爛根嚴重;（3）模板孔隙未堵好，造成嚴重漏漿或爛根。

3 質量控制措施

經過現場實際考查，形成小型薄壁U型槽預制件外觀質量缺陷的原因是多方面的，既有施工人員管理不到位、作業人員操作不規范以及技術配合比不合理，也有使用工具不合適、模板損壞等多種原因。現從人、機、料、法、環、測等方面，有針對性地制定質量控制措施。

3.1 技術措施

3.1.1 設計合理的混凝土配合比

海南省紅嶺灌區田間工程U型槽強度等級為C25，根據海南省地材的實際情況，結合現場施工條件，同時滿足人工澆筑壁厚為4cm的U型槽混凝土前提下，混凝土施工配合比進行兩次調整。在水泥品種不變的情況下，第一次選擇細度為2.2～3.0的河砂，粒徑規格為5～25mm的碎石，進過試驗，施工作業人員反饋：（1）石頭容易被卡在下部三分之一的橫向鋼筋處，造成鋼筋露筋，同時下部出現孔洞現象;（2）插搗時阻力比較大，有些位置難以搗實充分，容易出現孔洞現象。第二次選擇粒徑規格為5～20mm的碎石進行試驗，露筋、孔洞現象大有改善，但外觀麻面還時有發生，查其原因為砂子細度模數大，砂子偏粗。經過幾次調試，砂子細度為2.2～2.6時混凝土拌和物的工作性良好，U型槽拆模后的外觀質量有了很大改觀，最終U型槽的混凝土配合比碎石選定粒徑規格為5～20mm的碎石，砂子細度以2.2～2.6為控制基準進行施工配合比的調整。因此，設計一個合理的混凝土配合比是小型薄壁U型槽預制件混凝土施工的前提。

3.1.2 混凝土拌制前的質量保證措施

（1）對每個新開工的U型槽預制場施工作業人員進行U型槽施工技術交底。

（2）對進場的各原材料進行抽樣檢測，確保水泥、砂石骨料均為合格品，特別是預制U型槽的砂子，對細度要加以控制，控制范圍為2.2～2.6。

（3）嚴格控制好砂石骨料的粒徑，避免出現超徑，試驗室加強對砂子的檢測頻次，及時提供粗細砂摻配比例，確保預制U型槽的砂子細度在2.2～2.6范圍內。

（4）配備合適的搗實工具：1m長鋼寸管，一頭套0.2m長Ф18圓鋼，并打磨成鋼釬狀，工人使用方便，確保下部混凝土插搗到位;配備2～3把橡膠錘，輕敲鋼模板，幫助混凝土中的氣泡排出。

（5）配備足夠的模板緊固螺絲螺帽，確保內外模板卡扣充分，并逐一檢查模板加固情況。

（6）對端口角度偏小的模板加以調整到合適角度，定期校正變形的模板，嚴禁使用變形模板，對難以校正的模板予以清除出場。

（7）及時清理模板上的混凝土漿、砂漿、水泥漿等其它不潔凈雜物，確保模板表面潔凈、無雜物附粘。

（8）模板刷脫模劑要充分，特別是新進鋼模板刷脫模劑更要充分。

（9）U型槽預制場地要整平或進行場地硬化。

3.1.3 混凝土拌制及運輸過程中的質量控制措施

（1）嚴格控制混凝土配合比，并做到各原材料稱量準確。

（2）控制混凝土攪拌時間，最短不得少于規范要求，確保混凝土攪拌均勻。

（3）在各原材料稱量準確的前提下控制好混凝土的坍落度，并加強坍落度檢測頻次，控制坍落度在16～18mm范圍內。

（4）控制混凝土的水灰比、水泥用量，砂率不要過大。

（5）監督現場混凝土拌制、避免使用過量粉砂，并嚴格控制砂、石的含泥量。

（6）混凝土拌和物采用手推小斗車人工運輸。

3.1.4 混凝土澆筑及養護過程中的質量控制措施

（1）用小灰桶將運輸振動過的混凝土拌和物在小斗車里拌勻。

（2）U型槽混凝土澆筑采用小灰桶進行分層下料，下料一層，插搗一次，分2～3層完成，確保混凝土插搗充分。

（3）控制振搗時間，最短不得少于規范要求，也不得過度插搗，導致粗骨料下沉集中，水泥漿體在上部集中。

（4）監督現場混凝土拌制、U型槽上口端均勻擠壓包裹水泥漿的中石，進行兩次收面。

（5）拆模時注意對邊角的保護，避免用力過猛。

（6）拆模后的U型槽采用土工布覆蓋并及時灑水養護或整個預制場安裝地灌灑水養護。

（7）養護前避免太陽直接暴曬，U型槽預制件在連續養護期內始終保持濕潤，如有必要適當延長養護時間。

3.1.5 其他措施

（1）根據外界氣候，適時調整作息時間，避開一天中的高溫時段，減少因高溫水分丟失快產生的裂縫。

（2）U型槽預制件在運輸過程中，需保持路面平整，防止U型槽預制件運輸中因顛簸而受損。

3.2 組織措施

對每一個U型槽預制場，在U型槽混凝土施工前，嚴格按照審批后的專項施工組織設計和技術方案配備人員、機械、設備、材料等。搞好現場安全、施工技術交底工作、配備專職質檢員進行檢查;施工過程中，重點控制U型槽混凝土的水灰比、坍落度。加強各U型槽預制場的施工管理，做好U型槽混凝土施工前的各項準備工作，確保U型槽混凝土施工措施落實到位。每月進行一次質量檢查，對檢查出的不合格U型槽現場集中銷毀，不允許不合格U型槽預制件流轉到下一道工序。

4 U型槽混凝土預制件質量控制比對情況

通過對田間工程定安片區安良預制場的U30、U40兩種規格的U型槽預制件進行質量檢查，其質量檢查的數據分析統計見表1～表4。從表1～表4可以看出，U30、U40兩種規格的U型槽預制件混凝土的施工工藝在不斷完善，施工質量有了很大提高。U30、U40兩種規格的U型槽預制件的合格率由76.9%提高到95.6%，達到了95.0%的目標控制值。

5 結語

通過對田間工程小型薄壁U型槽預制件混凝土施工質量影響因素的認真分析，并采取了一系列的質量控制措施，我們對小型薄壁U型槽預制件混凝土澆筑技術有了很大的提高，積累了一定的施工經驗，為今后類似工程提供一定的參考價值。

參考文獻

[1]佟澤民，劉麗.預制構件外觀質量缺陷與修復[J].內蒙古公路與運輸，2008，（06）：21-24.

[2]崔育.淺析現澆混凝土冬季施工技術[J].科學之友，2011，（04）：54-55.

[3]李一凡.預制混凝土構件常見質量缺陷及防治方法[Z].2012：4.

[4]阿迪力江·吐爾洪.橋梁混凝土結構裂縫控制探討[J].交通標準化，2013，（15）：40-42.

[5]封濤.小型農田水利預制砼U型槽質量影響因素實驗研究[D].南昌：南昌大學，2015.

[6]張樹艷.冬季現澆混凝土地基基礎施工技術應用[J].化工管理，2017，（22）：171.

[7]何慶姝.橋梁混凝土裂縫產生原因及控制措施分析[J].建筑技術開發，2018，45（22）：110-111.

[8]劉曉波，杜鑫磊.橋梁混凝土結構裂縫成因及控制措施分析[J].黑龍江交通科技，2019，42（7）：123-124.