預制箱梁外觀質量問題分析及控制措施

王建鋒

（南通航宇結構件有限公司，江蘇 南通 226013）

后張法預制混凝土箱梁由于具有較大的截面抗扭強度和抗彎強度、價格比現澆箱梁便宜、可提前預制、施工速度快、對場地要求低等優勢，在高速公路和城市快速路建設中得到廣泛的應用，但是在箱梁預制過程中的外觀質量問題也層出不窮。現今，建設方不再只是關注混凝土本身的強度問題，而且越來越關注混凝土外觀質量，混凝土的表面觀感、成型后的梁體線型都是關注的重點。筆者所在的公司是本地區較大規模的專業混凝土預制構件生產企業，通過這幾年在箱梁預制過程中為提高箱梁混凝土外觀質量而做的不斷摸索，總結了一些施工經驗在此與大家交流。

1 預制箱梁混凝土外觀質量存在的問題

1.1 預制箱梁的線型不平齊

預制箱梁的線型不平齊主要表現在腹板平整度不佳，頂板兩邊的翼板不順直，底模與腹模板、腹模板相鄰節段出現拼縫錯臺等。出現這些問題的主要原因：一是模板質量不好，拼裝完成剛度不夠，不能承受太大壓力；二是固定翼板鋼筋的梳齒板安裝不牢，扭曲錯位等影響線型；三是模板加工和拼裝精度不高，底模與腹模板止漿措施不到位等。

1.2 箱梁混凝土的表面色差

混凝土表面，特別是箱梁腹板混凝土，易出現色差、顏色不均勻等問題。色差出現的原因：一是混凝土在配制過程中配合比應用不當，混凝土坍落度不穩定等；二是在混凝土振搗時振搗棒分布不夠均勻，導致每個部分的受力不均，混凝土的振搗下沉也不盡相同，另外振搗棒距離模板太近也易造成棒印等色差問題；三是模板長期雨淋銹蝕，或打磨不到位，或脫模劑涂刷不均勻等，都會產生色差問題。

1.3 混凝土表面存在氣泡、麻面和粘模

混凝土的表面不夠平滑，主要表現有混凝土存在氣泡、麻面和粘模等現象。出現這些問題的原因：一是混凝土本身的流動性、和易性不佳，使混凝土表面產生氣泡；二是清理模板上殘余混凝土不到位，模板不夠光滑，澆筑過程不連續等，使混凝土表面存在麻面；三是脫模劑涂刷不到位，涂刷不均勻，易引起氣泡和粘模問題，另外脫模劑的品種選擇也是原因之一；四是早期拆模強度不達標，拆模過早，使混凝土粘模。

1.4 箱梁底部及端頭出現蜂窩現象

箱梁混凝土經常出現底部及端頭蜂窩的現象，這是一個比較嚴重的問題。主要原因：一是混凝土流動性不佳，無法在振搗作用下有效充盈模板；二是操作人員的問題，沒有正確地澆灌和振搗，比如澆灌分層不佳、振搗不到位；三是端頭位置鋼筋密集，包括外伸鋼筋、錨墊板和波紋管比較多，端頭板止漿困難易造成漏漿和蜂窩，對混凝土的整體質量有影響。

1.5 箱梁腹板混凝土出現水紋現象

混凝土箱梁腹板，特別是中間位置出現水波紋是比較常見的外觀缺陷，出現水紋的原因如下。一是混凝土坍落度偏大，石子粒徑與鋼筋間距不匹配；二是中間位置波紋鋼比較集中，易造成混凝土中大顆粒堆積；三是振搗過程作業人員為防止孔洞等問題易過度振搗而產生水紋現象。

2 提高預制箱梁混凝土外觀質量控制工藝的對策

2.1 模板制作安裝質量控制

模板對箱梁的制作相當重要，箱梁模板周轉次數多，對模板的選材一定要重視。因模板要承受較大壓力，一般箱梁要采用大的鋼模板，且要保證鋼板的厚度和背筋的密度。鋼板厚度小、背筋不足易引起混凝土平整度不佳，出現鼓肚、顯肋等觀感問題。

模板安裝過程也非常重要，要防止混凝土表面因模板安裝出現大的色差、麻面、蜂窩等問題，模板安裝主要從以下幾方面入手：（1）新模板進場后要進行試拼裝，并對各個拼縫、連接及安裝便利性進行驗證。（2）底模側邊用橡膠止漿片粘貼，利用側模緊貼止漿片進行有效止漿，保證梁體下倒角的外觀質量；側模通過臺座基礎預留空隙處進行對拉，保證梁體結構尺寸；底模與側模銜接拼縫要細而順直，不能出現錯臺；側模相鄰塊之間要貼好泡沫止漿條，防止漏漿；梳齒板要固定牢固，防止扭曲變形和錯臺，影響箱梁線型。（3）模板拼裝前應徹底清理干凈，必要時應進行定期打磨；均勻涂刷脫模劑，水性脫模劑往往能提高混凝土的外觀質量，但是要嚴格按照廠家的指導比例兌水使用，同時要防止脫模劑涂刷過多在邊角積液；拼裝完工的模板應當有必要的保護措施，不能讓模板被外界污染，特別是在戶外要防止雨淋，減少灰塵對模板的影響；對端頭模板可用定制橡膠塞結合泡沫膠等措施進行有效止漿，防止因漏漿而產生蜂窩孔洞。

2.2 混凝土澆筑工藝質量控制

要澆筑一片外觀良好的混凝土箱梁，混凝土的施工至關重要。要從混凝土的配合比設計、拌制、運輸、澆筑及養護等多方面進行控制。

（1）混凝土的配合比設計。箱梁的品種規格尺寸有很多，設計的鋼筋、波紋管布置間距、保護層大小都不盡相同。混凝土配合比設計應充分考慮圖紙設計并結合施工季節、環境溫度、運輸及澆筑過程等多種因素，對配合比參數的選用、拌制原材料的選材進行綜合評估。

（2）膠凝材料用量、水膠比、坍落度。一般預制預應力混凝土箱梁強度多為C50、C55，強度相對較高。參考相關規范并結合耐久性要求，膠凝材料用量宜＞420kg/m3，并不超過480kg/m3，可根據施工條件和環境，復合使用礦物摻合料。混凝土水膠比宜＜0.35，合理控制單方用水量。預制箱梁由于鋼筋密集，鋼筋間距較小，且有多道波紋管布置，坍落度選擇宜取180～200mm，且坍落度擴展度不宜＜500mm，混凝土應流動性、保水性良好。試生產前應對配合比進行驗證，必要時可進行小尺寸實體試澆筑，以驗證配合比的適用性。

（3）石子的最大粒徑和砂率。箱梁混凝土的砂石材料的使用配置也極其重要。箱梁截面尺寸一般較小，而鋼筋卻比較密，在底板和腹板一般都有大直徑的波紋管布設，鋼筋間距較小，石子最大粒徑不宜＞20mm，可采用二級配碎石以保證連續級配，同時應控制碎石的針片狀含量。箱梁混凝土的砂率應根據砂的質量情況，特別是砂的細度模數和級配來選用。箱梁混凝土拌制宜選用天然中砂，當天然砂資源選用困難時，也可采用粒型良好的機制砂配合一部分天然細砂，同時考慮坍落度和碎石的最大粒徑，砂率宜較一般混凝土增加2%～5%。

（4）選用高性能減水劑。聚羧酸高性能減水劑在近幾年得到廣泛的應用，是配置高流動度、高保水性混凝土的新型外加劑，具有摻量低、減水率高、保坍性好、適應性強等特點。箱梁混凝土坍落度一般較大，如何在保障大坍落度下的混凝土的擴展度和和易性，聚羧酸高性能減水劑的合理運用顯得非常關鍵。聚羧酸減水劑能大幅降低混凝土單方用水量，降低混凝土水膠比，提高混凝土強度，提高混凝土的黏聚性和保水性，避免產生分層離析等影響混凝土外觀質量。

（5）混凝土攪拌和運送。混凝土的攪拌和運送是配合比得以實現的基礎保障，必須要做到以下幾點：一是計量準確。攪拌站應定期進行計量檢定，確保物料計量準確。二是攪拌時間要滿足要求。箱梁混凝土坍落度大，膠凝材料多，要適當延長攪拌時間以保證外加劑有效分散。三是坍落度的穩定性。這是極其重要的一步，配合比應根據砂石含水率變化及時進行調整，確保出機坍落度誤差≤20mm。運送混凝土一般建議使用攪拌運輸車，天氣炎熱的季節攪拌車攪拌筒應有防曬措施，同時考慮運輸距離、運輸量、澆筑節奏，合理控制坍落度損失值，確保入模坍落度穩定且滿足澆筑振搗的要求。入模前應測定混凝土坍落度，同時觀察混凝土保水性、和易性，滿足要求的方可入模澆筑。

（6）混凝土的澆筑與振搗。箱梁混凝土一般采用龍門吊布料料斗均勻入模，其澆筑方法采用斜向分層法澆筑，根據梁高腹板混凝土分成2～4層進行澆筑。振搗采用附著式振搗器和插入式振搗棒（50棒、30棒）聯合完成。腹板澆筑時應兩側同步進行，混凝土振搗器應快插慢拔，移動間距不得超過有效振動半徑的1.5倍，且應使振動半徑能覆蓋已振實部分10cm左右。振搗棒要插入前一層混凝土5～10cm內，以保證新混凝土與先澆筑混凝土的良好結合。要掌握好振搗時間和振搗混凝土狀態，一般以混凝土表面出現浮漿，并且無明顯大氣泡產生為宜，不得過振。澆筑過程應均勻對稱、緩慢布料，不得在模板內利用振搗棒使混凝土長距離流動或運送混凝土，以免造成離析。混凝土振搗時，振搗棒要盡量避免碰撞波紋管和鋼筋，以免使其發生偏移；也不得直接觸碰鋼模，以免混凝土凝固后留下棒印。由梁的一端向另一端澆筑到距梁端4～5m處，從梁的另一端布料，防止水泥漿聚集到梁端造成梁體強度不均勻；隨澆筑進度隨時檢查端頭和底板的密實度以免產生蜂窩孔洞；對于端頭錨固區混凝土振搗要細致、全面，必要時可以采用20棒、30棒輔助方式，保證混凝土密實。

（7）混凝土的拆模和養護。根據混凝土強度嚴格控制拆除內、外模時間，當混凝土強度達到5MPa時方可拆除外模。禁止砸撬外模，防止混凝土出現震裂從而影響箱梁外觀。腹板拆模后要及時進行養護，應盡可能使用飲用水源進行自動噴淋養護，避免使用地下水和河水，防止水垢沉積在混凝土表面形成黃斑，也可對腹板采用黏貼塑料薄膜等養護措施以保證外觀質量。

3 結束語

預制箱梁混凝土的外觀質量的控制工藝涉及方方面面，施工人員必須確保細心，并嚴格按照相關規范操作，對混凝土的各項數據加強控制，對模板制作安裝、材料、運送過程等嚴格要求，只有這樣才能展現混凝土的天然美感。