小型預制構件施工工藝與質量控制研究

盛吉崇 方劍

摘? 要：隨著浙江省高速公路建設的持續發展，小型混凝土預制構件得到廣泛應用。但由于缺乏標準化施工規范或技術標準，預制構件質量參差不齊。為提高小型混凝土預制構件的施工質量，減小早期破損現象，以達到“內實外美”的應用效果，文章介紹了公路工程小型混凝土預制構件的施工工藝及質量控制要點，從模具制作、混凝土加工、澆筑、養生等方面提出了標準化施工工藝，為控制小型預制構件的外觀質量提供參考。

關鍵詞：小型預制構件;施工工藝;質量控制

Abstract： With the continuous development of expressway construction in Zhejiang Province， small-scale prefabricated concrete components are widely used. However， due to the lack of standardized construction specifications or technical standards， the quality of prefabricated components is uneven. In order to improve the construction quality of small-scale concrete prefabricated components， reduce the early damage phenomenon， and achieve the application effect of inside solid and outside beautiful， this paper introduces the construction technology and quality control points of small-scale concrete prefabricated components in highway engineering. From the aspects of mold making， concrete processing， pouring and curing， the standardized construction technology is put forward， which provides reference for controlling the appearance quality of small prefabricated components.

1 概述

我國預制構件的生產應用已有近50年的歷史。上世紀70年代中期，政府大力提倡建筑業“工廠化、裝配化、標準化”，掀起了預制構件行業發展的熱潮。到上世紀80年代中期，我國預制構件行業發展達到頂峰，全國共建立起數萬個規模不同的預制構件廠（其中90%以上是規模很小的鄉鎮企業）。近年來，隨著混凝土預制構件技術的發展，越來越多的公路建設開始采用混凝土預制構件修筑公路附屬工程，這不僅克服了漿砌片石或塊石砌筑的缺點，而且具有施工便捷、外觀尺寸較統一、美觀且安全的優點[1]。但由于管理觀念落后、技術規范不完善等原因，施工單位采用定型鋼模或木模就地預制小型構件，分散生產，標準不統一，使得公路沿線的不同標段的附屬工程外觀及質量參差不齊。同時，小型構件生產工藝和質量驗收的不規范，導致所生產的小型構件雖然強度合格，但大多外觀毛糙，蜂窩、麻面、氣泡、色差、變形、翹曲和缺棱掉角等現象普遍[2]。因此，如何提高小型混凝土預制構件的施工質量，減小早期破損現象，以達到“內實外美”的應用效果，成為實現項目整體外觀精美、質量精致的關鍵性問題。為克服目前公路工程附屬工程廣泛存在的質量通病，本文開展公路工程小型混凝土預制構件工業化關鍵技術及工程應用的研究，通過對浙江省已建公路附屬工程典型結構進行的調查，對公路工程小型混凝土預制構件的標準化、工廠化生產技術以及機械化裝配技術的研究，形成機械化、工廠化、專業化與一體化的建造模式，全面提高公路工程附屬工程的質量和性價比，社會效益和經濟效益顯著，推廣應用前景廣闊。

2 施工準備

2.1 技術準備

（1）審核加工圖，加工圖需要修改或完善時應在生產前辦理變更文件。

（2）進行技術要求和質量要求交底，并應保留技術交底記錄。

2.2 預制場準備

預制場地是實現工廠化施工生產的前提條件，必須按照工藝要求進行功能分區規劃布置，來實現生產的規模化和管理的標準化。如圖1所示，按照工廠化建設布局模式，場內要設置砂石料存放區、混凝土拌和區、預制區、鋼筋加工區、養生區、模具清洗區、預制構件成品臨時存放區和工地辦公區等功能模塊，各個區域分別設置標識牌，相應區域醒目位置懸掛質保措施和安全操作規程公示牌。為保證雨天生產不受干擾，場內工棚面積不少于1000m2，工棚高度必須要求6m以上。預制場地宜設在地形平坦、開闊的地段，具體選址要綜合考慮用水、用電、交通運輸便捷及安全、環保、運距經濟等因素。

3 施工工藝與控制

3.1 預制構件施工工藝流程（見圖2）

3.2 施工控制要點

3.2.1 模具

模具是決定預制構件外形的基礎，模具的剛度不夠、材料不當都會降低構件的質量。對于小型混凝土構件，模具主要有鋼模具和塑料模具兩種類型。根據預制構件的結構尺寸選擇模具的類型，一般優先采用塑料模具，其次再考慮鋼模具。塑料模具由一種采用聚丙乙烯、APS工業塑料及部分添加劑經過一定的加工工藝而形成的一種復合材料制成。塑料模具根據預制構件的設計尺寸，先開發出母模，由母模一次性沖壓而成，可以批量生產，生產出來的模具規格統一、差異性極小，無接縫、整體性好，便于脫模，方便周轉。與鋼模具相比，具有質量輕、便于施工等特性。然而，塑料模具具有一定的彈性和柔性，容易變形，因此需在容易變形的部位增加扶壁條，提高塑料模具的剛度。

3.2.2 混凝土生產

各類原材料的選擇須嚴格按照設計、規范標準進行，進場原材料必須進行檢測，合格后才允許采用。按設計和規范要求進行混凝土配合比設計，配合比必須經過多次試配以求最佳，水灰比控制在0.46左右，砂率根據砂的細度模數進行取值，宜控制在34～38%。如果原材料的級配、大小不合適， 必將影響強度和外觀質量。混凝土采用強制式拌和機拌制，各種原材料的用量嚴格按照配合比要求進行電子稱重計量。各類原材料的允許偏差應控制在以下范圍：水泥±1%，粗細集料±2%，水±1%。混凝土的拌和時間應控制在3～5分鐘，塌落度控制在35～50mm。場區設計預制區時，應緊靠拌和站的出料口，將拌合好的混凝土經儲料盤直接進行入模澆筑。

3.2.3 混凝土的澆筑與振搗

預制構件斷面高度大于300mm時，應分層澆筑，每層混凝土澆筑高度不得超過300mm;起重機配合吊斗下料時，吊斗距離模具高度不宜超過600mm;下料時應均勻，并應輔以人工攤鋪;攤鋪時應站在鋪設好的跳板上或站在鋼制模具邊緣操作，不得踩踏鋼筋骨架，嚴禁一次性集中下料;露天生產遇下雨時應停止澆筑;混凝土澆筑完成后應及時清理模具上及周邊殘留的混凝土。

振搗是混凝土構件生產工藝的關鍵工序之一，它對成品的質量起著決定性的作用。振搗設備應根據混凝土的品種、工作性和預制構件的規格形狀等因素確定，振搗前應制定合理的振搗成型操作規程;振動臺上擺放的模具數量根據振動臺尺寸和模具尺寸決定，主要考慮振動效果。混凝土振搗過程中應隨時檢查模具有無漏漿、變形或預埋件有無移位等，若有漏漿、變形或移位超出偏差時，應及時采取補救措施;混凝土的振動時間要充分，保證模具內的氣泡完全散盡、混凝土表面平坦。

3.2.4 脫模及模具清洗

脫模時，預制構件的混凝土強度不能低于設計值的50%，以免自身強度不足，造成損傷。脫模順序應與支模順序相反進行，應先非承重模具后承重模具，先幫模再側模和端模，最后底模;高寬比大于2.5的大型預制構件，應邊脫模邊加支撐避免預制構件傾倒。

模具清洗分為4個池子進行，第一次采用15～20%的稀鹽酸浸泡，第二次采用15～20%的稀鹽酸清洗，第三次采用洗衣粉水清洗，最后采用清水漂洗。

3.2.5 養生

由于預制構件的脫模強度只有設計強度的50%左右，因此，后期養護對混凝土預制構件質量顯得尤為重要。預制構件脫模后的養護應按照相關規范進行，避免因養護不到位造成澆筑后的混凝土表面出現干縮、裂紋等現象，影響預制構件的外觀。

（1）預制構件脫模后可以繼續養護，養護可采用水養、灑水、覆蓋和涂刷養護劑等一種或幾種相結合的方式。

（2）水養和灑水養護的養護用水可使用回收水。水中養護應避免預制構件與養護池水有過大的溫差;預制構件表面灑水養護應覆蓋，灑水養護次數以能保持預制構件表面處于潤濕狀態為度。

（3）當不具備水養、灑水養護條件或當日平均氣溫低于5℃時，可采用涂刷養護劑的方式進行養護;養護劑不得影響預制構件與現澆混凝土面的結合強度。

3.2.6 成品存放與運輸

預制構件經強度、外觀和尺寸檢驗合格后，人工搬運至成品堆放場地分類堆碼存放，各堆碼層之間應設置軟木墊塊墊隔，高度不超過6層。

構件運輸時，先在托盤上鋪墊1cm厚的泡沫板，再放置構件，并在每層構件之間鋪墊1cm厚的泡沫板，利用包裝帶捆綁后放置于木質底座上，進行打包裝運，以避免構件裝卸和運輸過程中擠壓磕碰受損傷。

4 質量檢驗

小型預制構件的質量評定檢驗按照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2017）[3]第一冊土建工程進行控制和評定。

施工單位應參照表1、表2相關規定對預制構件的強度、斷面尺寸、幾何尺寸、外觀質量進行頻率檢查。

5 工程應用

5.1 工程概況

龍游縣溪毛線改建工程期全長8.5km，公路沿線邊溝長度累計達到12km。公路工程預制水溝于2017年3月至2017年12月在該工程中得到應用，效果顯著。

5.2 實施效果

具體實施效果體現在以下三方面：（1）施工速度的提高。以3個工人一個班組為例，傳統方式一天只能施工水溝約50m，而采用公路工程預制拼裝式水溝，一天可以施工約500m，生產效率提高10倍。（2）工程質量的提高。傳統方式施工的水溝，質量難以控制，施工難度大，現采購工廠生產的預制水溝，產品質量穩定，施工出來的水溝無論是內在質量還是外觀都遠超傳統方式施工的水溝。（3）成本的降低。與傳統方式相比大約可降低約40%的成本。龍游縣溪毛線改建工程一期水溝原設計混凝土厚度為20～25cm，采用本項目的預制水溝后，厚度降低為6cm，節約混凝土3840m3，成本大幅降低。

6 結束語

近年來隨著國家節能環保，提高建筑質量和施工效率等政策的實施，以及新型預制構件、新材料預制構件的開發，推進了包括空心預制塊構件和小型預應力構件等的工業化生產與應用，推動了混凝土預制工作的不斷進步。因此，如何健康有序地發展我國混凝土預制構件行業，對于未來工程施工向專業化和工業化發展，確保施工質量及提高工程施工效率，進而降低工程成本意義重大。隨著環境保護及合理充分利用資源越來越引起人們的關注，預制構件在功能、安全、經濟等方面均將發揮更多的優勢，未來預制構件必定在土木行業中得到更廣泛的應用。

參考文獻：

[1]杜昌盛.小型預制構件施工、運輸及安裝[J].公路交通科技（應用技術版），2015，11（03）：30-33.

[2]辛延鋒.小型構件預制施工技術總結[J].公路，2017，62（12）：38-42.

[3]JTG F80/1-2017公路工程質量檢驗評定標準[S].