高鐵預(yù)制箱梁外觀通病產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

馮夢(mèng)龍

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

在高鐵建設(shè)中，預(yù)制箱梁因具有整體剛度高、施工組織簡單、工期短等特點(diǎn)，被大量采用。在我國高速鐵路建設(shè)中，既要滿足高速鐵路的使用要求，更要滿足對(duì)混凝土外觀的要求。因此，對(duì)預(yù)制箱梁的施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以改善預(yù)制箱梁的外觀質(zhì)量，這是一個(gè)新的機(jī)會(huì)，也是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

1 相關(guān)概要

預(yù)制箱梁的外觀質(zhì)量通常表現(xiàn)在外表，而真正的問題卻往往表現(xiàn)在內(nèi)部。外觀表面的平整度和色差是混凝土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。首先，模板必須有足夠的強(qiáng)度、硬度和穩(wěn)定性，以保證各個(gè)部件的尺寸精度、預(yù)埋件的定位精度，并保證在使用時(shí)的穩(wěn)定性。模板應(yīng)該用高質(zhì)量的鋼制，然后把它們做成模板的組合體。按照各部件的要求，分別對(duì)其進(jìn)行粗、精、拋三道工序。噴模時(shí)，要用隔離劑。在噴涂之前，工作人員要根據(jù)溫度和氣候等條件，根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的配方，在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，將其稀釋，使其均勻，無流掛現(xiàn)象。不允許使用油、柴油等物質(zhì)作脫模劑，以免使箱梁外觀變得暗淡無光。模板拼裝時(shí)，必須保證尺寸準(zhǔn)確，接縫緊密、穩(wěn)定，防止漏漿、蜂窩、麻面、脹模等常見的質(zhì)量問題[1]。噴完后，需由質(zhì)量檢驗(yàn)人員進(jìn)行檢驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整噴淋時(shí)間，方可投入生產(chǎn)。噴完后要做好保護(hù)工作，以避免塵土和其他雜物沾染到模板表面。在拆模過程中，要注意控制好預(yù)制箱梁和周邊環(huán)境之間的溫度差，并且要避免進(jìn)行激烈的工作，以免對(duì)箱梁產(chǎn)生硬性破壞和破壞模板。在預(yù)制箱梁的施工過程中，為了便于后續(xù)的施工，需要大量的預(yù)埋件。預(yù)制箱梁的精確位置，不但對(duì)后續(xù)的施工起到了保障作用，而且對(duì)預(yù)制箱梁的外形控制起著至關(guān)重要的作用。

2 高鐵預(yù)制箱梁混凝土外觀質(zhì)量存在的問題及原因

某高鐵區(qū)段為19 跨、30m 的預(yù)制箱梁橋，長576m。本工程采用雙跨橋，共152 個(gè)箱梁。預(yù)制箱梁采用C50級(jí)混凝土，在其跨徑中，在預(yù)制梁的兩端加設(shè)板件，方便在簡單的支架安裝后進(jìn)行現(xiàn)澆。在預(yù)制梁不連續(xù)的端部設(shè)置隔板，并在同一時(shí)間進(jìn)行預(yù)制梁的預(yù)制；在箱形主梁的中間位置處設(shè)有一塊中間隔墻。在預(yù)應(yīng)力筋中，腹板、底板分別為正、負(fù)彎矩筋，而頂板則為負(fù)彎矩筋。

2.1 預(yù)制箱梁平整度不足

個(gè)別梁體頂板的平整度、頂板厚度和標(biāo)高沒有得到很好的控制。原因分析：造成頂板平面不夠平整的根本原因是由于在檢測泥漿矯正器下的刮尺時(shí)產(chǎn)生了偏差所致。提漿整平機(jī)下面的刮板剛性不夠，模板上面的軌道頂面高度得不到很好的控制，梁面的人工修整也不能很好地完成。

2.2 冷縫現(xiàn)象

梁體表面存在冷縫，腹板下沿外緣出現(xiàn)沙紋、點(diǎn)跡，梁端處的內(nèi)倒角出現(xiàn)蜂窩、麻點(diǎn)，腹板上沿外緣出現(xiàn)云和鱗片。在梁體表面存在冷縫的普遍原因是：原材料、混凝土配合比、混凝土攪拌、混凝土澆筑層厚度、振動(dòng)技術(shù)、內(nèi)外環(huán)境溫差等。形成冷縫產(chǎn)生的主要原因有以下幾點(diǎn)：（1）在澆筑混凝土的過程中，每一層與每一段的間隔過長。在澆筑上一層時(shí)，下一層已硬化，上一層的振搗器不能穿透下一層的混凝土，造成上下兩層的界面色差。（2）在澆筑混凝土?xí)r，在底層表面形成了一層水泥漿，導(dǎo)致了骨料的離析。在澆筑上部混凝土?xí)r，由于振動(dòng)桿的埋入深度不夠，造成了上下兩層的界面顏色差異。（3）由于溫度較高，沒有時(shí)間進(jìn)行澆筑。底層固化后，在上下兩層的交界處產(chǎn)生了顏色差異[2]。

2.3 混凝土表面存在氣泡、麻面和黏膜

由于混凝土表面粗糙，出現(xiàn)氣泡、坑洞、黏膜等現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要有：一是由于混凝土自身的流動(dòng)性能和工作性能較差，在其表面產(chǎn)生了大量的氣泡；二是由于未及時(shí)清除模架上的殘?jiān)＜懿粔蚱秸瑵仓r(shí)缺乏連續(xù)性，造成了混凝土表面的坑洼；三是脫模劑的涂布方式不合理、不均勻、引起氣泡、黏膜等問題。另外，脫模劑的種類不合理也是一個(gè)重要因素；四是由于初期脫模強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，脫模太早，使混凝土黏結(jié)在模板上。

2.4 箱梁底部及端頭出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象

在預(yù)制箱梁中，混凝土在底端都會(huì)產(chǎn)生大量的孔洞。造成這一現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面：一是混凝土的流動(dòng)性較差，振動(dòng)時(shí)不能很好地充填模板；二是操作者沒有對(duì)混凝土進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐仓驼駬v，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)分層，振搗不夠等現(xiàn)象；三是在端部設(shè)置了更多的鋼條，包括更多的突出鋼條、錨板和波紋管。在端板圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，由于端板圍護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，極易出現(xiàn)漏漿、空洞等問題，嚴(yán)重影響了混凝土的整體質(zhì)量。

3 高鐵預(yù)制箱梁外觀通病預(yù)防措施

3.1 冷縫的預(yù)防措施

（1）必須保證砂石料的潔凈，并對(duì)砂石料的含泥指數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。要精確地測定混合料的數(shù)量，并且要根據(jù)前面的混凝土澆筑速率來決定后面的物料供給。在前場應(yīng)有混凝土澆筑車，它已經(jīng)被及時(shí)地拌好并存放起來。（2）提前對(duì)各類機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢測，對(duì)攪拌量和澆筑時(shí)間進(jìn)行控制，盡量減少澆筑時(shí)間，對(duì)混凝土的分段澆筑長度進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證上面一層的混凝土在下面一層的初凝之前進(jìn)行連續(xù)澆筑[3]。（3）在澆筑混凝土?xí)r，將振動(dòng)桿按5～10cm 深埋入混凝土底層，并做好記號(hào)。（4）在酷熱的季節(jié)里，為了使混凝土的初凝固時(shí)間更長，必須向混凝土中摻入緩凝劑，并對(duì)模板外部進(jìn)行噴水冷卻。（5）盡可能減少澆筑時(shí)間，澆筑時(shí)應(yīng)做到密實(shí)連續(xù)。

3.2 預(yù)制箱梁平整度的預(yù)防措施

預(yù)制箱梁的平整度有三個(gè)問題。一是增強(qiáng)了泥漿整平器自身的剛性，使測量組能夠準(zhǔn)確地對(duì)刮板的高程及坡面進(jìn)行準(zhǔn)確的測量；二是要對(duì)上翼軌頂面左右兩端的高程進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)，使之達(dá)到統(tǒng)一；三是要仔細(xì)地做好人為的面層，特別是臨近收尾的時(shí)候，要加大責(zé)任心。只有這三點(diǎn)都做好了，梁面的平整程度才能得到改善。

3.3 氣泡的預(yù)防措施

（1）進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)場施工配合比設(shè)計(jì)的控制，提前對(duì)砂石進(jìn)行含水率指標(biāo)的檢測，對(duì)已進(jìn)場的砂石料源按照先后順序進(jìn)行區(qū)分，明確了現(xiàn)場先裝原則。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能保證混凝土的水分含量，并在施工現(xiàn)場以及施工技術(shù)人員、檢測人員、調(diào)度人員等方面做好及時(shí)的交流。在澆筑混凝土前，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該對(duì)測量系統(tǒng)的工作性能和精度進(jìn)行再次檢驗(yàn)，根據(jù)需要準(zhǔn)確地輸入每種材料用量的測量指數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。對(duì)于不同位置的混凝土，要選用不同的混凝土配合比。在保證工程可實(shí)施性的條件下，應(yīng)盡可能地選擇小試樣，并根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇相應(yīng)的小試樣。在混凝土收縮過程中，采用了底板比腹板稍大，腹板比頂板稍大的原則。（2）對(duì)模板進(jìn)行銹蝕處理時(shí)，必須細(xì)心，不能有盲區(qū)。在使用脫模劑前，模板必須保持干凈。應(yīng)選用不會(huì)引起色差的分散劑，切勿頻繁更換分散劑。某些隔離劑一旦被確定，就不應(yīng)該被改變。（3）把振動(dòng)桿的振動(dòng)距控制好，要保證振動(dòng)桿的振動(dòng)半徑，并要有合適的插入深度和振動(dòng)桿的振動(dòng)時(shí)間。（4）搖動(dòng)側(cè)模底部時(shí)，要輕拍邊模，將黏附在邊模上的氣泡排出，起到除氣泡的作用[4]。

3.4 蜂窩、麻面的預(yù)防措施

在安裝模板之前，必須徹底除銹，打磨，涂上脫模劑。要保證模板的支承可靠、接縫嚴(yán)密、尺寸精確，防止因漏漿而引起的孔洞、坑洞。為防止污染，在施工過程中，模板的澆筑過程不能拖得太久；在施工過程中，要精確把握好施工時(shí)機(jī)，以免出現(xiàn)混凝土黏膜現(xiàn)象。在使用過程中，必須有專門的人員操作，并對(duì)振條之間的間隔進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以防止出現(xiàn)欠振、漏振現(xiàn)象。理論配合比合理化設(shè)計(jì)。對(duì)于較為致密的鋼筋，可適當(dāng)增大其坍落度，并可適當(dāng)加大振搗強(qiáng)度。

4 高鐵預(yù)制箱梁外觀質(zhì)量精細(xì)化施工控制要點(diǎn)分析

4.1 模板安裝施工控制

首先，在高鐵建設(shè)中，采用預(yù)制箱梁，其施工過程中，模板的設(shè)置及施工過程的控制是非常重要的。首先，在對(duì)模板進(jìn)行加工和制造時(shí)，全部采用固定拼裝的方式，以降低在模板安裝時(shí)出現(xiàn)的誤差；其次，對(duì)將要使用的模架進(jìn)行表面檢查，保證模架的平面平整、無刮花、無裂縫，以保證模架的施工質(zhì)量；在模架安裝時(shí)，為了保證模架不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，還應(yīng)特別注意邊架和底架的接縫處。采用高強(qiáng)海綿帶對(duì)裂縫進(jìn)行全面封閉，保證兩個(gè)模板之間的接合牢靠，保證后期注漿時(shí)不發(fā)生滲漏。

4.2 鋼筋施工控制分析

在預(yù)制箱梁的施工過程中，鋼筋的施工控制是預(yù)制箱梁質(zhì)量控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中鋼筋的合理布置與施工對(duì)預(yù)制箱梁承載力、承載力有很大影響。在鋼筋的施工、安裝、控制等環(huán)節(jié)，必須保證與鋼筋相連的主筋是平直的，沒有彎曲的；其次，在設(shè)置箍筋時(shí)，要對(duì)主筋的排布間距進(jìn)行合理的控制，并將其捆扎好；最后，在做好鋼筋的前期準(zhǔn)備工作之后，工程人員利用高強(qiáng)砂漿墊塊為綁扎好的鋼筋設(shè)置保護(hù)層，并將鋼筋固定在指定的位置，做好定位工作。

4.3 混凝土施工控制

混凝土澆筑質(zhì)量的好壞直接影響到整體預(yù)制箱梁的外觀品質(zhì)。在混凝土施工的過程中，首先，要對(duì)原材料進(jìn)行合理的選擇，比如要保證砂石材料的干凈、無雜物，還要確定混凝土配合比，并進(jìn)行初步配合比試驗(yàn)，確保配合比能夠滿足澆筑要求；其次，對(duì)于混凝土的混合，宜采用動(dòng)力式混合器，混合時(shí)間以100秒為宜。在任何時(shí)候都要注意，以保證原材料的混合和充分[5]。為保證混凝土澆筑的均勻、穩(wěn)定，在施工中采取了分階段、分階段澆筑的施工方法。澆筑完畢后，再進(jìn)行振搗。在已澆筑的混凝土中，波紋管比較密集的區(qū)域和齒板處，采用30 型振錘對(duì)齒板處進(jìn)行了強(qiáng)化處理。在振搗時(shí)，采用平板式振搗裝置，以消除因收縮而產(chǎn)生的裂紋，保證振搗后的混凝土表面平整；最后，樓頂混凝土應(yīng)采用兩種方式澆筑：一是抹平，二是收面。要做好混凝土的澆筑、設(shè)置和鑿毛工作，并按施工要求控制凹槽的深度，防止過大的波動(dòng)，否則在澆筑工作中可能會(huì)造成二次澆筑。

4.4 模板拆除和養(yǎng)護(hù)工作

模板拆除工作在澆筑混凝土的最終凝固時(shí)間后開始。在經(jīng)過試驗(yàn)，混凝土強(qiáng)度滿足要求后，可以拆下整個(gè)模板。在拆除時(shí)，要特別小心，以免造成混凝土表面的劃傷。在拆模后，混凝土大部分是裸露在室外，室外的溫濕度變化很大，需要對(duì)其進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù)。首先對(duì)頂面混凝土進(jìn)行澆灌，防止出現(xiàn)開裂。在拆下箱體內(nèi)模后，對(duì)其兩側(cè)進(jìn)行噴灌，并對(duì)其進(jìn)行噴灌。然而，在冬季進(jìn)行施工時(shí)，因?yàn)槭┕囟容^低，因此，施工人員在養(yǎng)護(hù)工作中，一定要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證溫度與混凝土養(yǎng)護(hù)的要求相一致，防止混凝土發(fā)生凍裂。

4.5 施工現(xiàn)場清理工作

在上述全部工作結(jié)束之后，施工人員要做好對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行的清理工作，尤其是要對(duì)施工現(xiàn)場因模板拆除而產(chǎn)生的建筑垃圾進(jìn)行及時(shí)清理，對(duì)排水溝進(jìn)行清理，確保施工現(xiàn)場的正常供水，營造一個(gè)良好的施工現(xiàn)場環(huán)境。

4.6 成品保護(hù)工作

在預(yù)制箱梁張拉、注漿完畢后，應(yīng)將梁和板放置在倉庫中，并注意混凝土的強(qiáng)度，以保證成品的質(zhì)量。在存放過程中，要確保箱梁端的支撐點(diǎn)靠近梁端，每個(gè)支撐點(diǎn)都是垂直的。應(yīng)在梁板的兩側(cè)進(jìn)行方木支撐工作，以避免坍塌。

另外，在對(duì)成品進(jìn)行防護(hù)時(shí)，要對(duì)梁體進(jìn)行防護(hù)，以免受到外力的破壞。在運(yùn)輸時(shí)，梁板的角部應(yīng)加橡皮墊，以防止外來的硬物對(duì)梁板造成損傷。此外，梁和板不得存放三個(gè)月以上，若超過三個(gè)月，梁和板就會(huì)因潮濕而產(chǎn)生變形。

5 結(jié)語

預(yù)制箱梁混凝土外觀質(zhì)量的控制過程涉及多個(gè)方面。施工人員必須一絲不茍，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，強(qiáng)化對(duì)混凝土的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的控制，在模板的制作、安裝、材料、運(yùn)輸?shù)冗^程中要有嚴(yán)格的要求。除此之外，還要強(qiáng)化對(duì)每個(gè)預(yù)制箱梁的評(píng)價(jià)與管理，找到問題，并催促其改善，這樣才能有效地控制高鐵項(xiàng)目的成本與投資，從而提升高鐵項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。