閩北山區(qū)預(yù)制T梁外觀缺陷防治技術(shù)的研究

王余鵬

（福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 南平 353000）

1.工程概況

京臺高速南平段起于建甌市東安村弓魚，與已建浦南高速、松建高速在弓魚樞紐互通相交，終點位于南平市延平區(qū)洋后鎮(zhèn)大演村，路線里程長62.686公里。經(jīng)過的主要地點為建甌弓魚、小橋鎮(zhèn)、迪口鎮(zhèn)、延平區(qū)的洋后鎮(zhèn)至古田縣的鳳都鎮(zhèn)。本項目位于中洋樞紐互通，其中特大橋0.5座、大橋1座、匝道橋7座。樁基采用灌注樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁，其中25m預(yù)應(yīng)力T梁161片、30m預(yù)應(yīng)力T梁65片、40m預(yù)應(yīng)力T梁437片。

2.預(yù)制T梁施工工藝

預(yù)制T梁的主要施工工藝主要有：施工準備、模板安裝與固定、鋼筋綁扎安裝、混凝土澆筑及后期養(yǎng)護[1]、預(yù)應(yīng)力安裝與張拉、移梁和存梁等，詳見施工工藝流程圖1。

2.1 施工準備

為制梁、存梁、運梁施工方便考慮，預(yù)制場的選址主要從場地大小，吊裝順序，非高填、深挖的前期可快速成形路段等方面考慮[2]。為避免臺座沉降、變形，應(yīng)對臺座基礎(chǔ)進行加固處理，其中預(yù)制場的制梁臺座地基是否滿足承載力要求尤為關(guān)鍵，本項目制梁臺座按照設(shè)計要求原地面經(jīng)夯實后經(jīng)試驗檢測地基承載力應(yīng)達到200KPa以上。

圖1 預(yù)制T梁施工工藝流程圖

為確保地基承載力滿足要求，以40m預(yù)制T梁進行驗算（地基承載力按180Kpa計算）。由于T梁張拉起拱，只有臺座兩端產(chǎn)生的豎向集中力，故僅驗算T梁臺座兩端受力情況，

2.1.1 臺座基礎(chǔ)受力位置按照長16m，寬3m計算，允許承載力P1為：

2.1.2 混凝土荷載、模板自重、活荷載等給臺座的最大壓力P2計算為：

（1）40mT梁混凝土量 53.14m3：

（2）40mT梁鋼模板自重45T計算（最大值）

（3)混凝土施工時人力荷載，按6人(每人75kg)計

（4）制梁臺座本身自身重力：

臺座受到的最大壓力：P2=（G1+G2+G3）*4/2+G4=（1354+441+4.4）*4/2+705.6=4304.4KN；

由于 P1（8640KN）：P2（4304.4KN）=2.01〉1.5(規(guī)范容許承載力安全系數(shù)1.5)，故地基承載力滿足要求。

2.2 鋼筋工程

2.2.1 鋼筋加工、安裝

（1）鋼筋下料嚴格執(zhí)行下料審核簽字制度，鋼筋棚內(nèi)必須設(shè)置“標準件展示欄”、“鋼筋放樣大圖”等，所有半成品整齊擺放，標志牌齊全（圖2）。

（2）鋼筋骨架加工均在型鋼定制的鋼筋加工翼板筋胎模（圖3）和梁肋筋胎模（圖4）上進行加工，直筋采用鋼筋切斷機切斷下料，翼板鋼筋、鉤筋、箍筋、馬蹄鋼筋通過數(shù)控鋼筋彎曲機進行精確制作。主筋下料時，注意相鄰加工的鋼筋接頭，上下相互錯開距離大于35倍的鋼筋直徑，且不小于50cm。

圖2 半成品整齊，標志牌齊全

圖3 翼板鋼筋胎模

圖4 梁肋鋼筋胎模

（3）鋼筋骨架整體吊裝

鋼筋骨架吊裝架由工字鋼制作，每節(jié)三腳架間距1m。鋼筋骨架宜采用整體吊裝（圖5），先吊裝梁肋鋼筋，然后安裝另一側(cè)模板和端模，再將翼板的鋼筋安裝到位，最后安裝相鄰鋼筋骨架。

圖5 采用吊架整體吊裝

2.2.2 波紋管鋪設(shè)、錨墊板安裝

（1）后張法T梁預(yù)應(yīng)力管道梁肋及負彎矩波紋管宜采用金屬波紋管。波紋管的具體規(guī)格要求：

①外徑尺寸要符合孔道的設(shè)計尺寸，性能滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

②管壁要牢固，應(yīng)通過變形灌水試驗，無變形、滲漏，并有良好的耐磨性能。

③抗曲性能良好，能適應(yīng)管道彎曲部分的形狀。

④波紋管應(yīng)入庫墊高存放（圖6），存放時間不宜超過6個月。

⑤要求波紋管采用高強度的塑料管熱熔焊連接（圖7），確保波紋管內(nèi)不發(fā)生漏漿。

圖6 波紋管入庫墊高存放

圖7 塑料波紋管熱熔焊

（2）波紋管安裝，安裝施工時必須使用鋼筋定位架確定波紋管空間位置[3]（圖8），采用3#角鋼制作鋼筋定位框架，根據(jù)圖紙每米一個豎向定位坐標，角鐵定位架割出槽口，用于控制波紋管定位架的管道豎向坐標。將波紋管定位筋制作成“Ω”+“一”字型與梁肋、翼板鋼筋焊接定位（圖9），在直線段每隔0.8m間距設(shè)一個定位架，曲線段起止點、中心點各設(shè)一個，其余部分間距0.4米設(shè)一定位架。翼板負彎矩鋼束的定位鋼筋每隔0.8m設(shè)置一個，可有效控制波紋管道安裝精度。施工注意事項：首先安裝波紋管必須根據(jù)圖紙的設(shè)計位置嚴格施工并牢固固定。其次進行鋼筋加工時應(yīng)防止電焊火花燒傷紋管管壁，如有微小破損應(yīng)及時修補。再其次梁板混凝土澆注前，必須在波紋管中插入帶有相應(yīng)開口的硬塑料管（圖10）。最后在穿線之前，所有波紋管端部必須密封并保護。

圖8 定位架

圖9 波紋管定位鋼筋

圖10 波紋管保護

2.3 模板安裝與拆卸

模板必須由四方考察確定的廠家生產(chǎn)；模板進場后，在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下對模板進行試拼，試拼成型的模板每節(jié)進行編號，并檢查拼縫平整度、外形尺寸、斷面尺寸等指標，對不合格處進行整修。

為了增強側(cè)模的穩(wěn)定性，澆筑場地時，臺座兩側(cè)可對稱預(yù)埋地環(huán)，用于側(cè)向調(diào)整及穩(wěn)固模板。底部拉桿穿過臺座下預(yù)留的孔道進行固定，對側(cè)模進行拉和墊相結(jié)合的方法確保穩(wěn)固（圖11），頂部依靠側(cè)模上的對拉螺桿進行固定（圖12）,側(cè)模翼板設(shè)置升降螺桿裝置，便于T梁翼板橫坡調(diào)整（圖 13）。

圖11 側(cè)模加固

圖12 頂部對拉

圖13 翼板橫坡調(diào)節(jié)螺栓

拆除側(cè)模采用人工配合龍門吊拆除。全部拆除過程中不得用撬桿猛撬，不得用重錘擊打模板，整個過程應(yīng)小心翼翼，不得損壞梁體砼表面，特別是邊角處更加需要仔細保護。注意模板拆除后需吊運到規(guī)定存放處，及時進行保養(yǎng)、維修。模板拆模后應(yīng)及時進行防銹處理，一般采用噴涂脫模劑，為確保模板噴油均勻，噴涂量大致在30g/m2左右為宜。如模板久未使用，應(yīng)先進行拋光處理，再噴涂脫模劑后方能使用。

2.4 混凝土澆筑及振搗

現(xiàn)場試驗人員在混凝土入模前檢測和易性、流動性、含氣量、擴展度是否滿足要求，不滿足要求的嚴禁使用。

混凝土澆筑過程中，要求水平分層和傾斜分段的連續(xù)進行（每層厚不超過30cm），從梁的一個端頭前進到另一端。上層和下層的澆筑時間不超過第一批的初始凝固時間，澆筑到頂后及時人工整平，并在混凝土達到終凝后，需要清理浮漿及露出石子顆粒[4]。

預(yù)制T梁混凝土澆筑振搗施工時，使用高頻平板振動器和插入式振動棒（φ50mm、φ30mm）組合施工[5]，其中附著在鋼模板的振動器負責振動梁的馬蹄部和腹部。振搗棒在振動過程中要求插入點均勻布置，不能觸及T梁腹部模板、鋼筋和波紋管等。

混凝土澆筑完成后在T梁頂板上覆蓋土工布配合自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)進行噴水養(yǎng)護。當冬季氣溫較低時，利用鍋爐配合保溫棚對澆筑后的梁板進行蒸汽養(yǎng)護。

2.5 鋼絞線的制作

鋼絞線在張緊之前，應(yīng)對不同類型的孔執(zhí)行至少一次摩阻檢測，并基于測試結(jié)果校正控制應(yīng)力，校正值需總監(jiān)理工程師審批后，方可使用。或采用規(guī)范要求給定的波紋管摩阻系數(shù)μ=0.25。

鋼絞線下料編束及穿束：在鋼絞線安裝之前，檢查是否有滑動脫絲現(xiàn)象，切割材料時為防止變形應(yīng)用砂輪機切割，不容許氣體火焰加工鋼絞線；將鋼絞線放置在材料臺上，并且每500mm用22規(guī)格的引線連接以形成預(yù)應(yīng)力束。預(yù)應(yīng)力束必須按照編號存放，以方便使用。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力混凝土T梁采用兩端同時張拉的后張法進行施工，張拉施工是由應(yīng)力和鋼絞線伸長率控制（鋼絞線的實際伸長率和理論拉伸伸長率的允許誤差為±6%）。如果超過伸長率，應(yīng)分析原因并采取適當?shù)拇胧?/p>

2.7 孔道壓漿及封錨

2.7.1 孔道清洗、壓漿

壓漿前通水，檢驗管道暢通，并沖洗管道內(nèi)殘存的渣塵。沖洗后，使用空壓機壓縮空氣漿孔道內(nèi)的積水吹出。

（1）張拉至鋼絞線設(shè)計要求持力穩(wěn)定一段時間后，需在24小時內(nèi)注入水泥漿液至管道內(nèi)。水泥漿由水泥和水精確稱重組成。水、水泥的質(zhì)量比控制在0.4以下，以滿足漿液的的稠度和強度要求。

（2）在波紋管注入水泥漿密封之前，首先填充錨具周圍的鋼絞線和孔道之間的間隙，以防止泥漿漏出。同時每次孔道注漿時，需要留取不少于3組40mm×40mm×160mm的試塊，進行28天的標準養(yǎng)護后進行力學(xué)試驗。

（3）波紋管孔道壓入水泥漿應(yīng)按自下而上的順序連續(xù)進行，壓漿施工時應(yīng)連續(xù)進行，不得中途停壓，施工過程中保持注漿應(yīng)力值（以出孔最低應(yīng)力值設(shè)置），當注漿孔與出漿孔的應(yīng)力差符合規(guī)范要求并穩(wěn)定后，可以判斷管道已經(jīng)填充。

2.7.2 封錨

在封錨施工之前，清潔錨頭上的碎屑，并使用涂料對預(yù)應(yīng)力錨頭進行防銹噴涂；封錨使用的模板應(yīng)牢固、不變形，不漏漿[6]；在封錨施工中應(yīng)嚴格控制梁的高度、角度、長度以及確保伸縮縫寬度，以滿足預(yù)制T梁安裝過程中伸縮縫能與預(yù)埋鋼筋連接緊密。

4.預(yù)制T梁外觀缺陷分析及預(yù)防措施

4.1 預(yù)制T梁外觀缺陷分析

預(yù)應(yīng)力T梁在施工中外觀上普遍存在著各種各樣的質(zhì)量缺陷,比如氣泡過多、顏色不均、模板接縫處錯縫、錯牙，堿-骨料易導(dǎo)致砼的膨脹和開裂、預(yù)埋件位置不準確的通病，為了提高T梁砼外觀質(zhì)量，保證預(yù)應(yīng)力T梁達到福建省標準化的精品工程要求，特成立外觀技術(shù)整治小組對已澆注完畢的5片40米的預(yù)制T梁進行詳細的調(diào)查，共抽查500點，發(fā)現(xiàn)有82處存在外觀質(zhì)量缺陷，外觀各項指標合格率為83.6%。在分析總結(jié)之后，初步斷定T形梁外觀缺陷影響因素，匯成質(zhì)量缺陷統(tǒng)計表（表1）和質(zhì)量問題排列表（表2）如下：

表1 質(zhì)量缺陷統(tǒng)計表

表2 質(zhì)量問題排列表

由排列表可以看出，主要造成T梁外觀質(zhì)量缺陷是：“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”，兩者占質(zhì)量缺陷總數(shù)的71.94%，如果把這兩個問題全部解決，則T梁外觀各項指標的合格率就能提高到 83.6%+（1-83.6%）*71.94%=95.4%＞95%，能達到優(yōu)質(zhì)質(zhì)量。造成“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”兩個缺陷的因素從人、機、料、法、環(huán)等五個方面進行深入的研究、分析，用魚刺圖（圖14）進行原因分析：

圖14 外觀缺陷因素魚刺圖

4.2 預(yù)制T梁外觀缺陷預(yù)防措施

對預(yù)制梁片重新對技術(shù)工人進行技術(shù)交底并進行考核，通過如何振搗，即：合理操控振搗棒的插入與拔出時間，分段振搗預(yù)制T梁的長度、厚度要求等學(xué)習與培訓(xùn)，令其掌握拱肋砼振搗的操作方法。通過現(xiàn)場技術(shù)會議的方法，對圖紙、規(guī)范及驗收規(guī)定進行認真解釋，使預(yù)制T梁施工作業(yè)工人能夠真正理解并充分掌握的外觀質(zhì)量要求。

加強現(xiàn)場養(yǎng)護工作，制定專人負責灑水工作，嚴格按規(guī)范要求進行灑水，養(yǎng)護時間不少于7天，前24小時次/2h，后6天次/4h，其中T梁的翼板頂面用土工布覆蓋，避免暴曬，同時為保障灑水記錄資料真實有效，灑水作業(yè)到位，要求灑水資料詳細包括提供每片T梁灑水圖片和每個時間段的灑水時間記錄表。

優(yōu)化混凝土配合比，首先對粗骨料需篩分，并經(jīng)檢測證明其碎石粒徑符合規(guī)范和施工要求方能使用；其次因為骨料的含水量直接影響混凝土的施工實際配合比，同時對攪拌用水量起決定作用。尤其在閩北地區(qū)的雨季更要加大測量次數(shù)，故每次開盤前必須對骨料（砂、碎石）的含水量測定，并做好資料記錄，整理歸檔。

通過嚴格執(zhí)行各項措施，T梁“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”的外觀質(zhì)量得到了改善（圖15），T梁表面不光滑、顏色不均勻一致、氣泡、麻面、粘?，F(xiàn)象已基本消失、施工接縫無錯縫現(xiàn)象、表面未出現(xiàn)過收縮裂縫現(xiàn)象。

圖15 外觀缺陷頻數(shù)對比圖

結(jié)語

通過預(yù)制T梁外觀專項整治措施，提高了本項目的工人隊伍素質(zhì)、施工技術(shù)能力及管理水平，加快了預(yù)制T梁生產(chǎn)能力及作業(yè)速度，解決T梁預(yù)制施工過程中相對突出的問題，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益，可為類似工程借鑒和參考。