淺議清水混凝土預(yù)制箱梁后張法施工及質(zhì)量控制要點(diǎn)

萬(wàn)朝陽(yáng) 中交一公局第五工程有限公司

1 引言

焦桐高速登封-汝州段，是河南省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的焦作-桐柏高速公路的一段，也是中部地區(qū)南北向主要通道，焦作經(jīng)隨州至岳陽(yáng)高速公路的組成部分，屬二廣高速（G55）和京港澳高速（G4）的加密通道。本文以該項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的后張法預(yù)制箱梁施工為例，分析清水混凝土預(yù)制箱梁后張法施工特點(diǎn)及其質(zhì)量控制要點(diǎn)。

登汝高速是焦作至桐柏高速公路的其中一段，由中交一公局采用BT（建設(shè)移交）+EPC（設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工）總承包模式建設(shè)，全長(zhǎng)55.720km，占地5830.3 畝，路基寬26m，設(shè)特大橋1206m/1 座，大橋5443.56m/23 座，中橋576.00m/8 座，涵洞74道，隧道1489m/5 座，互通式立交5 處，分離式立交10 座，天橋18座，通道38道，服務(wù)區(qū)1處。清水混凝土預(yù)制梁箱后張法施工是本項(xiàng)目關(guān)鍵工作之一，其中的鋼筋制作、模板制作、混凝土的拌和、澆筑以及梁箱的養(yǎng)護(hù)，包含后續(xù)的張拉、壓漿和封錨工作都是施工過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。

2 預(yù)制場(chǎng)建設(shè)及模板、鋼筋加工

2.1 預(yù)制場(chǎng)建設(shè)

焦桐高速登封至汝州段在施工的過(guò)程當(dāng)中五個(gè)參建公司（按樁號(hào)遞增順序分別是五公司、六公司、一公司、華祥公司、三公司）分別設(shè)有一個(gè)施工分部，五個(gè)施工分部的預(yù)制場(chǎng)選址符合《河南省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南》（試行）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的要求。預(yù)制箱梁施工要做到“細(xì)活精做”按照“工廠化、集約化、專業(yè)化”的原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，滿足混凝土集中拌和，鋼筋集中加工，梁板集中預(yù)制。預(yù)制臺(tái)座厚度要控制在≥15cm，其表面鋪設(shè)厚度≥6mm的不銹鋼底板，鋼板接縫焊接處理，并用拋光機(jī)磨平，吊裝孔采用插槽式活動(dòng)抽拉板。底摸反拱值預(yù)設(shè)根據(jù)梁的設(shè)計(jì)資料的要求, 在底模制作時(shí)應(yīng)設(shè)置合理預(yù)拱度，臺(tái)座頂面按的二次拋物線設(shè)置滿足張拉的向下反拱度值根據(jù)不同的梁的長(zhǎng)度規(guī)格設(shè)置預(yù)拱度。

2.2 模板及隔離劑

為保證該項(xiàng)目混凝土預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量，推行材料準(zhǔn)入制度，所有的模板進(jìn)場(chǎng)以前都要經(jīng)過(guò)對(duì)鋼模板廠家的篩選，在篩選過(guò)程中要著重考察生產(chǎn)廠家的企業(yè)資質(zhì)及其等級(jí)、生產(chǎn)設(shè)備的完善程度、生產(chǎn)能力、質(zhì)量保證體系、技術(shù)人員及一線操作工人的技術(shù)水平。

箱梁在施工過(guò)程中，要保持混凝土表面平整美觀、顏色一致，方便施工人員對(duì)一個(gè)部位的施工預(yù)埋件進(jìn)行有效的識(shí)別，在外模與內(nèi)模施工的過(guò)程中，都要保證鋼模板一定的強(qiáng)度和剛度，避免出現(xiàn)變形、移位等情況。

箱梁模板內(nèi)模采用組合式鋼模板，外模采用定型鋼模板，鋼板厚度≥10mm，模板具有足夠的強(qiáng)度、剛度、平整度，模板在出廠前和進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)按要求在正式的安裝使用前，應(yīng)進(jìn)行模塊編號(hào)并試拼各至少一次。所有模板經(jīng)驗(yàn)算變形值≤相關(guān)規(guī)范的要求，為保證混凝土不受腐蝕，表面光潔，色澤一致，使用優(yōu)質(zhì)脫模劑。為了保證鋼模板接頭的平順、不漏漿，在模板和模板之間的縫隙填塞適當(dāng)厚度的雙面膠，在模板和很凝土相接的面上貼寬膠帶。

施工前在模板和混凝土相接面涂刷薄而均勻的隔離劑，要做到既不集聚也不流淌，隔離劑不能對(duì)混凝土面造成污染；在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后拆除模板。

3 箱梁鋼筋加工及安裝

箱梁的鋼筋骨架是后張法預(yù)制箱梁施工過(guò)程中的重要工序之一，通過(guò)底板下層鋼筋綁扎—底板上層鋼筋綁扎—骨架綁扎—腹板綁扎以及頂層鋼筋綁扎的順序，來(lái)保證所有的鋼筋綁扎都符合設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)范：箱梁所用鋼筋的種類、規(guī)格、數(shù)量與其性能必須分別符合現(xiàn)行規(guī)范。進(jìn)場(chǎng)的一切原材料應(yīng)提供質(zhì)量保證書、檢驗(yàn)合格證，并按照規(guī)范要求進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

進(jìn)場(chǎng)鋼筋應(yīng)按照招標(biāo)文件要求分類、分規(guī)格存放，存放區(qū)要高于地面30cm，并覆蓋防雨、防污染。

鋼筋表面清潔無(wú)污染、無(wú)銹蝕，平順無(wú)局部彎折。鋼筋下料時(shí)，準(zhǔn)確計(jì)算加工的鋼筋長(zhǎng)度。鋼筋的彎制和末端彎鉤應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，參照規(guī)范。

通長(zhǎng)受力主筋的連接，按主筋直徑采用焊接或機(jī)械連接。接頭處的鋼筋軸線偏移≤0.1d，并≤2mm，接頭處不得有橫向裂紋，彎折≤4°。只有無(wú)法焊接或機(jī)械連接時(shí)，構(gòu)造鋼筋的連接才能綁扎，綁扎長(zhǎng)度≥35d，且≥500mm（綁扎鋼筋因?yàn)橹睆健?2mm、無(wú)法焊接時(shí)、非受拉鋼筋）。從事鋼筋加工、焊接的操作人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、考試合格、持證上崗。電焊時(shí)要根據(jù)鋼筋的材質(zhì)選用相應(yīng)的焊條，不得隨意濫用。

鋼筋骨架綁扎前須放置標(biāo)準(zhǔn)墊塊，以保證混凝土的保護(hù)層厚度。鋼筋骨架底部放置墊塊要承擔(dān)整個(gè)骨架的重量，因此要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免發(fā)生變形；鋼筋骨架在底模上綁扎就位，按施工圖紙要求將鋼筋排列、標(biāo)記，采用定位模架，以保證成型鋼筋綁扎規(guī)則、美觀。鋼筋綁扎過(guò)程中對(duì)規(guī)格、數(shù)量、間距、尺寸、標(biāo)高、綁扎方式、保護(hù)層厚度嚴(yán)格檢查，確保符合規(guī)范要求。

4 安裝波紋管

綁扎鋼筋時(shí)同步安裝預(yù)應(yīng)力波紋管并用定位鋼筋固定，確保預(yù)應(yīng)力孔道位置準(zhǔn)確。 波紋管逐段安裝，安裝后仔細(xì)檢查管體位置是否符合設(shè)計(jì)要求；管內(nèi)是否通順、有無(wú)破損、接頭密封情況等，使用前用塑料軟管試穿，確保管道暢通、線形圓順。負(fù)彎矩管道在梁端頭處管口與堵頭板卡緊，無(wú)錯(cuò)動(dòng)。

預(yù)應(yīng)力孔道采用定位鋼筋定位、抽拔橡膠管成孔工藝。要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)提供的波紋管的坐標(biāo)位置進(jìn)行控制，調(diào)整好的波紋管要固定牢固，防止松動(dòng)。管道位置的容許偏差梁長(zhǎng)方向±30mm、梁高方向±10mm。波紋管的安裝是預(yù)制梁施工的關(guān)鍵工序，也是質(zhì)檢人員必檢工序之一，要引起施工人員的足夠重視。

還要對(duì)綁扎之后進(jìn)行抗震性檢驗(yàn)，合理使用震動(dòng)器，對(duì)模板可能遇到的損傷進(jìn)行相關(guān)的預(yù)防，才能夠提高箱梁鋼筋加工的完整程度[2]。

5 清水混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)

清水混凝土是一種特殊混凝土的一些列施工流程，涉及到混凝土選材、配合比設(shè)計(jì)、拌合、運(yùn)輸、澆筑、模板設(shè)計(jì)與施工等方面的綜合施工技術(shù)。清水混凝土是通過(guò)特定的工藝、工序施工的混凝土結(jié)構(gòu)，在模板拆除后不再做任何抹灰和裝飾?；炷帘砻娉尸F(xiàn)模板排列規(guī)則、表面光滑、顏色均勻，無(wú)蜂窩、砂線、夾渣、麻面、露筋、明顯的氣泡和修補(bǔ)痕跡，追求混凝土的表面質(zhì)感和本色。

5.1 原材準(zhǔn)備

5.1.1 混凝土

（1）在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，混凝土強(qiáng)度等級(jí)取低值，相鄰構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)差別小。

（2）既要控制清水混凝土的色差，又要影響混凝土拌和物的性能，清水混凝土所用混凝土原材料不僅要符合混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求外，還得滿足以下要求：

水泥：宜選用42.5 及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，整個(gè)施工過(guò)程使用的水泥盡可能采用同一廠家、強(qiáng)度、批號(hào)。

粗集料（石子）：選用強(qiáng)度高，級(jí)配好的連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量小于1%，大于5mm的純泥含量＜0.5%，針片狀顆粒含量≤15%，骨料不含雜質(zhì)。要求產(chǎn)地、規(guī)格、顏色一致。

細(xì)集料（砂子）：選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.5以上，總含泥量＜2%，大于5mm 的含泥量＜1%，有害物質(zhì)按重量計(jì)≤1.0%。要求產(chǎn)地、細(xì)度、顏色必須一致。

摻和料：采用磨細(xì)摻和料，比表面積＞4500㎝2/g，且不得含有雜質(zhì)。

外加劑：外加劑要求與水泥品種相匹配，且有明顯的減水效果，能夠改善混凝土的工作性能。

水：應(yīng)符合JGJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

上述原料必須有充足的存量，至少應(yīng)保證相鄰混凝土的原材料色差較小。

（3）配合比設(shè)計(jì)。配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度等級(jí)、工作性能、耐久性、外觀要求，通過(guò)多次反復(fù)試配優(yōu)化配合比，以確定最佳配合比?；炷僚浜媳纫坏┐_定，不得隨意改變。

①外露面要求：清水混凝土拆模后應(yīng)整體光滑、色澤均勻，顏色基本一致，離箱梁5m遠(yuǎn)肉眼看不出明顯色差；表面氣泡均勻且細(xì)小，氣泡直徑≤3mm、深度≤2mm、每m2氣泡面積＜3×10-4m2，表面不得有寬度＞0.2mm或長(zhǎng)度＞50mm的裂縫。

②工作性能：在混凝土運(yùn)輸、澆筑以及振搗過(guò)程中不得離析、且易于操作。

③耐久性：提高混凝土的耐滲透性、耐凍性、耐化學(xué)侵蝕性、體積不變、耐碳化性、預(yù)防堿—集料反應(yīng)等方面的性能。

5.1.2 混凝土的拌和

（1）混凝土要保證的是嚴(yán)格執(zhí)行同一配比，即保證原材料穩(wěn)定（主要性能指標(biāo)接近，同產(chǎn)地、同規(guī)格）、水灰比不變（嚴(yán)格控制誤差在允許范圍內(nèi)）。（2）控制好混凝土拌和時(shí)間，清水混凝土每一盤的拌和時(shí)間應(yīng)比普通混凝土的長(zhǎng)30s～45s。（3）根據(jù)不同時(shí)段氣溫、風(fēng)速、運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)短、不同天氣砂石含水率變化等情況引起的坍落度損失,及時(shí)適當(dāng)?shù)匚⒄{(diào)原配合比，確?；炷临|(zhì)量穩(wěn)定。（4）清水混凝土推薦使用坍落度控制在120±20mm范圍內(nèi)。

5.2 混凝土的澆筑

（1）在澆筑部分要按照順序來(lái)進(jìn)行底板澆筑—腹板澆筑—頂板澆筑，在有充分的材料時(shí)底板和腹板可以同時(shí)進(jìn)行。以期縮短不同步驟之間存在的時(shí)間間隔，提高混凝土澆筑的一體化程度。在澆筑的過(guò)程當(dāng)中，要經(jīng)過(guò)腹板流入梁箱底部，采用分層振搗作業(yè)辦法，配合小型振搗機(jī)具，對(duì)于不同層位、不同配筋率的混凝土澆筑進(jìn)行有差別的、嚴(yán)格適量的震搗，避免出現(xiàn)漏漿、跑模等情況。澆筑混凝土?xí)r，必須有數(shù)量足夠、狀況良好的備用機(jī)械設(shè)備，保證澆筑的連續(xù)性，盡量縮短澆筑時(shí)間間隔，避免分層面產(chǎn)生冷縫，一般夏季控制在一個(gè)小時(shí)以內(nèi)，冬季控制在一個(gè)半到兩個(gè)小時(shí)以內(nèi)；同一獨(dú)立構(gòu)件盡量使用同一個(gè)攪拌批次的混凝土澆筑。

（2）在底板和腹板的連接處要對(duì)漏漿情況進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)防，避免震搗器震動(dòng)過(guò)大，或振搗器離鋼筋、波紋管距離太近，導(dǎo)致波紋管破裂、移位，甚至出現(xiàn)波紋管穿孔等現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，工人可在澆筑混凝土的過(guò)程中時(shí)刻注意觀察、預(yù)防漏漿，一旦在澆筑的過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)漏漿，對(duì)露出的部分進(jìn)行及時(shí)的清理。

（3）在澆筑的過(guò)程當(dāng)中，還要對(duì)彎矩進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，如果預(yù)埋件的尺寸已經(jīng)超過(guò)了彎矩孔道的尺寸，就要進(jìn)行坐標(biāo)的重新規(guī)定，來(lái)保障預(yù)埋件的埋壓合理。

5.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

拆模時(shí)間以同條件養(yǎng)生混凝土試塊抗壓強(qiáng)度為準(zhǔn)，要保證拆模后混凝土不得出現(xiàn)缺棱、掉角等現(xiàn)象。清水混凝土在同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊強(qiáng)度≥3MPa（冬季施工時(shí)≥4MPa）時(shí)方可拆除模板，以便使混凝土有充裕的養(yǎng)生時(shí)間。

混凝土終凝后及時(shí)使用塑料薄膜、土工布、養(yǎng)生棉、草簾等材料覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)期間始終保持混凝土表面濕潤(rùn)，拆除模板后，及時(shí)灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生時(shí)長(zhǎng)視環(huán)境氣溫、空氣濕度而定，一般不少于7d，夏季氣溫高時(shí)，夜間增加灑水養(yǎng)生次數(shù)；冬季時(shí)采用冬季養(yǎng)護(hù)措施，在此不再贅述。

混凝土的早期養(yǎng)護(hù)由專人負(fù)責(zé)，使混凝土始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于滿足混凝土硬化和強(qiáng)度增長(zhǎng)所必需的時(shí)間，使混凝土抗壓強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取混凝土試塊標(biāo)樣和同條件養(yǎng)護(hù)，只有當(dāng)同條件養(yǎng)護(hù)試塊的抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度的80%時(shí)才可張拉、壓漿。

5.4 張拉與壓漿封錨階段

按照《河南省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)指南》（試行）和《河南省交通運(yùn)輸廳關(guān)于推廣應(yīng)用橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)等質(zhì)量控制技術(shù)的通知》豫交文[2013]186 號(hào)對(duì)預(yù)制箱梁標(biāo)準(zhǔn)化施工的要求，采用入圍廠家生產(chǎn)的智能張拉、智能壓漿設(shè)備施工。

第一，在拉張的過(guò)程當(dāng)中，所有的施工人員必須持證上崗，對(duì)所有的技術(shù)人員進(jìn)行安全交底及技術(shù)交底，保證工作人員可以按規(guī)定使用千斤頂和油壓表等儀器設(shè)備，符合設(shè)備操作規(guī)程的要求。

第二，過(guò)程當(dāng)中兩端要同時(shí)起步，不可一端早、一端晚，影響啦張的平衡程度。要控制伸縮量，在24h之內(nèi)來(lái)完成張拉錨固工作之后，盡早進(jìn)行壓漿封錨。

第三，在壓漿的過(guò)程當(dāng)中，要從一端到另一端連續(xù)進(jìn)行，不可兩端同時(shí)進(jìn)行或者間斷進(jìn)行。以保證冒漿平穩(wěn)，在開始出漿10min之內(nèi)持續(xù)壓注，可以顯著提高壓漿的密實(shí)度。

第四，封錨混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于箱梁結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的80%，且不低于30MPa，本項(xiàng)目箱梁結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強(qiáng)度50MPa，封錨混凝土一般采用結(jié)構(gòu)混凝土。

本文篇幅有限，清水混凝土后張法預(yù)制箱梁的施工控制要點(diǎn)很多，筆者對(duì)其認(rèn)識(shí)有限，難免有錯(cuò)漏之處，有過(guò)類似施工經(jīng)驗(yàn)的同行不在少數(shù)，還望看到本文的同行不吝賜教，通過(guò)交流大家共同提高清水混凝土質(zhì)量管理水平。

6 結(jié)論

綜上所述，清水混凝土預(yù)制箱梁工藝比較復(fù)雜，但是只要控制得當(dāng)，熟悉各個(gè)工序的細(xì)節(jié)，就可以取得良好的施工效果。從本文分析可知，研究后張法箱梁預(yù)制施工，有利于我們從技術(shù)發(fā)展的角度提高精細(xì)化施工水平，因而我們要加強(qiáng)技術(shù)研究，分析技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中存在的難點(diǎn)，促進(jìn)路橋施工技術(shù)的發(fā)展。