橋梁箱梁預(yù)制中的混凝土施工工藝及質(zhì)量問題研究

郭悅超

（石家莊通暢公路工程有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

在工程經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速的今天，國內(nèi)公路橋梁已然蓬勃發(fā)展，而在橋梁形式的發(fā)展過程中產(chǎn)生了多個(gè)分支，其中預(yù)制箱梁因其低成本、高質(zhì)量、工期短、外形美觀以及在剛度和抗扭性能上優(yōu)于T 梁等優(yōu)勢(shì)，被普遍應(yīng)用于公路橋梁的建設(shè)。另外，在施工工藝方面，預(yù)制箱梁與現(xiàn)澆箱梁相比，預(yù)制箱梁明顯縮短了施工工期，并且不受施工地點(diǎn)限制，在空間布局上更加靈活些，不會(huì)影響到施工進(jìn)度；同樣的預(yù)制箱梁和預(yù)制T 梁，箱梁承載能力優(yōu)于T 梁。因此，預(yù)制箱梁更多適用于跨度較大的橋梁建設(shè)工程和對(duì)造型要求比較高的工程建設(shè)中，不僅能保證質(zhì)量安全性，還能保證外形的美觀度。

1 預(yù)制箱梁的概述

箱梁是橋梁工程中梁的一種，內(nèi)部為空心狀，上部?jī)蓚?cè)有翼緣，類似箱子，因而得名。預(yù)制箱梁，其施工工藝的嚴(yán)密性直接影響著質(zhì)量和安全。一般來講，預(yù)制箱梁一般是通過先張法或后張法對(duì)鋼筋進(jìn)行張拉而事先預(yù)制而成的受彎構(gòu)件，再運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，不僅降低了場(chǎng)地費(fèi)，還減少了時(shí)間成本。

目前，我國箱梁的施工技術(shù)相對(duì)成熟，但仍存在部分質(zhì)量問題缺陷，如構(gòu)件的連接和整體穩(wěn)定性能相對(duì)較差，運(yùn)輸和安裝也不方便，并且增加額外工程費(fèi)，降低了經(jīng)濟(jì)效益。因此，有必要探究其預(yù)制施工質(zhì)量問題，并提前采取針對(duì)性的預(yù)防對(duì)策，從而保證施工質(zhì)量[1]。

2 預(yù)制箱梁混凝土施工工藝

預(yù)制箱梁的混凝土施工工藝，不僅決定了成品表面的平整度、光滑度，而且直接決定了梁后期使用中的安全質(zhì)量問題，因此制作箱梁前期的準(zhǔn)備工作、工作技術(shù)人員的專業(yè)性、施工過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)的精確度都會(huì)直接影響整體的安全性和穩(wěn)定性，需做到環(huán)環(huán)相扣，才能有效保障梁的完整性。

大中型或小型橋梁工程建設(shè)中，務(wù)必要嚴(yán)格遵循施工工藝倒排順序依次施工，同時(shí)要更加重視每個(gè)施工工序中存在的質(zhì)量控制，技術(shù)人員做好現(xiàn)場(chǎng)具體管理工作，隨時(shí)解決遇到的問題。

2.1 施工前期物料準(zhǔn)備

預(yù)制箱梁混凝土在施工前，首先要進(jìn)行場(chǎng)地準(zhǔn)備和布置，確定每個(gè)施工環(huán)節(jié)的具體場(chǎng)地，通常情況混凝土施工區(qū)布置在箱梁制作場(chǎng)地內(nèi)，保證整個(gè)場(chǎng)地地面平整，干凈衛(wèi)生，水通、電通、路通，同時(shí)要預(yù)留一個(gè)成品箱梁的運(yùn)輸通道，方便后期運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。其次，專門要建設(shè)一個(gè)施工通道，把周圍的道路標(biāo)記清楚在施工，避免其他車輛進(jìn)去。最后，需要設(shè)置一個(gè)鋼筋加工存放的區(qū)域，把所需要的零件放在指定區(qū)域，同時(shí)還要設(shè)置一個(gè)臨時(shí)的實(shí)驗(yàn)室，以防在施工的過程中遇到技術(shù)性問題，方便在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，根據(jù)設(shè)計(jì)要求貯存混凝土拌和物料，水、砂石、水泥、外加劑、凝膠劑等，以便施工需要[2]。

2.2 混凝土配比控制

現(xiàn)階段我國箱梁混凝土普遍使用高性能混凝土，必須要設(shè)計(jì)規(guī)定的剛度、強(qiáng)度。除此之外，橋梁常常暴露在外面，經(jīng)受雨雪壓力、側(cè)面承載風(fēng)力以及陽光暴曬、空氣腐蝕等不可抗力因素的影響，這就要求混凝土必須具備一定的抗裂、抗凍融、抗?jié)B等性能，其核心就是要具備高度的密實(shí)性?；炷恋呐浔冗x定、誤差范圍直接影響橋梁的整體強(qiáng)度，一般按規(guī)定要進(jìn)行單盤誤差和累計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差測(cè)定，測(cè)定的偏差要符合規(guī)定的偏差值?；炷僚浜媳却_定無誤后，需對(duì)其坍落度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的坍落度值確定混凝土的流動(dòng)性。

2.3 模板安裝

混凝土最終成品的平整度、流暢性、外觀度是否達(dá)標(biāo)，是由模板施工質(zhì)量決定的。其中，底模是主要的梁體承重構(gòu)件，故對(duì)其剛度和強(qiáng)度要求相比其他模板要高，安裝時(shí)為了防止混淆，要對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，然后再用螺栓按順序連接；外模安裝時(shí)，要求其模板內(nèi)面必須光滑平整，因其直接決定梁的外觀造型；端模能保證外模和底模的連接性，形成密閉空間，防止漏漿；梁的內(nèi)模常常采用液壓式內(nèi)模，如圖1所示，模板采用液壓油缸收模，施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)需專門人員對(duì)數(shù)據(jù)以及使用情況做詳細(xì)記錄，并檢查液壓硬管油口保持清潔。同時(shí)，內(nèi)模的安裝方式?jīng)Q定了它拆卸時(shí)無需人工拆卸，因此箱梁模板的安裝不僅是對(duì)技術(shù)人員技術(shù)過硬的要求，更是對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量的考驗(yàn)[3]。

2.4 鋼筋配置

鋼筋綁扎前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋取樣，檢測(cè)其剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求，在滿足要求的情況下，方可進(jìn)入鋼筋綁扎環(huán)節(jié)。鋼筋綁扎時(shí)先對(duì)底板綁扎，其次腹板、側(cè)梁，主筋和箍筋鋪設(shè)方向、交叉點(diǎn)以及端頭預(yù)留長(zhǎng)度都應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，必要的位置進(jìn)行焊接處理。

對(duì)于鋼筋胎架應(yīng)進(jìn)行地基處理，并應(yīng)按工廠制定的檢驗(yàn)頻率對(duì)基礎(chǔ)沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)胎架各支撐點(diǎn)位置標(biāo)高偏差超過2mm 時(shí)，應(yīng)及時(shí)干預(yù)，恢復(fù)胎架的平整與穩(wěn)定。鋼筋綁扎胎架應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙中鋼筋間距的要求設(shè)置輔助式卡具，符合鋼筋綁扎精度要求，如圖2、表1所示，且具有足夠的剛度，防止長(zhǎng)期使用變形[4]。

表1 鋼筋綁扎質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.5 預(yù)制箱梁的混凝土澆筑

混凝土澆筑前，要檢查鋼筋和混凝土質(zhì)量是否合格，合格后方可進(jìn)行混凝土入模與振搗階段。箱梁混凝土澆筑通常情況應(yīng)先澆筑箱梁底板，后澆筑腹板與頂板，見圖3，在接近另一端時(shí)，從反方向布料，在箱梁倒角、支座上方、錨墊板附近需優(yōu)先放料同時(shí)加強(qiáng)振搗，腹板上部與頂板采用插入式振搗，澆筑需確保一次性即完成。

澆筑完成后，為保證密實(shí)度和坍落度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，需對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，通常一邊澆筑一邊振搗，時(shí)間控制在10～15s 之內(nèi)，震動(dòng)強(qiáng)度保持弱震和中震之間，振搗過程中幅度不能過大，以防破壞螺紋管，澆筑現(xiàn)場(chǎng)見圖4。

2.6 拆模與混凝土養(yǎng)護(hù)

當(dāng)混凝土終凝后，則可拆除梁混凝土表面的模板，模板拆除后需要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)判斷是否合格，檢測(cè)范圍包括混凝土構(gòu)件外形尺寸、位置、表面裂縫、變形程度以及混凝土強(qiáng)度等，只有達(dá)到規(guī)定方可使用。模板拆除后，要對(duì)混凝土及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，通常情況下當(dāng)氣溫高于5℃，宜采用噴淋養(yǎng)護(hù)，白天噴淋次數(shù)間隔1～2h 一次最佳，晚上宜間隔4h 進(jìn)行一次噴淋，噴淋盡量使用生活飲用水，防止其他施工污水中雜質(zhì)致梁體形成銹蝕，影響梁體外觀和質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境氣溫低于5℃時(shí)，可選擇蒸汽養(yǎng)護(hù)或者棚內(nèi)爐火升溫養(yǎng)護(hù)，冬季宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，棚溫不低于5℃。養(yǎng)護(hù)前后，要對(duì)梁體毛邊進(jìn)行處理，保證后期的正常使用，保證鑿毛邊緣線形[5]。

2.7 預(yù)應(yīng)力張拉

通?；炷翝仓瓿? 天后，便可對(duì)箱梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，過早或者過晚容易造成預(yù)留預(yù)應(yīng)力不足，致使橋梁達(dá)不到設(shè)計(jì)承載能力。張拉伸長(zhǎng)值與理論設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值的誤差要控制在±6%之間，否則會(huì)影響實(shí)際承載力。

2.8 箱梁孔道壓漿與封錨

壓漿前要進(jìn)行孔道清洗，完成清洗后，壓漿從下往上、由低到高的順序進(jìn)行，采用高速攪拌機(jī)連續(xù)操作，且必須在張拉完24h 內(nèi)完成。拌好的漿液應(yīng)通過不大于3mm 濾網(wǎng)過濾，低速攪拌，漿液水膠比控制在0.26～0.28 之間，壓漿溫度應(yīng)控制在5～30℃。如果氣溫低于5℃時(shí)，需要采取保暖升溫措施。壓漿完成后，應(yīng)通過檢查孔抽查壓漿的密實(shí)情況，確保壓漿飽滿。

3 混凝土施工質(zhì)量問題探究

3.1 模板安裝不到位

模板安裝不到位時(shí)，可能導(dǎo)致模板之間存在錯(cuò)臺(tái)，使混凝土澆筑過程中箱梁端頭出現(xiàn)少量漏漿現(xiàn)象。另外，混凝土拆模后表面可能有鐵銹現(xiàn)象。對(duì)于此類問題，應(yīng)當(dāng)做到模板每周轉(zhuǎn)使用一次都必須認(rèn)真打磨，由專人專崗進(jìn)行定期檢查，保證雜質(zhì)消除干凈后再實(shí)施涂膜劑。

3.2 原料含泥量大、骨料粒徑不均勻

砂石配比和純凈度對(duì)混凝土攪拌有著很大的影響，砂石比偏大時(shí)，同時(shí)拌料不均勻，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)蜂窩狀、麻面、凹凸痕跡，所以原料進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)砂石粒徑的大小和勻稱性、水泥的強(qiáng)度、外加劑等進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)于不合格的材料，禁止進(jìn)場(chǎng)使用。

3.3 混凝土攪拌過程中存在的質(zhì)量問題

3.3.1 水灰配比及坍落度影響

混凝土攪拌前，水灰配比對(duì)混凝土強(qiáng)度有較大的影響，水灰比偏大會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，坍落度增大容易造成混凝土離析和泌水；水灰比偏小，意味著混凝土強(qiáng)度增大，但是流動(dòng)性小，密實(shí)性高，混凝土終凝后容易起裂縫，影響工程質(zhì)量。因此，對(duì)于水灰比要嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

3.3.2 混凝土振搗影響

混凝土澆筑時(shí)，如果振搗不均勻，會(huì)在內(nèi)部形成氣壓差，形成鼓包，使混凝土局部表面凹凸不平、面糙；振搗時(shí)間過短，混凝土容易形成鑄塊。

3.4 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎過程中，混凝土振搗時(shí)會(huì)使的鋼筋的墊塊移位，導(dǎo)致受力不均，造成鋼筋位移，容易使得鋼筋模板造成露筋，或者在受力不均作用下易導(dǎo)致鋼筋錯(cuò)位，造成露筋、開裂。因此，在澆筑前工作人員應(yīng)對(duì)鋼筋綁扎點(diǎn)檢測(cè)以及墊塊進(jìn)行檢查。

3.5 預(yù)制箱梁質(zhì)量終檢

施工完成的預(yù)制梁，需要整體對(duì)其進(jìn)行全面質(zhì)檢，各項(xiàng)工藝是否達(dá)標(biāo)。從外觀看表面應(yīng)密實(shí)、平整，如表面有蜂窩、麻面、破損、裂縫、變形等問題需及時(shí)處理。

3.6 色差成因問題

由于澆筑時(shí)分層、分段時(shí)間間隔過長(zhǎng)，澆筑上層時(shí)，下層已超過初凝時(shí)間，上層振動(dòng)棒無法深入下層混凝土中，在兩層交界面上出現(xiàn)的色差現(xiàn)象。其解決方案為：控制攪拌能力及澆筑時(shí)間，減少混凝土的翻運(yùn)次數(shù)，適當(dāng)控制混凝土的澆筑長(zhǎng)度，控制混凝土的澆筑時(shí)間，在下層初凝前澆筑上層。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)制箱梁混凝土的施工工藝是個(gè)很考驗(yàn)技術(shù)的問題，不僅要保證建設(shè)的美觀，還要確保梁體的安全性和穩(wěn)定性。在箱梁施工的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，只有不斷地加強(qiáng)施工管理制度和質(zhì)量安全檢查，提升工作時(shí)效性，抓住每個(gè)施工環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，才能夠保證工程項(xiàng)目的整體品質(zhì)和橋梁施工質(zhì)量。