福州預制箱梁腹板蜂窩\漏洞及裂縫的成因分析和預防修補措施

前言

隨著全國高速公路快速發展,全國各地大量的高速公路項目紛紛上馬,而橋梁工程中的預制箱梁施工方法因速度快、施工方便、造價低等因素被施工單位廣泛的應用于工程實踐當中。而預制箱梁的結構形式在混凝土一旦澆注成型,其外觀出現的缺陷(諸如蜂窩、漏洞、裂縫等)將難以彌補,甚至給工程質量留下隱患。“**大計 質量一”,為了確保橋梁主體結構的安全性及混凝土結構外觀的美觀性,須對預制箱梁混凝土施工過程的質量嚴格控制,以及由于環境、施工等因素產生的質量缺陷及時、準確的予以處理。

1. 預制箱梁外觀質量問題(蜂窩、漏洞及裂縫)和原因分析

1.1 外觀現象及易發部位

混凝土局部出現酥松、漿少、石子多、石子之間形成的空隙類似蜂窩狀的窟窿、漏洞及裂縫;而此蜂窩、漏洞及裂縫的缺陷多出現在預制箱梁的腹板與底板交接的變截面處、腹板的下端等部位。

1.2 主要原因分析

(1)混凝土配合比不當或水泥使用量過大、過小或混凝土現場攪拌時砂、石、水泥等計量不準,而造成砂漿少、石子多;

(2)混凝土攪拌時間不夠,或未攪拌均勻,從而導致混凝土自身的和易性較差;

(3)混凝土澆注過程中,局部振搗深度、時間不夠甚至漏振,或者混凝土在運送、傳遞過程中發生離析;

(4)預制箱梁的鋼模板縫隙未堵嚴,導致水泥漿嚴重流失;

(5)預制箱梁局部鋼筋過密,特別是腹板、腹板與底板交接的位置,因使用的石子粒徑過大或者坍落度過小;

(6)未考慮混凝土的初凝、終凝時間,而過早的拆除鋼模板;

(7)混凝土澆注時的分層厚度設置不合理;

(8)使用不符合要求的脫膜劑。

2. 預制箱梁外觀質量問題(蜂窩、漏洞及裂縫)的預防和修補措施

2.1 預防措施

(1)在預制箱梁混凝土施工中,適當增加混凝土中的水泥漿,采用顆粒適中、級配良好的中砂,并通過添加適量的外加劑,減少混凝土中的游離水,排出混凝土中的空氣,可以提高混凝土的密實度和混凝土強度。

(2)混凝土運輸到工地現場,應通過溜槽、溜管、輸送泵或人工規范施工使混凝土進入模板,以防離析。混凝土分層厚度一般為30cm～40cm,分層澆筑時,保持下層混凝土不過其初凝時間(大約為90min～120min);否則,混凝土的表面因上下層混凝土凝結速度不一致會出現明顯的施工縫。振搗棒行程可按直線行列位移或交錯行位移,插入點之間距離為70cm,采取快插慢抽,深入下層5cm～10cm。振搗時間控制在20s～30s,過長則混凝土可能產生離析現象,導致上部浮漿過多而出現麻面、龜裂,下部粗顆粒過多而出現魚鱗狀麻面;過短則混凝土振搗不實,易出現蜂窩孔洞。

(3)當預制箱梁局部鋼筋過密時,特別是腹板、腹板與底板交接的位置;應根據現場實際情況,適當的調整混凝土的坍落度,一般控制在8cm～10cm,這樣可以減少混凝土發生離析。

(4)根據實驗室測定的混凝土初凝、終凝時間,并結合現場實際情況,適當調整模板的拆除時間,即T(拆除時間)=T0(混凝土初凝時間)+(±0.5～1.0h)。

(5)安裝模板前,在模板的接縫處用雙面膠條或其它材料進行密封,并且在涂抹脫膜劑前人工對局部變形的鋼模板進行修復,確保鋼模板接縫處緊密結合。

(6)根據筆者以往的施工經驗,一般在施工現場采用**的脫膜劑+柴油或機油+柴油做脫膜劑在鋼模板表面涂抹兩遍,拆模后效果較好。

2.2 修補措施

對于**工程、高速公路工程中的橋梁結構的外觀,一般是不允許裝飾外表的,但由于各種原因,混凝土出現了外觀缺陷,特別是預制箱梁在施工過程中由于環境、施工工序、管理等方面的因素出現蜂窩、漏洞及裂縫,只要在不影響預制箱梁受力結構的情況下進行人工修補是必要的,這在一定程度上能夠起到美化作用。

對于預制箱梁在預制過程中一般出現的諸如蜂窩、漏洞及裂縫等質量缺陷,要根據不同的情況分部進行處理,可達到較好的效果。

一種情況:當拆除鋼模板時,發現在箱梁的一側腹板上有蜂窩、漏洞時,此時由于混凝土強度較低,可應先鑿除蜂窩松散的部分,用鋼絲鋸或壓力水清除粉塵,將濕棉絮用水浸泡后塞進蜂窩內,使其表面充分濕潤,用比設計標號高一等級的細膨脹混凝土,順著斜槽拍進蜂窩內,如果混凝土不成形,可間隔一段時間,分次壓進,待壓進的混凝土稍凝結后,此時用水泥砂漿對表面進行修補。修補用的水泥品種必須與原混凝土中的水泥一致,使用不大于1mm的細砂,為保證修補用的水泥砂漿與原混凝土的顏色保持一致,應采用6:4左右的黑白水泥,砂漿配比為1:2～1:2.5,于修補前試調對比。在小桶內拌勻,依照漆工刮泥子的方法,將砂漿用刮刀大力壓入補強后的混凝土表面,即壓即刮平,隨后按混凝土養護方法進行養護,待砂漿終凝硬化具有一定強度后,再用細砂紙打磨,用水沖除表面粉塵,可使混凝土外表光滑平整,顏色較為一致。

二種情況:在拆除鋼模板后,因缺陷處表面覆蓋了一層較薄的水泥漿,而并未及時發現腹板與底板交接的變截面處有蜂窩、漏洞;在幾天后缺陷處的表皮水泥漿脫落,蜂窩、漏洞顯現;在這種情況下,預制箱梁的混凝土結構由于已經有較高的強度,此時再按一種情況進行處理,蜂窩、漏洞處新增的高標號混凝土無法有效與原混凝土結合,在后期使用過程中會出現混凝土剝落,影響美觀。此時即可采用環氧修補膠泥砂漿進行修補。具體修補材料配置和方法如下:

1、修補材料的配置:

A、主要材料:環氧樹脂1kg(E-44(6101號)或E-42(634號))、鄰苯二甲酸二丁酯0.03kg、乙二氨0.008～0.010kg、水泥250～300kg。

B、填充劑:可根據需要添加矢量的鐵粉、鉛粉或石英粉。

C、稀釋劑:無水乙醇或清洗劑等。

D、其它:可摻入一定量烘干的細砂與水泥進行配合以調整修補后的顏色。

2、修補方法:

A、先鑿除蜂窩松散的部分,用鋼絲鋸或壓力水清除粉塵,將濕棉絮用水浸泡后塞進蜂窩內,使其表面充分濕潤。

B、將上述配置的修補材料按比例配置攪拌均勻后,分次填充于缺陷部位。

C、填充后,在鋼模板上涂抹硅油、石蠟或凡士林作為脫模劑可獲得較好的外觀效果。

D、如拆模后,缺陷處的混凝土表面色差較明顯的話,可采用一種情況中黑白水泥+細砂的方法進行后期調色處理即可。

3.小結

由于不同的施工環境、不同的技術條件以及施工人員水平參差不齊等因素,蜂窩、漏洞和裂縫等質量缺陷在橋梁工程施工中是經常遇見的,為避免其影響橋梁主體結構的安全性、外觀的美觀性,在施工過程中必須加強質量管理,做好各項預防措施;同時在出現此類問題的情況下,要積極分析問題產生的原因,并且采取合適的處理措施對癥下藥。而上述兩種情況下的處理措施在施工過程中因其施工簡便、節約材料、效果顯著,在工程施工中應用較為廣泛,并**了較好的工程效益和經濟效益。