天津沿海地区预制空心板梁施工质量控制技术研究

天津沿海地区预制空心板梁施工质量控制技术研究

王妮娜李茂奇

1.中国石油天然气股份有限公司天津销售分公司天津300170

2.天津市市政工程设计研究院天津300051

摘要：为了解决天津沿海地区梁场预制空心板梁出现的开裂、混凝土表面蜂窝麻面、顶板厚度不足等问题，本文分别从设计、施工两个个方面进行了深入研究，并针对相应问题，认真分析了原因，并提出了相应的防止措施，对今后提高空心板梁的施工质量有一定的借鉴意义。

关键词：天津沿海地区；空心板梁；质量控制；研究

1前言

桥梁作为公路的重要组成部分，往往制约着整条公路的施工进度。为了加快施工进度、保证施工质量，桥梁的上部结构往往采用预制。空心板梁因结构简单，施工方便等特点在中小跨径桥梁中得到应用。但是，由于预制空心板梁厂的施工水平参差不齐，导致空心板梁的施工质量很难保证，预制空心板梁容易出现许多病害，影响到桥梁的安全性、耐久性。特别是天津沿海地区，由于夏季气温较高、风力较大，预制空心板梁生产过程中更容易出现质量问题；另外，沿海地区腐蚀性较强，混凝土开裂和自身氯离子超标都将严重影响桥梁混凝土的耐久性。国内外学者对空心板梁的病害成因进行了大量研究，并得出了相应的研究成果[1-2]。本文天津沿海地区的实际情况，对空心板梁施工过程中容易出现的问题进行了认真分析，并提出了相应的防止措施，对保证今后空心板梁的的施工质量具有一定的借鉴意义。

2病害描述

某标预制梁厂负责生产的16m空心板梁，第一片空心板梁于6月30日开始浇筑，7月6日在检查中发现，该片空心板梁顶板出现横向和网状裂缝，裂缝最大宽度达2mm，裂缝最大宽度达90cm，裂缝最大深度达4cm。混凝土外观质量较差，主要表现为腹板处有大量气泡、梁体表面存现离析现象，梁体部分混凝土出现粘模现象。空心板梁顶板设计厚度为12cm，钻芯取样发现，顶板厚度最小值为7cm，顶板厚度严重不足，内模定位钢筋外露。另外，对混凝土进行氯离子含量检测，发现氯离子含量超过规范允许值。

3原因分析

通过对现场情况的调研和对施工记录的查阅，预制空心板梁出现上述病害主要有以下几

方面的原因：

3.1开裂原因分析

（1）浇筑时间选择不当

由于该空心板梁混凝土浇筑时间选择在中午，钢模板经过长时间日照，表面温度达63.5℃。混凝土未采取降温措施，入模温度达35℃，混凝土浇筑完成后，混凝土整体水化热较大，导致混凝土内外温差大于25℃。夜间温度较低，混凝土表面温度散失较快，混凝土表面温度较低，而混凝土内部温度散失较慢，混凝土内部温度较高，内外温差较大，会形成比较大的温度应力，当温度应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现温度裂缝[3-4]。

（2）养护不及时

检查中发现，施工单位拆模后未及时进行养护，直到拆模后第三天才开始进行简单的洒水养护，且洒水次数不能保证混凝土表面湿润，由于沿海地区风力较大，混凝土表面水分散失过快，表面混凝土不能进行正常的水化反应，容易出现干缩裂缝[5-6]。

3.2外观病害原因分析

（1）混凝土分层厚度过大

通过现场测量发现，施工人员每层混凝土的浇筑厚度达到40cm，由于混凝土一次浇筑厚度过大，造成混凝土内部的气泡很难排出，大量气泡在混凝土内部积存，拆模后出现蜂窝麻面现象。施工人员为了让气泡排出，对混凝土的振捣时间任意延长，导致局部混凝土出现过振现象。

（2）模板清理不彻底

施工人员对模板的清理工作重视程度不够，模板上有大量锈迹和水泥浆，锈迹和水泥浆的存在对脱模剂的效果影响较大，一方面使模板表面的表面张力加大，使混凝土内的气泡与模板之间的粘结力增加，气泡更不容易排出，从而出现蜂窝麻面现象；另一方面容易导致混凝土出现粘模现象。

3.3顶板厚度不足

（1）设计原因

对设计图纸审查时发现，钢筋笼中的气囊定位钢筋的间距过大，两个钢筋之间的纵向距离为100cm；另外，气囊上部纵向通长钢筋为两根，且钢筋直径较小，定位钢筋对气囊限制变形能力整体较弱。当气囊充气后，压力过大，造成定位钢筋之间的气囊变形过大，出现明显的上鼓现象，这是造成顶板混凝土厚度明显不满足设计要求的最主要原因。

（2）施工原因

气囊充气时，气压控制不严格，气压大于设计值，由于定位钢筋的间距较大，导致气囊变形过大，造成顶板厚度不足。

3.4氯离子含量超标

通过对搅拌站进行检查发现，储料仓内存在海砂与河砂混放现象，随机对砂子取样后送检，发现砂子的氯离子含量达0.035，是规范允许值的1.75倍[7]；经过调查发现，由于天津沿海地区海砂货源充足，价格便宜，许多混凝土搅拌站私自向河砂里面掺加海砂，导致砂的氯离子含量超标。

4病害防治措施

为了避免此类病害的再次出现，应该做好以下工作：

4.1设计方面

为了提高芯模定位钢筋的定位作用，将芯模定位钢筋的间距由100cm减小为50cm，另外在定位钢筋上部30cm范围内设置3根纵向通长钢筋，其中定位钢筋顶部设置一根，距离顶部钢筋15cm两侧各对称设置一根钢筋。纵向通长钢筋宜采用HPB235级钢筋，钢筋直径不易小于8mm，纵向钢筋应与定位钢筋牢固绑扎或进行点焊。

4.2施工方面

（1）合理选择浇筑时间

夏季进行混凝土施工时，混凝土的浇筑时间应选择在夜间或黎明之前气温较低时进行，且应避开雨天或大风天气。

（2）严格控制浇筑厚度

进行混凝土浇筑时，混凝土一次浇筑厚度不宜超过20cm，在波纹管和钢筋较密集的部位，混凝土的浇筑厚度应进一步减少，不宜大于15cm。

（3）注意浇筑顺序

浇筑混凝土时应先浇筑底板混凝土，浇筑底板混凝土前，可以先不放置芯模，待底板混凝土浇筑完成，并充分振捣后，将芯模放入钢筋笼内，为了节约充气时间，可以先将芯模充气到施工要求的75%，待芯模放置完成后，再进行二次充气。

（4）加强养护

混凝土浇筑完成以后，应及时覆盖塑料薄膜或者土工布，并保证混凝土表面湿润。对于大体积混凝土或养护效果不良的部位，其养护时间应相应延长。养护时应控制养护用水与混凝土表面的温度差，当两者之间的差值大于20℃时，应对养护用水进行加热以减少两者间的温度差。

（5）严格控制原材料

原材料进场后应严格分区存放，储料场之间应设置隔墙。对故意将海砂掺入海砂的搅拌站，一经发现，坚决停用。加强对原材料氯离子含量的检测，发现砂氯离子超标，应及时更换砂或对砂进行淡化处理。另外，对拌和用水、外加剂等原材料也应严格进行氯离子含量的检测，发现氯离子含量超标时，坚决不允许使用。

5结论

通过以上分析，可以得出如下结论：

（1）增加空心板梁内模定位钢筋的数量，严格控制顶板和腹板的厚度；

（2）选择合理的混凝土浇筑时间，避免在日气温较高、风力较大的时段浇筑混凝土；

（3）严格控制混凝土的浇筑厚度，避免出现漏振和过振现象；

（4）加强对模板的清理工作；

（5）加强对原材料氯离子含量的检测工作。

参考文献

[1]李茂奇,程杰.先张法预制空心板梁病害成因分析及防治措施研究[J].混凝土世界.2012.12):60-62

[2]范春香.浅析混凝土结构施工裂缝的成因及控制技术[J].科技情报开发与经济.2010(13):155-158

[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社[M].1997:77-79

[4]惠云玲.工程结构裂缝诊治技术与工程实例[M].中国建筑工业出版社.2007:14-22

[5]张胜荣.水泥混凝土路面损坏原因及其解决办法的探讨[J].山西建筑,2008(34):64-68

[6]冯涛,吕燕妮.浅谈混凝土温度应力裂缝控制与处理[J].科技资讯.2008(26):25-27

[7]公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）[M].人民交通出版社.2011:41