中铁十五局五公司
汪家甫
【摘要】以溆怀高速公路沅水大桥现浇连续箱梁施工为例,分析现浇箱梁混凝土浇筑时倒角存在的缺陷,并提出了防治措施,后期箱梁施工效果明显。 关键词:现浇箱梁施工、倒角施工缺陷、防治措施、施工工艺
湖南省溆浦至怀化高速公路项目土建工程第6合同段,起讫桩号为K115+420.00~K118+300.00,全长2.909Km,为双向四车道高速公路,路基宽度26m,设计时速100Km/h.沅水大桥跨越沅江处水深8~11m,桥梁结构型式为:2×25(C50现浇连续箱梁)+58+4×100+58(C55悬浇刚构箱梁)+9×25m(C50现浇连续箱梁),桥梁全长798.12m。
现浇箱梁基础采用钻孔灌注桩、扩大基础,桩基直径D120、D180,扩大基础尺寸5.6m×5.
6m、5.6m×8m,桩基顶部采用1.6米系梁,17#墩采用承台。下步结构采用墩柱、肋板结构,墩身高度8~12米,桥台位置肋板高度1.6~6米。上部结构采用现浇箱梁,箱梁溆浦岸采用单箱3室、怀化岸采用单箱4室,箱梁高度2米,内箱高度1.5米,宽度3米,腹板厚度40cm,顶板厚度24cm,底板厚度22cm。左右副分离式桥面,桥梁宽度12.75~16.75m渐变,拟采用支架法施工,逐跨搭设,逐跨预压,逐跨现浇。
本桥现浇梁结构类型是属于现浇联系结构,溆浦岸0#~1#~2#,浇筑顺序第1联第1段33米,第1联第2段17米。现浇分段之间的结构连接,钢筋采取预留搭接长度,分段,混凝土新旧面采取凿毛,钢绞线采用钢绞线连接器连接。怀化岸8#~9#~10#~11#~12#~13#~14#~15#~16#~17#,浇筑顺序怀化→溆浦,第二联第一段33米,之后每段25米,最后一段17米。
具体结构形式见下图
混凝土浇筑采用两次分层浇筑,第一次浇筑:绑扎底板钢筋、腹板钢筋,安装底板和腹板钢绞线,安装内膜、倒角压膜,在底板处,倒角下口设有15cm的水平压浆板,内膜的高度与腹板顶口倒角齐平,加固结束验收合格后浇筑第一次混凝土。浇筑时腹板下料,待倒角密实后,内箱室下料,振捣密实,腹板浇筑至顶口。第二次浇筑完腹板及顶板。
现浇混凝土为C50泵送混凝土,其配合比设计坍落度为l4~ 18 cm。混凝土骨料采用0.5-1 cm(掺量20%) ,1-2 cm(掺量80%)级配的碎石和细度模数为2.82的河砂(考虑泵送,0.3mm以下筛余不小于15%),水泥为湖南海螺PO.52.5普通硅酸盐水泥,韦东高效聚羧酸减水剂掺量1.0%。
1、现浇箱梁倒角施工缺陷
1.1 倒角钢筋过密、混凝土下料困难
现浇箱梁混凝土施工过程中,浇筑难度最大的部位是箱梁底板与腹板接口倒角位置,该位置钢筋设计密集,水平纵横向钢筋、腹板竖向钢筋、倒角加强钢筋、底板预应力束均在此穿过,钢筋最小间距只有5.2cm,加上预应力波纹管所占位置较大,混您土振捣下料比较困难,施工过程中稍有疏忽或不当,倒角位置极易出现露筋、蜂窝麻面等缺陷。
1.2 蜂窝、麻面、露筋
现浇梁混凝土浇筑时,现场使用的泵送混凝土,容易引起下料的混凝土厚度较大。由于现场施工人员未及时的移动甭管,并未对浇筑的混凝土及时的振捣,加上原本钢筋过密混凝土振捣困难,极易产生混凝土浇筑过厚,从而使混凝土表面出现蜂窝、麻面;由于波纹管的位置特殊性,混凝土浇筑振捣如果不能全部到位,极易出现,倒角波纹管位置出现露筋现象。
1.3 倒角面大量的气泡孔
由于本箱梁的倒角为80×25cm,斜面尺寸较大,混凝土浇筑振捣过程中,振捣产生的气泡垂直上浮到斜面模板位置,无法进行排走,最终在倒角面的混您土上产生较大面积的气泡孔。
1.4 腹板两次浇筑、局部混凝土上产生夹层
因设计的单箱四室,每个箱室的操作空间特别小,无法做到两次浇筑的连贯。加上泵送的混您土在遇到腹板钢筋时,容易出现离析现象,加上振动棒振捣,混凝土表面出现1~2cm
的气泡浮浆出现,加上下料的混凝土高低不平,容易出现浮浆集中的现象。如果能连续的浇筑,加上振捣到位,浮浆能一直上浮到顶板直至排出。现场无法做到连续浇筑,因此第二次浇筑时,在施工缝的位置局部出现1~2cm的强度不够的夹层,对箱梁的受力和使用影响较大。
1.5 预应力张拉时出现锚具碎裂和倒角混凝土崩裂
本箱梁为连续箱梁,施工采用分节段施工,施工段之间采用预埋钢筋、钢绞线连接器连接。每个连接断面纵向设置了39束预应力,全部集中在腹板与底板倒角位置,加上锚下加强钢筋混凝土振捣几乎任何空间。混凝土施工时,下料的混凝土被过密的钢筋滤去粗骨料,锚下只有砂浆填实,实际拆模后,锚下局部混凝土强度不够,预应力张拉时,极易产生锚具碎裂和倒角混凝土崩裂的现象。
2、现浇箱梁倒角施工缺陷的防治措施
如何消除上述现浇梁倒角处出现的缺陷,根据现场实际施工过程进行了以下分析,并逐一提出了防治措施:
现浇连续箱梁施工倒角出现的问题归类如下
施工缺陷一:倒角钢筋过密、混凝土下料困难
施工缺陷二:蜂窝、麻面、露筋
施工缺陷三:倒角面大量的气泡孔
施工缺陷四:腹板两次浇筑、局部混凝土上产生夹层
施工缺陷五:预应力张拉时出现锚具碎裂和倒角混凝土崩裂
2.1 适当调整非预应力钢筋位置,预留振捣位置
考虑到倒角应力集中,设计中钢筋加密的情况,经咨询设计方适当的挪动非预应力筋,在30cm左右腹板钢筋与倒角钢筋适当的挪动,增加一道振捣棒插入位置,必须保证振捣棒能插入倒角位置进行振捣。
2.2 技术人员跟管下料,确保下料和振捣
泵送混凝土开始时,现场全程旁站技术人员对其施工人员进行指导,并明确混凝土的下料厚度,不超多30cm为宜,技术人员紧跟下料管,及时检查振捣情况,确保做到不遗漏振捣位置。并加强波纹管位置的振捣。
2.3 倒角模板增加排气孔
本箱梁为变截面单箱四室箱梁,内膜采用竹胶板拼装,根据施工第一跨效果查看,分析同类型的箱梁倒角在施工混凝土的时候,倒角混凝土产生的气泡无法排出,我们采取在倒角模板上钻直径3cm的排气孔,间距30cm梅花形布置,施工振捣时候,可以观察倒角混凝土的饱满度和排气情况,施工后效果明显。
2.4 严格控制混凝土的性能
严格控制混凝土的性能,倒角混凝土施工时,首先是要严格控制好混凝土的质量。除了满足混凝土强度要求外,还必须保证混凝土的和易性,必须控制好混凝土的坍落度值。因为倒角部位的混凝土流动性不宜过大,而泵送混凝土又要求流动性大,其坍落度值一般在14~18cm。为了既能满足泵送要求,又能使倒角下口不会大量翻浆,坍落度值取18cm 左右较好。
当混凝土发生干涩,插捣困难,少浆,保持水灰比不变的条件下加10%左右水泥浆调整,当混凝土出现漏石,碎石包裹性不好或粘聚性不好条件下,可适当提高混凝土砂率,可以提高混凝土流动性,砂率太大了混凝土流动性降低。当混凝土塌落度小时,比较“干”时可适当提高砂率,按加水灰比不变加水泥浆,或加适当外加剂,当混凝土塌落度过大,甚至离析时,造成离析的原因可能是浇筑,振捣不当,集料最大粒径过大,粗集料比例过高,胶凝材料和细集料的含量偏低,与细集料比粗集料的密度过大,或者拌合物过干或者过湿等。使用矿物掺合料或引气剂可降低离析倾向。
2.5 端模位置的倒角模板增设振捣口
根据连续箱梁分节段浇筑时,由于钢筋过密、预应力管道集中,混凝土施工时,下料的混凝土被过密的钢筋滤去粗骨料,锚下只有砂浆填实,实际拆模后,锚下局部混凝土强度不够,预应力张拉时,极易产生锚具碎裂和倒角混凝土崩裂的现象。通过施工过程和后期处理仔细分析:确定采取在端模1米范围的下倒角30cm一道开直接10cm的振捣口,便于混凝土施工时,振捣棒的插入。施工中,振捣口随着混凝土的浇筑,为了避免浆液的大量流走,在振捣口振捣结束后,对其进行压封。措施效果非常明显,再无类似情况出现。
3、结语
现浇箱梁倒角施工是各种梁体倒角施工的一种,现浇箱粱倒角施工缺陷的出现不仅影响粱体结构的耐久性,又影响混凝土的表观质量。通过现场施工的过程总结了以上避免出现倒角施工缺陷的防治措施,并在本连续箱梁后期施工取得了良好的效果。
参考文献
(1)《公路桥涵施工技术规范》
(2)闾开军,刘世武.现浇PC箱梁倒角施工缺陷与防治.内蒙古公路与运输,1999年第4期。