箱涵混凝土施工质量研究

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1箱涵施工的技术及质量要求

1.1箱涵预制

箱涵预制首先要做好测量定位工作,在工作坑底板上放线定位。箱涵预制的顺序为:绑扎底板钢筋及支立底板模板→浇注底板砼→绑扎边墙钢筋→支立边墙模型→灌注边墙混凝土→支立、加固顶板及悬臂人行道模型→绑扎顶板及悬臂人行道钢筋→浇注顶板及悬臂人行道砼→箱涵养护→做防水层。

1.1.1钢筋制作及绑扎钢筋制作及绑扎除必须按设计文件和施工规范执行外,还要注意以下事顶:

(1)钢筋的制作要在搭设的钢筋棚中进行,制作好的钢筋要整齐放置在干燥防雨的地方,并做好不同型号、不同规格、不同部位的挂牌标识。

(2)钢筋的保护层要采用高标号的水泥砂浆垫块,垫块要在绑扎钢筋的同时设好,并满足保护层厚度要求。

(3)由于设计采用单肢箍筋,在实际绑扎中要采用“马凳筋”,以加固钢筋的整体性,便于进行绑扎钢筋。

(4)钢筋绑扎前要进行除锈,并要防止钢筋上沾有油污等影响钢筋与砼粘结的杂物。

(5)一般钢筋接头宜用电焊焊接,并以闪光接触对焊为主。T20MnSi主筋接头,必须采用闪光接触对焊。

(6)钢筋接头应避免设置在钢筋承受应力最大之处,并应分散布置。配置在“同一截面”内的受力钢筋,其接头的截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率应符合下列规定:闪光接触对焊的接头,在受拉区不得超过50%,在受压区不受限制。

(7)焊接闪光接触对焊接头时,首先应按实际条件试焊,经实验室检验合格后,方可成批焊接。并应对每个焊接接头进行外观检查,逐批取试件进行接头抗拉强度、冷弯试验。

1.1.2模板与支撑架

(1)模扳及支撑必须要有足够的强度、刚度和稳定性,模板的缝隙应严密不漏浆。

(2)模板不得与脚手架连接。

(3)立模允许误差不超过以下范围:中线偏差:±3mm;标高偏差:±3mm;净空宽度偏差:+3mm,-0mm;纵向长度偏差:±20mm;预留上拱度:箱涵中孔按3cm预留,两边孔按2cm预留。

(4)箱涵内边墙及顶板采用600×1500mm的钢模板,其余部位采用300×1500mm的钢模板。框架顶板和堵头板采用300×1500的钢模板及50mm厚木模板。边墙立柱和横带采用120×120mm方木;立柱,横带间距以900mm为宜。支撑杆件上的帽木采用120×120mm方木,梗肋变截面处采用150×150mm帽木,纵向放置。龙骨采用120×120mm方木。钢模在使用前必须严格挑选,不得使用变形模板,模板表面要彻底清理干净,尽量使用新模板,表面涂脱模剂。

(5)模板卡环必须与模板孔眼大小配套,不得使用不合格卡环或不配套卡环。(6)管件搭拆①内模加固采用WDJ型多功能脚手杆。脚手架搭设按0.9x0.6m进行中孔,部分用0.3m的进行调整,杆件垂直于边墙正交布置,横杆竖直方向间距0.6m。②立杆置于可调底座上,可调支座置于桥底板顶面。③搭设杆件时先进行放线,根据方案进行搭设。拆除时应在顶板混凝土强度达到设计砼强度的100%方可拆除(由试件试压结果定)。④支撑卸落时在纵向应同时一起卸落,横向应对称均衡卸落。⑤杆件随拆随整理,保持场地整洁。

1.2混凝土灌筑

1.2.1箱涵混凝土一般设计为C35砼。小型箱涵一般分二次进行浇筑,第一次浇筑底板及0.6～0.8m高的墙身。第二次浇筑墙身剩余部分和顶板部分,现场机械拌制。较大型箱涵的混凝土施工一般需分三次进行浇筑,第一次浇筑主体结构底板,第二次浇筑边墙至梗肋下40cm,第三次浇筑完顶板、梗肋及悬臂人行道。灌筑箱涵的砼采用商品砼,由搅拌厂运至工地,用输送泵输送到工作面。塌落度控制在10～12cm。灌筑砼时除必须按《铁路混凝土及砌石工程施工规范》有关规定执行外,为保证箱涵混凝土质量还应注意以下事项:

(1)灌注混凝土前要认真检查钢筋与模板尺寸是否准确无误,模板加固是否牢固,以防止跑模。灌筑速度不宜过快。

(2)灌注箱身底板砼时,留设施工缝位置要高出斜筋,并要预埋一排短钢筋以加强与墙身砼的连接,且两侧边墙施工缝不得在同一平面上。第二次灌注边墙砼之前要将砼施工缝处浮碴凿除,再用水冲洗干净(注意不得积水),灌注前应先灌注一层同标号的水泥砂浆。

(3)灌注箱涵边墙砼时要注意两侧同时灌注,使模板受力均匀,防止其受力不均引起跑模现象。施工中砼灌注间隙时间不得超过砼的终凝时间,否则应采用相应措施进行处理。

1.2.2砼的浇筑

(1)在浇筑混凝土前,模板表面应予清理,涂抹脱模剂,按规定填写相关检查记录。灌筑底板、顶板砼时,由长边两侧依次进行对称循环浇筑,每次浇筑砼宽度以1.0m为宜。底板、顶板砼浇筑顺序见下图:

(2)边墙的浇筑应两边交替对称进行,每次浇筑的厚度不大于0.5米。

(3)浇筑混凝土前以及浇筑过程中,应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等设专人加以检查,发现问题,应及时处理,并作记录。

(4)大体积混凝土的浇注必须埋设测温管,当混凝土内部与表面的温差大于25℃时,必须采取相应措施(如冬季覆盖朔料薄膜、草帘蓄热养护;夏季搭设凉棚、埋设循环水管等)。

(5)当气温大于30℃时混凝土浇注的间隙不得大于1.5小时。

1.2.3箱涵混凝土的捣固一般采用插入式振捣器捣固,为保证箱涵混凝土质量还应注意以下事项:

(1)插入式振捣器移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍。

(2)振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋部件。

(3)每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落,不再出现气泡,表面呈现浮浆为度。

1.2.4浇筑混凝土施工缝的处理由于箱涵混凝土灌注量较大,施工缝的处理直接影响外观和内在施工质量,接续浇筑新砼时,应采取以下措施:

(1)前层混凝土的强度不低于1.2Mpa。

(2)施工缝处的水泥砂浆薄膜、松动石子或松弱混凝土层应凿除,并应用水冲洗干净、湿润,但不得有积水。

(3)新混凝土浇筑前,宜在横向施工缝处先铺一层厚约15mm,并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆,或铺一层厚约30cm的混凝土,其粗骨料宜比新浇筑混凝土少10%,然后,再继续浇筑新层混凝土。

(4)施工缝处的新层混凝土应捣实。

1.2.5混凝土的养护

(1)混凝土浇筑后应根据气候条件,最迟不超过12h即覆盖养生,直至规定的养护时间。操作时,不得使砼受到污染和损伤。当时昼夜平均气温低于5℃时,不得对混凝土洒水养护。

(2)洒水次数应以混凝土表面保持湿润为度。养护用水应与拌制用水相同。养护时间不得少于14天。

1.2.6拆模

(1)侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上,且砼养生强度达到设计强度的75%,表面棱角不因拆模而受损时方可拆除,承重模型在砼强度达到设计强度的100%后方可拆模。

(2)拆模时,不得影响混凝土的养护工作。

2箱涵结构容易出现的混凝土缺陷与防治措施

在施工中,难度较大的部位是底板、顶板和墙身的折角部位的浇筑。这些部位钢筋密集,水平纵横向钢筋以及墙身竖向钢筋和折角斜筋互相交汇、穿插和搭接,钢筋最小间距只有50mm,加之折角部位斜面模板水平尺寸较大,此外,在第一次混凝土浇筑时,墙身钢筋已绑扎,因此混凝土振捣、下料等都比较困难,稍有疏忽或不当,就会出现露筋、露石、蜂窝、麻面等缺陷。折角部位斜表面的另一个通病是气泡孔多而且大,大的气泡孔径可达20mm。另外,在浇筑底板时,两侧墙外壁距垫层30～80mm处的墙根部位容易出现一条露石带,也是施工中常见的混凝土表面缺陷。

2.1混凝土产生缺陷的原因

造成混凝土表面缺陷的原因主要有:

(1)混凝土和易性较差;

(2)浇筑折角部位时,混凝土下料厚度过大;

(3)底板混凝土未填满到折角部位下口齐平位置;

(4)钢筋密集,个别石子过大。除此之外,由于当混凝土和易性较差产生离析,或者混凝土坍落度过大、流动性太大时,在折角部位斜面处的砂浆经振捣后会从底板处流失,造成露石、麻面、蜂窝等现象。折角部位斜面的气泡孔多而且孔径大的主要原因是斜表面尺寸较大,在混凝土振捣过程中,气泡垂直上浮到了斜面钢模板位置,既不能被吸收又无法排走,所以拆模后,表面出现较多的气泡孔。若采用木模板或在钢模板上钻些小孔,都不失为减少气泡孔较有效的办法。

2.2防治措施

本着预防为主、治理为辅的原则,为防止混凝土表面缺陷的产生,应重点采取以下几条措施。

2.2.1控制好坍落度值,切实保证混凝土的和易性。折角部位的混凝土流动性不宜过大,否则将造成折角部位下口大量翻浆。建议坍落度值取100mm较好,同时保证良好的和易性。

2.2.2必须注意浇筑次序,尤其是当浇满底板混凝土、将要浇筑折角部位时,应特别注意折角部位下口齐平。当混凝土第一次下料完毕,经振捣后,由于料浆下沉密实会低于折角部位下口,此时必须再加料直到底板混凝土与折角部位下口齐平为止,以阻挡折角部位的混凝土从底板流失。

2.2.3严格控制好混凝土的灌注厚度,其厚度宜控制在不超过0.5m为好。这样既便于振捣,又能避免在墙身与斜面交界处形成空穴。

2.2.4振捣要充分、到位。振捣时,振捣棒棒头应斜插至折角部位内。尽管墙身模板较窄,而墙厚只有0.3m左右,斜插振捣棒有一定的困难,但只要精心施工,还是可以设法将振捣棒棒头插到折角部位的。一旦振捣棒棒头插到该部位,就基本上可以消除该位置的混凝土振捣不密实现象。消除两侧墙外壁墙根部位的水平露石带的办法,主要是堵死钢模板与垫层间的缝隙,并尽量避免振捣棒碰触钢筋。

3结束语

我们针对可能出现的混凝土表面缺陷进行了较细致的分析,施工中将可能导致混凝土缺陷的薄弱环节设置为施工质量控制的重点,在施工中采取加强箱涵浇筑及砼养生阶段的施工过程控制,采用各项指标和性能比较稳定的商品砼进行大型箱涵的灌注,控制箱涵折角部位的混凝土施工关键环节等措施,取得了较好的效果。已建成各种类型箱涵混凝土的施工质量得到了建设单位和设备管理单位的一致好评。

作者：张快利单位：西安铁路局工务机械段