【3】立式扭工字块预制通病防治措施研究.doc

立式扭工字块预制通病防治措施研究 高风伟 李智璞 冯章玄 刘泽亚 夏可强 中交一航局五公司第九项目部 【摘 要】港珠澳大桥西人工岛扭工字块采用立式工艺预制。在预制过程中难免会出现轻微的漏浆、沉缩裂缝、砂斑砂线、气泡麻面等质量问题。本文针对以上问题提出解决措施，并对立式扭工字块预制及倒运过程中的重难点控制加以介绍。 【关键词】扭工字块预制 质量控制 成品保护 混凝土浇筑 1、工程概述 港珠澳大桥岛隧工程西人工岛岛壁及岛头结构为抛石斜坡式，外坡分别安放消浪性能良好的5t及8t扭工字块体。其中5t扭工字块共32473块，8t扭工字块8250块，预制混凝土9.82万m³。选用在港珠澳大桥工程所在地附近的的Ⅰ工区东莞预制场约50000㎡的临时场地作为扭工字块的预制及存放场地。扭工字块采用立式预制工艺，预制场投入5t扭工字块模板200套，8t扭工字块模板25套，一套模板配两套底模。 扭工字块预制过程中，发现块体出现了漏浆、沉缩裂缝、砂斑砂线、烂根、气泡麻面等质量问题。为了加强扭工字块的质量，预制场在模板拼装、块体表观质量、砼质量方面不断进行讨论和试验，总结出了一套立式预制可行的质量解决措施。 2、施工工艺流程 施工工艺流程如1图所示： 图1 立式扭工字预制流程图块预制流程图 3、质量问题解决措施及控制重点 3.1模板质量控制 目前，扭工字块生产已有近两年的时间，且期间停工近一年。据现场统计，平均每套模板使用约200次，并闲置一年，所以，扭工字块模板老化现象非常严重，以致后期出现各种漏浆问题，对块体质量造成一定影响。 3.1.1 老旧模板更新改造及使用控制 由于扭工字块预制施工工期较长，南方雨水较多、空气潮湿，不利于扭工字块模板保存及养护。部分扭工字块模板出现内板面锈蚀、止浆条老化、接口错台等现象。 解决措施如下： ①模板尺寸校核：管理人员对立式模板逐块进行尺寸测量，根据测量数据对模板重新配套和修理，较好的解决了块体错牙问题。 ②模板翻新处理：安排专业队伍对锈蚀严重模板重新加工，保证了预制模板表面的光滑度和清洁度。在后期使用过程中逐渐替换掉错台或者漏浆严重的模板。 ③针对钢模因周转使用次数多，易造成轻微变形，从而产生错牙现象，现场将所有钢模进行喷号标识。安排专业队伍对锈蚀严重模板重新加工（如图2），保证了预制模板表面的光滑度和清洁度。使用过程中逐渐替换掉错台或者漏浆严重的模板。模板在每次使用之前，内板面清理干净并涂刷模板油。 图2模板全面打磨除锈 3.1.2 止浆措施的改进 由于止浆条本身硬度小，延展性比较差，在立式模板拆除过程中，块身模板底部易将模板底座上粘贴的止浆条磨损。更换止浆条时要先将破损的止浆条用铲子铲掉，接着将要粘贴止浆条的部位用角磨机清理干净，最后在该处刷胶，粘贴止浆条，若粘贴不紧密，浇筑混凝土过程中会将止浆条冲掉，发生严重漏浆现象。 在止浆条粘贴后，如果不被模板刮破，至少可以使用50天，然而由于预制场采用的立式预制的施工工艺，中间两肢拆除过程中会刮破底部止浆条，止浆条更换频率加快，影响模板拆装速度。 解决措施如下： 在止浆条容易刮破的位置上粘贴0.5mm厚钢板（如图3），钢板在螺栓孔对应位置开孔。在止浆条表面粘贴钢板，并且有效的保护了止浆条，延长了止浆条使用寿命，漏浆明显减少。而且节省了购买止浆条的费用，减少了人工费用，减少了更换止浆条花费的时间，加快了模板拆除速度。相比普通止浆条，高性能泡沫止浆条可（如图4）压缩量大，弹性好，不易损坏，使用周期长，性价比较高。 图3 模板表面粘贴钢板 图4 高性能泡沫止浆条 3.1.3 端头模板开焊处理 经现场调查发现，约有80%的漏浆均发生在扭工字块上下肢端头位置。因此控制端头漏浆尤为重要。通过对端头模板的详细调查以及对浇筑过程的监控，发现由于端头模板在制作时焊接处采用点焊的方式，且使用时间较长使用次数较多，从而造成较普遍的局部开焊现象。此问题为导致端头漏浆的主要原因。 解决措施如下： 针对端头模板局部开焊的现象，最先采用铁腻子对开焊部位进行封堵，封堵效果较好，但由于后续施工的浇筑振捣，端头模板会受到震动，时间稍长铁腻子就会脱落。最后采用焊接的方式，将开焊处补焊（如图5），此方式效果较好，而且未出现想象中的变形过大问题。 端头模板补焊后漏浆现象明显减少，此做法有利于提高块体质量，减少修补工作量，为施工中的控制要点。 图5 模板端头空隙从外板面补焊 3.1.4 模板变形控制 由于扭工字块模板使用时间较长，周转次数较多，部分模板出现变形现象。 解决措施如下： （1）混凝土强度达到设计要求时，立式预制块体直接吊出两片侧模；拆除中间部分两片纵向对称轴模板时采用左右松动法：在下横肢支撑底座、中间部分两片纵向对称轴模板三片模板连接处各焊接一根Φ25圆钢，利用撬棍可将中间部分两片纵向对称轴模板左右松动，模板左右脱离块体5cm左右时，龙门吊直接吊起模板慢慢移出，运至下一个块体预制位置。 （2）模板中间两肢分别焊接两根[6.3斜撑（如图6）。在模板拆除过程中，斜撑有效地保护模板不发生变形。 图6 模板加焊[6.3斜撑加固 3.2 混凝土浇筑质量控制 混凝土浇筑为扭工字块预制中最重要的环节。浇筑质量的好坏直接影响混凝土强度的发展以及块体的表观质量。浇筑过程需控制的重点较多，对块体质量影响较大，个别工序施工存在一定难度，通过对现场实际生产情况的综合分析，总结为一下几点。 3.2.1 混凝土坍落度控制 立式扭工字块预制过程中，坍落度的大小对块体质量影响较大，坍落度较大时块体表面砂线较多；坍落度较小时，施工困难，而且气泡难以排出，下肢常出现大气泡。通过场施工情况，坍落度应控制在70～90mm为最佳。 因广东地区夏天气温较高，混凝土失水较快，而且使用的7m³罐车内的混凝土需30min才能消耗完，因此到后期常出现混凝土失水过多，坍落度减小的问题。 针对此问题，采用减小罐车运送方量的方法，控制每辆罐车每次只运送5m³混凝土，减少混凝土在罐车内的时间。此方法在夏天温度较高时应用效果良好。 3.2.2 振捣过程控制 经现场调查分析，影响扭工字块下肢顶部气泡及水线和上肢腋部轻微沉缩裂缝的关键因素在于振捣过程。由于扭工字块的特殊形状的限制，浇筑分层及振捣时间都应十分精确，才能将下肢顶部气泡及水线程度降至最低并将上肢腋部沉缩裂缝彻底消除。 由施工情况经来看，若分层不准，下肢顶部将会出现大气泡；若振捣时间不足，下肢顶部及中部块身气泡会较多；若振捣时间过长，下肢顶部将会出现较多细小砂线，块身处也会出现明显砂线，8t块体下肢顶部会出现松顶现象；若分层浇筑时间控制不到位，上肢腋部会出现轻微的的沉缩裂缝。针对以上问题经过现场多次试验总结出一套较为合理的分层及振捣控制方法。 （1）分层情况 立式扭工字块预制浇筑分层具体情况如图7所示： 图7 立式扭工字块浇筑分层情况 其中对于5t扭工字块，第一层为0.8m³，第二层为0.57m³，第二层为0.8m³； 其中对于8t扭工字块，第一层为1.3m³，第二层为0.8m³，第二层为1.3m³。 （2）振捣时间 针对立式扭工字块预制，振捣时间如下： 5t扭工字块，第一层3min，第二层4min，第三层3min； 8t扭工字块，第一层4min，第二层5.5min，第三层4min； （3）分层间隔时间 具体振捣顺序及间隔时间如下： ① 1#第一层→2#第一层→1#第二层→2#第二层（移动下灰平台）； ② 3#第一层→4#第一层→3#第二层→4#第二层（移动下灰平台）； ③ 5#第一层→6#第一层→5#第二层→6#第二层（移动下灰平台）； ④ 1#第三层→2#第三层→3#第三层→4#第三层→5#第三层→6#第三层。 图8 浇筑顺序图 采取上述浇筑顺序，第一层与第二层浇筑间隔时间约为5分钟，第二层与第三层浇筑间隔时间约为1小时。 （4）现场具体控制 虽具体分层情况及振捣时间已确定，但由于现场施工常采用两台罐车配合两台装载机为两个振捣平台上料，其中间过程难以控制。为达到控制目的，需要保证振捣手与罐车放灰人员以及装载机司机三者之间的沟通，且放灰人员应做到准确放料。 解决措施如下： 采用规定每一台装载机只对应一个振捣平台上料；为振捣手、放灰人员及装载机司机均配备对讲机；并且根据以上提到的分层情况，在装载机铲斗内做出标准方量的标记，以达到精确放料的目的。此方法应用效果良好。 3.3 揭盖抹面质量控制 3.3.1 严格清理顶面 由于以往错误的施工经验，顶模拆除完成之后，没有清理干净，导致顶模混凝土残渣较多。振捣过程中立式扭工字块顶面气泡残留较多，混凝土初凝顶模拆除过程中，混凝土残渣破坏顶面完整性，顶面缺陷较大，影响整体外观质量。 解决措施如下： 揭盖之后立即对顶模进行清理，并涂刷优质模板油（如图9）。此方法可以有效提高块体顶部抹面质量，使块体顶部保持良好形状。 图9 顶面打磨除锈涂刷模板油 3.3.2 弧形抹面工具 最初为考虑振捣方便而设计的顶面模板的中部为下灰口，此位置恰好在块体两侧弧面的相交位置。当拆除顶模后下灰口位置不能成形，且此处两侧为弧面，难以依靠人工在短时间内做出较完美的形状。 为保证顶面施工质量，参照建筑行业中常用到的角抹，设计出一种扭工字块顶部抹面专用工具。如图10所示： 图10 弧形抹面工具设计图 此工具根据扭工字块外顶面形尺寸设计，由两片弧形钢板焊接而成，符合扭工字块顶部两弧面以及其交线的形状，中部安装把手。利用此工具容易将下灰口处形状抹出。 3.3.3 顶面下部处理 由于扭工字块模板使用时间较长，个别顶模出现变形，且由于模板自身形状问题变形顶模难以修正。若抹面时不对顶部下边沿进行处理，常会造成错台，错台较大者甚至会在拆模过程中出现破坏的现象，严重影响块体质量。 解决措施如下： 找出变形的模板，要求抹面人员对此模板对应块体特殊处理，即沿块身模板上边沿内侧用抹子刮一条线，将多余混凝土去除，防止错台出现。 此为针对老化变形模板抹面工序的控制重点。 3.4 缺陷修补质量控制 扭工字块表面修补工作是保证块体表观质量的重点。由于扭工字块下肢及块身气泡难以彻底消除，当模板拆除后，要对其表面的气泡凹坑进行修补。 3.4.1黑白水泥配比 修补材料采用108建筑胶掺加普通硅酸盐水泥和白水泥，但不正确的黑白水泥配比常会引起修补后块体出现较大色差。 为保证修补后无色差，经过多组对比实验得出，采用黑白水泥掺加比例为6:5所配的修补水泥浆颜色最接近块体颜色，此比例可满足大部分块体不同部位的修补要求。 3.4.2修补过程控制 经对现场施工过程的总结，修补过程为：修补前先对存在气泡缺陷的地方进行洒水润湿，然后用小抹子将调好的修补水泥浆抹进直径超过5mm的气泡凹坑内，顶部要与块体圆弧面保持同一平面，高出圆弧部分要及时刮除，修补时注意不要将修补材料抹到气泡凹坑外部，影响观感；完成气泡凹坑修补后，使用修补水泥浆抹在第一次修补位置和直径小于5mm的气泡擦抹一遍，以调节色差和平整度。 当夏天天气较热时，修补水泥浆失水较快，常出现干缩或掉落的现象。 针对此问题，应采用修补后将块体下肢覆盖土工膜养护的方法，覆盖与养护可使水泥浆不致失水过快，强度正常发展。有效的减少了修补水泥浆干缩及掉落现象。 3.5 储存区块体养护 扭工字块要求的养护时间为14d，当块体运至储存区之后，仍需要对其进行养护。由于今年受安装进度影响，场区内需要养护的块体存放量较大且存放较零散时，养护难度大大增加。单独采用人工洒水的方式很难保证达到标准。 针对此