闽北山区预制T梁外观缺陷防治技术的研究

王余鹏

（福建林业职业技术学院，福建 南平 353000）

1.工程概况

京台高速南平段起于建瓯市东安村弓鱼，与已建浦南高速、松建高速在弓鱼枢纽互通相交，终点位于南平市延平区洋后镇大演村，路线里程长62.686公里。经过的主要地点为建瓯弓鱼、小桥镇、迪口镇、延平区的洋后镇至古田县的凤都镇。本项目位于中洋枢纽互通，其中特大桥0.5座、大桥1座、匝道桥7座。桩基采用灌注桩基础，上部结构为装配式预应力连续T梁，其中25m预应力T梁161片、30m预应力T梁65片、40m预应力T梁437片。

2.预制T梁施工工艺

预制T梁的主要施工工艺主要有：施工准备、模板安装与固定、钢筋绑扎安装、混凝土浇筑及后期养护[1]、预应力安装与张拉、移梁和存梁等，详见施工工艺流程图1。

2.1 施工准备

为制梁、存梁、运梁施工方便考虑，预制场的选址主要从场地大小，吊装顺序，非高填、深挖的前期可快速成形路段等方面考虑[2]。为避免台座沉降、变形，应对台座基础进行加固处理，其中预制场的制梁台座地基是否满足承载力要求尤为关键，本项目制梁台座按照设计要求原地面经夯实后经试验检测地基承载力应达到200KPa以上。

图1 预制T梁施工工艺流程图

为确保地基承载力满足要求，以40m预制T梁进行验算（地基承载力按180Kpa计算）。由于T梁张拉起拱，只有台座两端产生的竖向集中力，故仅验算T梁台座两端受力情况，

2.1.1 台座基础受力位置按照长16m，宽3m计算，允许承载力P1为：

2.1.2 混凝土荷载、模板自重、活荷载等给台座的最大压力P2计算为：

（1）40mT梁混凝土量 53.14m3：

（2）40mT梁钢模板自重45T计算（最大值）

（3)混凝土施工时人力荷载，按6人(每人75kg)计

（4）制梁台座本身自身重力：

台座受到的最大压力：P2=（G1+G2+G3）*4/2+G4=（1354+441+4.4）*4/2+705.6=4304.4KN；

由于 P1（8640KN）：P2（4304.4KN）=2.01〉1.5(规范容许承载力安全系数1.5)，故地基承载力满足要求。

2.2 钢筋工程

2.2.1 钢筋加工、安装

（1）钢筋下料严格执行下料审核签字制度，钢筋棚内必须设置“标准件展示栏”、“钢筋放样大图”等，所有半成品整齐摆放，标志牌齐全（图2）。

（2）钢筋骨架加工均在型钢定制的钢筋加工翼板筋胎模（图3）和梁肋筋胎模（图4）上进行加工，直筋采用钢筋切断机切断下料，翼板钢筋、钩筋、箍筋、马蹄钢筋通过数控钢筋弯曲机进行精确制作。主筋下料时，注意相邻加工的钢筋接头，上下相互错开距离大于35倍的钢筋直径，且不小于50cm。

图2 半成品整齐，标志牌齐全

图3 翼板钢筋胎模

图4 梁肋钢筋胎模

（3）钢筋骨架整体吊装

钢筋骨架吊装架由工字钢制作，每节三脚架间距1m。钢筋骨架宜采用整体吊装（图5），先吊装梁肋钢筋，然后安装另一侧模板和端模，再将翼板的钢筋安装到位，最后安装相邻钢筋骨架。

图5 采用吊架整体吊装

2.2.2 波纹管铺设、锚垫板安装

（1）后张法T梁预应力管道梁肋及负弯矩波纹管宜采用金属波纹管。波纹管的具体规格要求：

①外径尺寸要符合孔道的设计尺寸，性能满足相关规范的要求。

②管壁要牢固，应通过变形灌水试验，无变形、渗漏，并有良好的耐磨性能。

③抗曲性能良好，能适应管道弯曲部分的形状。

④波纹管应入库垫高存放（图6），存放时间不宜超过6个月。

⑤要求波纹管采用高强度的塑料管热熔焊连接（图7），确保波纹管内不发生漏浆。

图6 波纹管入库垫高存放

图7 塑料波纹管热熔焊

（2）波纹管安装，安装施工时必须使用钢筋定位架确定波纹管空间位置[3]（图8），采用3#角钢制作钢筋定位框架，根据图纸每米一个竖向定位坐标，角铁定位架割出槽口，用于控制波纹管定位架的管道竖向坐标。将波纹管定位筋制作成“Ω”+“一”字型与梁肋、翼板钢筋焊接定位（图9），在直线段每隔0.8m间距设一个定位架，曲线段起止点、中心点各设一个，其余部分间距0.4米设一定位架。翼板负弯矩钢束的定位钢筋每隔0.8m设置一个，可有效控制波纹管道安装精度。施工注意事项：首先安装波纹管必须根据图纸的设计位置严格施工并牢固固定。其次进行钢筋加工时应防止电焊火花烧伤纹管管壁，如有微小破损应及时修补。再其次梁板混凝土浇注前，必须在波纹管中插入带有相应开口的硬塑料管（图10）。最后在穿线之前，所有波纹管端部必须密封并保护。

图8 定位架

图9 波纹管定位钢筋

图10 波纹管保护

2.3 模板安装与拆卸

模板必须由四方考察确定的厂家生产；模板进场后，在厂家技术人员的指导下对模板进行试拼，试拼成型的模板每节进行编号，并检查拼缝平整度、外形尺寸、断面尺寸等指标，对不合格处进行整修。

为了增强侧模的稳定性，浇筑场地时，台座两侧可对称预埋地环，用于侧向调整及稳固模板。底部拉杆穿过台座下预留的孔道进行固定，对侧模进行拉和垫相结合的方法确保稳固（图11），顶部依靠侧模上的对拉螺杆进行固定（图12）,侧模翼板设置升降螺杆装置，便于T梁翼板横坡调整（图 13）。

图11 侧模加固

图12 顶部对拉

图13 翼板横坡调节螺栓

拆除侧模采用人工配合龙门吊拆除。全部拆除过程中不得用撬杆猛撬，不得用重锤击打模板，整个过程应小心翼翼，不得损坏梁体砼表面，特别是边角处更加需要仔细保护。注意模板拆除后需吊运到规定存放处，及时进行保养、维修。模板拆模后应及时进行防锈处理，一般采用喷涂脱模剂，为确保模板喷油均匀，喷涂量大致在30g/m2左右为宜。如模板久未使用，应先进行抛光处理，再喷涂脱模剂后方能使用。

2.4 混凝土浇筑及振捣

现场试验人员在混凝土入模前检测和易性、流动性、含气量、扩展度是否满足要求，不满足要求的严禁使用。

混凝土浇筑过程中，要求水平分层和倾斜分段的连续进行（每层厚不超过30cm），从梁的一个端头前进到另一端。上层和下层的浇筑时间不超过第一批的初始凝固时间，浇筑到顶后及时人工整平，并在混凝土达到终凝后，需要清理浮浆及露出石子颗粒[4]。

预制T梁混凝土浇筑振捣施工时，使用高频平板振动器和插入式振动棒（φ50mm、φ30mm）组合施工[5]，其中附着在钢模板的振动器负责振动梁的马蹄部和腹部。振捣棒在振动过程中要求插入点均匀布置，不能触及T梁腹部模板、钢筋和波纹管等。

混凝土浇筑完成后在T梁顶板上覆盖土工布配合自动喷淋养护系统进行喷水养护。当冬季气温较低时，利用锅炉配合保温棚对浇筑后的梁板进行蒸汽养护。

2.5 钢绞线的制作

钢绞线在张紧之前，应对不同类型的孔执行至少一次摩阻检测，并基于测试结果校正控制应力，校正值需总监理工程师审批后，方可使用。或采用规范要求给定的波纹管摩阻系数μ=0.25。

钢绞线下料编束及穿束：在钢绞线安装之前，检查是否有滑动脱丝现象，切割材料时为防止变形应用砂轮机切割，不容许气体火焰加工钢绞线；将钢绞线放置在材料台上，并且每500mm用22规格的引线连接以形成预应力束。预应力束必须按照编号存放，以方便使用。

2.6 预应力施工

预应力混凝土T梁采用两端同时张拉的后张法进行施工，张拉施工是由应力和钢绞线伸长率控制（钢绞线的实际伸长率和理论拉伸伸长率的允许误差为±6%）。如果超过伸长率，应分析原因并采取适当的措施。

2.7 孔道压浆及封锚

2.7.1 孔道清洗、压浆

压浆前通水，检验管道畅通，并冲洗管道内残存的渣尘。冲洗后，使用空压机压缩空气浆孔道内的积水吹出。

（1）张拉至钢绞线设计要求持力稳定一段时间后，需在24小时内注入水泥浆液至管道内。水泥浆由水泥和水精确称重组成。水、水泥的质量比控制在0.4以下，以满足浆液的的稠度和强度要求。

（2）在波纹管注入水泥浆密封之前，首先填充锚具周围的钢绞线和孔道之间的间隙，以防止泥浆漏出。同时每次孔道注浆时，需要留取不少于3组40mm×40mm×160mm的试块，进行28天的标准养护后进行力学试验。

（3）波纹管孔道压入水泥浆应按自下而上的顺序连续进行，压浆施工时应连续进行，不得中途停压，施工过程中保持注浆应力值（以出孔最低应力值设置），当注浆孔与出浆孔的应力差符合规范要求并稳定后，可以判断管道已经填充。

2.7.2 封锚

在封锚施工之前，清洁锚头上的碎屑，并使用涂料对预应力锚头进行防锈喷涂；封锚使用的模板应牢固、不变形，不漏浆[6]；在封锚施工中应严格控制梁的高度、角度、长度以及确保伸缩缝宽度，以满足预制T梁安装过程中伸缩缝能与预埋钢筋连接紧密。

4.预制T梁外观缺陷分析及预防措施

4.1 预制T梁外观缺陷分析

预应力T梁在施工中外观上普遍存在着各种各样的质量缺陷,比如气泡过多、颜色不均、模板接缝处错缝、错牙，碱-骨料易导致砼的膨胀和开裂、预埋件位置不准确的通病，为了提高T梁砼外观质量，保证预应力T梁达到福建省标准化的精品工程要求，特成立外观技术整治小组对已浇注完毕的5片40米的预制T梁进行详细的调查，共抽查500点，发现有82处存在外观质量缺陷，外观各项指标合格率为83.6%。在分析总结之后，初步断定T形梁外观缺陷影响因素，汇成质量缺陷统计表（表1）和质量问题排列表（表2）如下：

表1 质量缺陷统计表

表2 质量问题排列表

由排列表可以看出，主要造成T梁外观质量缺陷是：“气泡、蜂窝、麻面”和“混凝土裂缝”，两者占质量缺陷总数的71.94%，如果把这两个问题全部解决，则T梁外观各项指标的合格率就能提高到 83.6%+（1-83.6%）*71.94%=95.4%＞95%，能达到优质质量。造成“气泡、蜂窝、麻面”和“混凝土裂缝”两个缺陷的因素从人、机、料、法、环等五个方面进行深入的研究、分析，用鱼刺图（图14）进行原因分析：

图14 外观缺陷因素鱼刺图

4.2 预制T梁外观缺陷预防措施

对预制梁片重新对技术工人进行技术交底并进行考核，通过如何振捣，即：合理操控振捣棒的插入与拔出时间，分段振捣预制T梁的长度、厚度要求等学习与培训，令其掌握拱肋砼振捣的操作方法。通过现场技术会议的方法，对图纸、规范及验收规定进行认真解释，使预制T梁施工作业工人能够真正理解并充分掌握的外观质量要求。

加强现场养护工作，制定专人负责洒水工作，严格按规范要求进行洒水，养护时间不少于7天，前24小时次/2h，后6天次/4h，其中T梁的翼板顶面用土工布覆盖，避免暴晒，同时为保障洒水记录资料真实有效，洒水作业到位，要求洒水资料详细包括提供每片T梁洒水图片和每个时间段的洒水时间记录表。

优化混凝土配合比，首先对粗骨料需筛分，并经检测证明其碎石粒径符合规范和施工要求方能使用；其次因为骨料的含水量直接影响混凝土的施工实际配合比，同时对搅拌用水量起决定作用。尤其在闽北地区的雨季更要加大测量次数，故每次开盘前必须对骨料（砂、碎石）的含水量测定，并做好资料记录，整理归档。

通过严格执行各项措施，T梁“气泡、蜂窝、麻面”和“混凝土裂缝”的外观质量得到了改善（图15），T梁表面不光滑、颜色不均匀一致、气泡、麻面、粘模现象已基本消失、施工接缝无错缝现象、表面未出现过收缩裂缝现象。

图15 外观缺陷频数对比图

结语

通过预制T梁外观专项整治措施，提高了本项目的工人队伍素质、施工技术能力及管理水平，加快了预制T梁生产能力及作业速度，解决T梁预制施工过程中相对突出的问题，取得了一定的经济效益和社会效益，可为类似工程借鉴和参考。