浅谈凯雷高速公路现浇箱梁混凝土外观质量控制

谢伟

摘要： 本文以凯雷高速公路下长坡互通立交匝A现浇箱梁混凝土施工为样板，总结了现浇钢筋混凝土箱梁混凝土外观质量通病的表现情况以及产生的原因，提出了提高箱梁混凝土外观质量的治理方法，并从现场支撑体系的搭设、钢筋的制作安装、模板精度控制及混凝土拌和、运输、浇筑、养护各工序质量控制等方面探讨了高速公路现浇箱梁外观质量控制措施，确保高速公路现浇箱梁混凝土外观质量满足设计及规范要求。

Abstract： This paper takes the concrete construction of cast-in-place box beam of A overpass turn of Kaili-Leishan Highway as a model， summarizes the performance and causes of the common quality defects of cast-in-place reinforced concrete box beam， puts forward the treatment method of improving the appearance quality of the box beam concrete， and discusses the appearance quality control measures of cast-in-place box beam from the support system of the erection， production and installation of steel， template precision control and process quality control of concrete mixing， transportation， pouring， maintenance and other aspects， to ensure that the concrete appearance quality of the cast-in-place box beam of the expressway meets the design and specification requirements.

关键词： 高速公路；现浇箱梁；外观质量控制

Key words： expressway；cast in place box beam；appearance quality control

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）35-0128-03

0 引言

现浇箱梁的施工质量关键在于混凝土的质量。但如今人们对于混凝土的要求已不仅仅是内在质量，对外观质量也有一定的要求，比如混凝土表面平整度、光洁度、线型等等。混凝土的外观质量不仅影响美观而且严重影响结构的耐久性，前者可以通过装饰弥补，后者则很难弥补，即使能谬其代价也是昂贵的，因此对混凝土外观质量方面的研究亟待加强。本文以凯雷高速公路项目部下长坡互通立交匝A现浇箱梁混凝土施工为样板，总结了现浇钢筋混凝土箱梁混凝土外观质量通病的表现情况以及产生的原因，提出了提高箱梁混凝土外观质量的治理方法，并从现场支撑体系的搭设、钢筋的制作安装、模板精度控制及混凝土拌和、运输、浇筑、养护各工序质量控制等方面探讨了高速公路现浇箱梁外观质量预防与控制的具体措施，确保高速公路现浇箱梁混凝土外观质量满足设计及规范要求。

1 工程概述

凯里至雷山高速公路全长21.99公里，全线设立交桥14处，大中小桥28座。现场施工的下长坡互通立交匝A、匝C、匝D桥主要采用现浇混凝土施工，单跨跨径30m，最大墩高46m，桥面最大横坡6%，最大纵坡3.5%，现浇箱梁梁高2m，截面为单箱三室、单箱双室、单箱单室，桥面最大宽度为22m。本文以“下长坡互通立交A匝道桥现浇连续箱梁”为例：

①桥址区位于凯里市三棵树镇挂丁村境内，与沪昆高速及895县道毗邻。桥位横跨巴拉河，中部地势平坦，两岸坡度较陡，左岩基岩裸露良好，右岸植被发育，覆盖层较厚。桥轴线通过段地面高程为685.0～764.0之间，相对高差79.0m，属中度切割区，地貌类型为侵蚀构造低山峡谷地貌。

②桥型简介：本桥平面位于路线的圆曲线及缓和曲线和直线上，纵断面纵坡-2.5%、2.102%、-3.6%。桥跨布置为3×29+3×29+3×29+3×37+4×28.3192+4×28.3192，上部结构第四联（9#～12#）3×37采用预应力砼（后张）现浇连续箱梁，其余联采用预应力砼（后张）预制连续T梁；现浇箱梁9#～12#桥墩下部结构最大墩高29.5m，桥墩均采用柱式墩，桩基础；桥台采用重力式U型桥台，扩大基础。

③现浇箱梁细部尺寸：分左右幅布置，梁体为单箱双室渐变为三室、单向预应力混凝土结构，左幅桥宽10.626m～21.011m，右幅桥宽10.626m～21.611m，梁高、顶底板厚度、腹板高度等其它参数左右幅基本一致。图1为左幅的尺寸。现浇箱梁采用腹板纵向预应力结构，预应力钢绞线分别布置在腹板、底板、顶板内。预应力材料采用Φs15.2mm 高强度低松弛钢绞线，纵向预应力锚具：群锚M15-17锚具，纵向预应力管道Φ内90mm塑料波纹管。

2 混凝土外观质量的要求

随着路桥工程建设规模的扩大，社会对混凝土桥梁建筑的质量安全问题越来越重视，在严格控制混凝土强度的基础上，对混凝土表面的美观程度也有要求，比如混凝土表面的平整度、光洁度等等。而且现代建筑领域针对外观质量的控制标准除了涉及有无漏振、蜂窝麻面等构造缺陷以外，还对外观颜色的均匀度、平整度、光洁度等提出了一些要求。

3 施工难点及应对技术措施

①支撑体系：采用满堂支架，满堂支架组合形式为： 硬化基础+盘扣式满堂脚手架；支撑系统的承载力和稳定性，两者之间系统的稳定性尤为重要。本工程的箱梁下为：底模模板采用15mm厚竹胶板，板下次龙骨为木工梁或铝合金梁，次龙骨下为主龙骨为H型钢，主龙骨下为支撑架系统；支撑系统主龙骨均采用150*70H型钢，横桥向放置；次龙骨选用150×100木方，沿顺桥向放置，实心部位排列间距为200mm，空心箱体部位排列间距为250mm；翼板下主龙骨为H型钢，沿梁纵向放置在U托上，次龙骨150×100mm木枋，排列间距为200mm，横桥向布置在主龙骨上；主龙骨下方为支撑系统，立杆的横桥向间距为1.2m、1.5m、1.8m，顺桥向采用0.9m、1.2m、1.5m间距布置，配以水平剪刀撑和竖向斜杆，分别组成几何不变体的稳定塔式结构。不同的塔架间以横杆相连成一个整体。立杆的步距主要为1.5m，顶端加强为1m或0.5m步距，并相应配竖向斜杆以增加架体顶端的稳定性和承载性能，如图2所示。

②钢筋制作及安装：箱梁钢筋首先在加工厂进行制作和初步加工，然后运抵工地进行现场拼装，安装工序一般是：底板下层钢筋网→腹板钢筋骨架和钢筋→横隔板钢筋骨架和钢筋→底板上层钢筋网→支立内模→顶板钢筋网→预埋件；

③波纹管定位安装前先逐一检查波纹管的表观质量，检查有无孔眼等，检查完毕后将波纹管平直摊开，以便安装定位。

1）按照施工图具体位置大样图将波纹管的线形用彩色电胶布在钢筋上标注出来，以便安装定位筋。

2）将波纹管从端横梁或中横梁开始往跨中安装，接头用大一直径级别的波纹管包裹后用封口胶布进行缠绕密封。

3）将波纹管定位筋点焊在箱梁主筋上进行定位。

4）在端横梁和中横梁区域用电钻进行钻孔布置压浆排气孔，排气管应具有一定的强度，以便排气顺畅。

④模板施工：现浇箱梁模板分为三部分：

1）内模：将钢管运至工地后直接拼装成内模支架。用10×10方木组装带肋和内模支撑架，内模板为15mm的竹胶板，内模支撑在底板垫块上，内模顶板与底板钢筋之间采用拉杆连接防止内模上浮。模板支架拼装完成后用胶带密封拼缝。顶板处开两个1.5m×0.8m的孔，作为工人作业的通道。纵桥向设置在3/4或1/4处，四周预留钢筋。待预应力钢束张拉完毕、预应力孔道压浆完成后焊接顶板钢筋，吊模封闭洞口。见图3。

2）底模：采用单节平面尺寸为1.22m×2.44m，厚度为1.5cm的竹胶板铺设底模。为了避免漏浆，铺设时模板长边应该顺桥向铺设，铺装过程中对线形加强控制，确保板缝横竖对齐，然后用单面胶带密封拼接缝。在模板下按照30cm间距铺设15×10cm方木，用铁钉将底模固定在方木上。用顶托丝杆校正箱梁模板的高程，人工辅助塔机进行安装作业。底模两侧各需比箱梁底板边线宽出5～10cm，以便固定侧模。内模采用1.5cm厚竹胶板。底模下横桥向按30cm的间距铺设10×15cm方木，方木下面纵桥向为10cm×15cm大方木，与支架一起组成现浇梁支架。

3）侧模：外侧模板采用与底模一致材料制作，模板厚15mm。外侧模因最高A匝道只有155cm高（C匝道130cm，D匝道115cm），加固时不使用对拉杆，采用在翼板支架上用钢管并在钢管内插顶托作上、下两层支撑，支撑间距同满堂支架立杆纵向保持75cm的间距。采用15cm木方以先横后竖的顺序拼装侧模加劲楞，以75cm的间距安装竖向木方支撑，另外再布设两排通长横向木方。用钢管斜拉最外侧的翼板支架上的每一根立杆，使之固定在底板下的支架上，以防混凝土浇筑过程中翼板支架外倾使侧模涨模。

4）混凝土施工浇筑与养护：砼在1#拌和站集中拌和，浇筑时尽量一次成型。对于纵坡较大的应从低处向高处进行浇筑，对一般梁体要先浇筑各跨跨中部分（L/4-3L/4），后浇支点部分。砼浇筑前要将模板内清理干净，同一联梁浇筑点从一端向另一端水平分层、斜向分段、两侧腹板对称、连续浇筑。浇筑时同一断面先浇筑底板，再腹板、最后浇筑顶板。

浇筑底板时，首先从腹板下料振捣，如腹板下料不能满足底板砼量，可从每箱的顶板内模预留孔下料。施工时，派专人注意观察底板混凝土的稳定，防止腹板混凝土下坠引起翻浆，造成病害。振捣过程中严禁振捣棒触碰波纹管、模板。

振捣延续时间以混凝土获得良好的密实度表面泛浆、气泡消失为准。根据现场施工情况，一个作业班一般每箱室按排捣固人员1名，人工甩浆2人，抹面2人。施工时分段按先底板后腹板的顺序进行，腹板及横梁浇筑应分层进行，每层厚度应控制在30cm。

高性能混凝土浇筑完毕后，用土工布或塑料布覆盖，并在混凝土终凝后立即洒水养护，对于箱室内，采用蓄水养护，降低高强砼水化热引起的高温，养护期不少于7天。养护由专人及时进行，当气温低于5℃时，采取冬季施工保温措施，使用塑料薄膜严密覆盖混凝土表面，不得向混凝土表面上洒水。

4 外观质量控制措施

4.1 配合比试验

混凝土的配合比是影响现浇箱梁外观质量的主要因素。试配过程中，用不同配合比浇筑几级体积较大的混凝土试样，进行对比试验，根据其外观质量情况确定实际配合比，适当增加水泥用量，使混凝土表面光洁且有光泽。

4.2 模板施工

为确保混凝土浇筑后外观质量符合施工标准，施工中须特别注意以下细节：

①模板安装前，对于模板须清理干净，刷高效脱模剂，避免拆模后混凝土表面出现蜂窝、麻面。2015年5月16日，现浇箱梁首仓混凝土浇筑过程中，因现场模板全部是新模板，施工作业人员未按要求将清水模板表面木屑、灰尘清理干净，再进行支筑模板，而是直接支筑清水模板后浇筑混凝土，导致现浇箱梁混凝土外模拆模后留下大面积模板表面色差。

②检查方木与模板、顶托间的密贴情况，如空隙过大则会引起混凝土浇筑后模板变形。

③模板与钢筋安装工作要配合进行，妨碍钢筋绑扎的模板应待钢筋安装完毕后安设，否则易导致浇筑后的混凝土出现露筋等质量缺陷。

④模板接缝处要粘贴海棉条（止浆条），防止因接缝处漏浆造成混凝土表面存在蜂窝、空洞、挂帘。2015年6月，项目在进行现场质量检查时发现现场存在“挂帘”质量缺陷共计5处，究其原因均是因为施工作业人员未按要求在模板接缝处粘贴止浆条或止浆条粘贴不规范，导致现场箱梁施工时混凝土浆液顺流而下，造成挂帘。

⑤立模时注意防撞墙钢筋、伸缩缝钢筋、泄水孔位置等预埋件的安装以及张拉端工作空间是否符合设计标准。

⑥采用全站仪和水准仪对拼装好的模板进行质量检测，重点检测模板位置和底、顶面高程，接点的牢固性以及横纵向结构的稳定性，所有项目达标后由负责人现场签认，再进入混凝土浇筑工序。

4.3 钢筋安装

①进场的钢材应附带出厂合格证以及现场抽样复检后的合格证明材料，并且力学特性和外观质量必须达到施工标准；

②如果钢筋、预应力管道、锚件的安装位置存在冲突，为了不影响预应力构件的安装质量，建议对钢筋安装位置进行微调。焊接钢筋时，注意不要烧伤钢绞线和波纹管道，以免造成张拉断裂或堵管。

4.4 混凝土拌和及运输

①每联箱梁必须采用同一批水泥，以保证混凝土强度和外观的相对稳定。

②骨料的粒径和级配：粗骨料最大粒径选定为20mm，砂子采用中粗砂（洗砂），其细度模量为2.6～3.0mm。砂石料进料时，严格控制其质量、粒径及级配，不合格产品严禁进场。

③拌和楼必须使用电子称计量，保证配料准确。拌和时必须控制混凝土搅拌时间，保证生产出的成品混凝土拌和均匀，颜色一致，不得有离析和沁水现象，并严格控制混凝土坍落度。

4.5 混凝土入仓方式

采用12m3混凝土罐车运输，泵车浇筑混凝土。

4.6 混凝土振捣

①施工时要设专人对横隔板、横隔梁等钢筋、预应力密集处等关键部位进行振捣和检查。采用插入式振捣器振捣。振捣延续时间以混凝土获得良好的密实度表面泛浆、气泡消失为准。

②振动棒在振捣混凝土时，不得触及埋设物、预应力管道和模板，以防结构移位或变形。

③在腹板振捣时，切记不能把捣固棒插入下层过深，以免腹板根部砼因捣固分流向底板，造成腹板下部漏筋、空洞。

4.7 混凝土养护

现浇箱梁混凝土浇筑完毕后，用土工布或塑料布覆盖，并在混凝土终凝后立即洒水养护，对于箱室内，采用蓄水养护，降低高强砼水化热引起的高温，养护期不少于7天。

养护由专人及时进行，当气温低于5℃时，采取冬季施工保温措施，使用塑料薄膜严密覆盖混凝土表面，不得向混凝土表面上洒水。

4.8 混凝土外观质量缺陷的修补

当箱梁混凝土表面发生如下质量缺陷时：颜色不均匀、存在气泡、不平整、存在蜂窝、麻面、浇筑过程中发生跑模、露筋等应及时进行缺陷的修补。现场进行混凝土表面缺陷修时，工程技术部门应制定专门缺陷修补方案，现场严格按要求进行缺陷修补施工。

5 结束语

现场工程技术部门制定现浇箱梁施工方案并通过专家审核后，项目总工召集各部门负责人及作业队负责人进行一级技术交底，通过对方案学习，了解之后再将方案分解为：现浇箱梁现场工序质量控制、现浇箱梁材料质量控制、现浇箱梁混凝土养护等作业指导书，并针对不同作业内容，不同人员进行现场二级交底，确保现浇箱梁外观质量等到控制。

参考文献：

[1]曲德仁著.混凝土工程质量控制[M].北京：建筑工业出版社，2005，9.

[2]陈衡治.大跨预应力混凝土箱梁结构计算分析研究[D].浙江大学，2005.

[3]刘建民.公路混凝土桥梁损伤评估技术研究[D].郑州大学，2003.