预制箱梁的常见缺陷及预防处理

徐野

摘 要：箱梁预制是铁路建设过程中的重要一环，其质量直接影响铁路建设质量。但目前，我国在箱梁预制过程中，箱梁有一些缺陷。这些缺陷影响了预制箱梁的外观质量，甚至影响预制箱梁的使用寿命、运行速度。由此，本文以石济铁路客运专线四标段武邑制梁场为例，探讨箱梁预制过程中相关问题产生的原因，并提出修补处理意见和预防措施。

关键词：预制箱梁;常见缺陷;胀模;冷缝;混凝土裂缝

中图分类号：U445.57文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0106-04

Abstract： Box girder prefabrication is an important part of railway construction process， its quality directly affects the quality of railway construction. But at present， in the process of box girder prefabrication， there are some defects. These defects affect the appearance quality of prefabricated box girder， even the service life and running speed of prefabricated box girder. Therefore， taking Wuyi Beam Yard of the fourth bid section of Shiji passenger dedicated railway as an example， this paper discussed the causes of related problems in the process of box girder prefabrication， and put forward suggestions for repair and preventive measures.

Keywords： prefabricated box girder;common defects;mold expanding;cold joint;concrete crack

近年来，我国高速铁路飞速发展，已走在世界先列。但在我国高速铁路发展过程中，也存在一些不足与缺陷，如在箱梁预制中存在胀模、模板接缝处混凝土错台、“烂边”和“烂根”等问题。若能有效解决并预防这些问题的产生，不仅可以降低成本，而且可以保证施工质量，保证运营舒适度和使用期限。本文以石济铁路客运专线四标段武邑制梁场为例，探讨箱梁预制过程中胀模、错台、“烂边”、狗洞、冷缝、蜂窝、麻面、色差和裂纹等问题产生的原因，并提出修补处理意见和防治措施。

1 胀模

1.1 产生原因

模板变形、两节螺栓未紧固和支撑杆未撑到位等。

1.2 修补处理

针对胀模问题，工作人员采取的修补处理措施主要为：①将胀模部位用切割机切除;②用磨光机打磨平整并用水冲洗干净，刷浆保持外观颜色一致。

1.3 防治措施

为了防止胀模问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施。

①在移梁结束后，及时组织人员对底模的反拱度进行检查，检查模板表面是否变形，若变形，要及时处理。

②模板拼装验收时，检查模板宽度（跨中、1/4、3/4截面）、模板长度等各项尺寸误差是否在允许范围内;检查连接螺栓是否紧固和支撑杆是否撑到位;混凝土灌注过程中，要检查连接螺栓和支撐杆是否松动[1]。

2 模板接缝处混凝土错台

2.1 产生原因

在模板拼装过程中支撑不到位，混凝土浇筑过程中模板连接螺丝松动。

2.2 修补处理

针对模板接缝处混凝土错台问题，工作人员采取的修补处理措施主要为：①将错台处沿高处至低处斜向使用角磨机剔除;②用角磨机将接触面磨平齐，再用清水冲洗干净，并刷浆保持外观颜色一致。

2.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施：①在模板安装前，对侧模、内模模板接缝处的平整度进行检查;②若有明显错台，及时处理平整。

3 “烂边”和“烂根”

3.1 产生原因

“烂边”和“烂根”问题主要是由模板拼缝不严密、振捣时接缝处砼表面漏浆造成的。

3.2 修补处理

针对“烂边”和“烂根”问题，工作人员采取的修补处理措施主要为：①用水及钢丝刷清洗“烂边”“烂根”表面混凝土;②用1∶2水泥砂浆压实赶光;③初凝后用土工布覆盖洒水养护3 d以上。

3.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施：①在模板安装前，把侧模、内模模板拼缝处的灰清理干净;②若有明显缝隙，贴密封条防止漏浆;③拼缝间隙较大时，要及时修整。

4 狗洞、疏松、夹渣

4.1 产生原因

狗洞、疏松、夹渣问题主要是由混凝土振捣不密实、混凝土流动性不符合要求、粗骨料集中堆积造成的。

4.2 修补处理

针对狗洞、疏松、夹渣问题，工作人员采取的修补处理措施主要如下。

①将疏松不密实的混凝土及突出的石子或夹层中的杂物剔除干净，剔除后混凝土表面密实粗糙。

②用清水和钢丝刷清洗剔除面，混凝土表面应保持湿润，以保证新旧混凝土良好结合。

③用干硬性砼（加入适量环氧树脂）捻浆，干硬程度以手捏成团，落地散开为佳。层间接触面刷少许素浆，捻浆至边缘预留1 cm厚，使用1∶2水泥砂浆压实赶光。

④初凝后，用湿土工布覆盖养护3 d以上。

4.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施。

①在拌和混凝土时，严格按施工配合比进行拌和。

②严格按照“先底板、再腹板、最后顶板，两侧平行、从一端向另一端浇筑”。用2台布料机对称布料、连续灌注，以水平分层（灌注厚度不大于300 mm）、斜向分段的施工工艺左右对称灌注。

③浇筑过程中，将附着式振捣器和插入式振捣棒相结合，严禁过振或漏振。严格控制插入式振捣器的振捣半径及插入深度。

④确保砼流动性满足工作要求，避免产生骨料集中或离析;在砼运输、浇筑的各个环节，都要采取措施保证砼不离析。

⑤严防杂物出现在拌制好的砼中，包括水泥结块、骨料中含有的冰块、大块料等杂物。

5 冷缝

5.1 产生原因

混凝土浇筑不连续且间隔时间较长会形成施工冷缝。

5.2 修补处理

针对冷缝问题，工作人员采取的修补处理措施为：①取少许干水泥、白水泥和修补胶掺水按照比例调试，并取少量抹于砼表面，待干燥后颜色与梁体颜色接近或一致，再按照比例配制;②组织工人对存在色差和冷缝部位进行均匀擦抹。

5.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施。

①混凝土拌和用原材料采用相同的料源和批次，尤其是水泥采用同一厂家同一批号的产品，混凝土采用自动计量拌和，保证混凝土配合比的一致性。箱梁浇筑完成后应及时养生，并保证养生时间，从而有效避免混凝土表面的色差。

②合理确定混凝土的初凝时间和混凝土分层厚度的关系，做好施工机械设备的保养工作，备用相应的施工设备，保证混凝土灌注的连续性，避免出现施工冷缝。

③控制好砼浇筑顺序，浇筑上下层砼的时间间隔不能太长，避免砼表面出现明显的接茬痕迹，避免在砼拌制、运输、浇筑三个环节出现机械设备故障或其他故障。同时，严格按照施工规范的规定处理好施工缝[2]。

6 蜂窝、麻面

6.1 产生原因

蜂窝、麻面问题产生的原因主要为：①混凝土含气量过大，而且引气剂质量不佳;②混凝土配合比不当，混凝土过于黏稠，振捣时气泡很难排出;③混凝土和易性较差，产生离析泌水;④振捣不密实。

6.2 修补处理

对于面积较小且数量不多蜂窝或露石的砼表面，工作人员用1∶2～1∶2.5的水泥砂浆抹平，在抹砂浆之前，必须用钢丝刷或加压水洗基层;对于面积较大的蜂窝，应按其全部深度凿去薄弱的砼层和个别突出的骨料颗粒，然后用钢筋丝刷或加压水洗刷表面，再用比原砼强度等级提高一级的细骨料砼填塞，并仔细捣实。

6.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施。①混凝土振捣采用插入式振捣器，严格把控高频振捣器的振捣时间，遵循快插慢拔的原则，孔子振动棒插入拔出时间控制在20 s为佳，插入下层5～10 cm，振捣至砼表面平坦泛浆、不冒气泡、不显著下沉为止;②控制砼分层厚度，以利排气，减少砼表面蜂窝;③混凝土必须严格按配合比拌制，当放置时间过长但未初凝以及和易性或坍落度不合适时，可拉回拌和站按设计水灰比加水、加水泥重新搅拌匀和。④模板表面打磨干净，其表面不得粘有干硬水泥灰浆等杂物，脱模剂应涂刷均匀。

7 色差

7.1 产生原因

色差产生的原因主要为模板打磨不彻底（模板表面有锈迹或焊迹）或涂刷脱模剂涂刷不均匀。

7.2 修补处理

对于色差问题，工作人员采取的修补处理措施为：取少许干水泥、白水泥和修补胶掺水按照比例调试，并取少量抹于砼表面，待干燥后颜色与梁体颜色接近或一致，再按照比例配制。

7.3 防治措施

为了防止该问题再次出现，工作人员需要采取以下预防措施：①使用模板磨光機对模板进行打磨除锈，及时清理模板表面焊迹;②模板打磨结束后，脱模剂涂刷要均匀。

8 混凝土裂缝

8.1 产生原因

混凝土产生裂缝主要是因为其在浇筑后的养护过程中发生体积收缩现象。混凝土收缩分干缩和自缩两种情况。干缩是混凝土中随着多余水分蒸发，温度降低伴随体积减小的收缩，其收缩量占整个收缩量的比例很大;自收缩是水泥水化作用引起的体积减小，收缩量只有前者的1/5～1/10，一般可包括在温度收缩内一起考虑。

8.2 裂纹的分类

8.2.1 干缩裂缝。干缩裂缝为表面性的，宽度在0.05～0.2 mm，其走向没有规律性。这类裂缝一般在混凝土养护完毕经一段时间后，在上表面或侧面出现，并随着温度和湿度的变化而逐渐变化。

混凝土成型后养护不当会造成干缩裂缝的产生，表面水分散失过快，导致混凝土内外不均匀收缩，从而引起混凝土表面开裂。除此之外，梁体在露天存放，混凝土内外材质不均匀和采用含量大的粉细砂配制混凝土，都易造成干缩裂缝。

8.2.2 温度裂缝。温度裂缝多发生在施工期间，裂缝的宽度受温度影响较大，冬季较宽、夏季偏窄。裂缝的走向无规律性，深层和贯穿的温度裂缝对混凝土破坏性较大，这类裂缝的宽度一般在0.5 mm以下。

温度裂缝是由于混凝土内部和表面温差较大而引起的。深层和贯穿的温度裂缝多由于结构降温过快，内外温差过大，受到外界的约束而出现。另外，采用蒸汽养护时，混凝土降温控制不严，降温过快，使混凝土表面剧烈降温，而受到肋部或胎模的约束，从而使表面或肋部出现裂缝。

8.3 修补处理

8.3.1 裂缝宽度小于0.1 mm。将裂缝附近的混凝土表面凿毛，或沿裂缝方向凿成深为15～20 mm、宽为20～50 mm的V型凹槽，扫净并洒水湿润，先刷水泥净浆一层，然后用1∶2～1∶2.5水泥砂浆分2～3层涂抹，总厚控制在10～20 mm，并压实抹光。有防水要求时，用水泥净浆（厚2 mm）和1∶2.5水泥砂浆（厚4～5 mm）交替抹压4～5层刚性防水层，涂抹3～4 h后，进行覆盖，洒水养护。在水泥砂浆中掺入水泥重量1%～3%的氯化铁防水剂，可起到促凝和提高防水性能的效果。为使砂浆与混凝土表面结合良好，抹光后的砂浆面要覆盖塑料薄膜，并用支撑模板顶紧加压。

当表面裂缝较细且数量不多时，可将裂缝处冲洗干净，用水泥浆抹补。

8.3.2 裂缝宽度大于0.1 mm小于0.5 mm。当裂缝宽度在大于0.1 mm小于0.5 mm时，使用环氧树脂灌缝胶修补。

材料配比：环氧灌浆材料是以环氧树脂为主要成分，加入增塑剂、稀释剂和固化剂等组成的一种高分子材料。

表面处理：用钢丝刷将混凝土表面的灰尘、浮渣及散层仔细清除，使裂缝处保持干净。

配制：将环氧树脂、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯按比例称量，放置在一容器内，于20～40 ℃条件下混合均匀后加入乙二胺，再搅拌均匀即可使用，配制量在1 h内使用完毕。

材料配好后使用包括小型空气压缩机、压浆罐、灌浆嘴子等专业工具，尽快将环氧树脂压入缝隙。

8.3.3 裂缝宽度大于0.5 mm。对于宽度裂缝，可根据产生的两种不同情况采取两种不同方式进行修补。

当裂缝深度较浅仅存在于浮浆中时，可使用水磨石机将表面浮浆打磨处理，直至打磨到裂缝底层，然后对打磨面进行凿毛处理，处理结束并清洗完毕后，使用超强修补砂浆按照水料比0.14进行配置修补，修补后注意对修补面的养护。

当裂缝深度较深时，沿裂缝方向凿成深为15～20 mm、宽为20～50 mm的V型凹槽，然后按照8.3.2步骤对裂缝进行压环氧树脂处理，处理结束待环氧树脂强度达到设计值后，仍使用使用超强修补砂浆对V型槽进行修补处理。

8.4 防治措施

①夏季施工时，应尽量将生产安排在夜晚和非高温时段进行。炎热季节拌制混凝土时，采用低温水拌制混凝土，以降低混凝土拌和物的温度，保证混凝土入模温度不大于30 ℃。

②冬季搅拌混凝土前，进行热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，尽可能保证混凝土的入模温度不低于5 ℃。粗、细骨料及外加剂在料仓内进行5～15 ℃的预热，注意外加剂不得直接加热，以防温度过高引起失效。当需要对水进行加热处理时，水的加热温度不要高于80 ℃。凝土搅拌时间较常温施工延长50%。

③加强原材料控制，严格按配合比施工。

④按工艺严格控制振捣，严禁随意性振捣，保证振捣均匀密实。

⑤梁体混凝土灌注完成后，对顶板混凝土表面进行2次以上赶光、抹面，保证桥面基面平整、光滑，防止混凝土收缩产生裂纹。

⑥拆模时间严格按照规范[3]确定，不能过早。

⑦严格养生工艺，安排专人负责洒水养生，梁体覆盖土工布，养生时间不得少于14 d，养生期间保证混凝土表面濕润，冬季采用蒸汽养护。

总之，上述缺陷的产生都是由施工管理和质量管理缺陷造成的。因此，在今后的工作中，要加强管理，把工作做细，把责任落实到人。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道部.铁路混凝土工程施工技术指南》：铁建设﹝2010﹞241号[S]. 北京：中国铁道出版社，2010.

[2]中华人民共和国铁道部.铁路混凝土工程施工质量验收标准：TB 10424—2010[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[3]杜永昌.高速与客运专线铁路施工工艺手册[M].北京：科学技术文献，2006.