浅议清水混凝土预制箱梁后张法施工及质量控制要点

万朝阳 中交一公局第五工程有限公司

1 引言

焦桐高速登封-汝州段，是河南省高速公路网规划中的焦作-桐柏高速公路的一段，也是中部地区南北向主要通道，焦作经随州至岳阳高速公路的组成部分，属二广高速（G55）和京港澳高速（G4）的加密通道。本文以该项目建设过程中的后张法预制箱梁施工为例，分析清水混凝土预制箱梁后张法施工特点及其质量控制要点。

登汝高速是焦作至桐柏高速公路的其中一段，由中交一公局采用BT（建设移交）+EPC（设计、采购、施工）总承包模式建设，全长55.720km，占地5830.3 亩，路基宽26m，设特大桥1206m/1 座，大桥5443.56m/23 座，中桥576.00m/8 座，涵洞74道，隧道1489m/5 座，互通式立交5 处，分离式立交10 座，天桥18座，通道38道，服务区1处。清水混凝土预制梁箱后张法施工是本项目关键工作之一，其中的钢筋制作、模板制作、混凝土的拌和、浇筑以及梁箱的养护，包含后续的张拉、压浆和封锚工作都是施工过程中的关键步骤。

2 预制场建设及模板、钢筋加工

2.1 预制场建设

焦桐高速登封至汝州段在施工的过程当中五个参建公司（按桩号递增顺序分别是五公司、六公司、一公司、华祥公司、三公司）分别设有一个施工分部，五个施工分部的预制场选址符合《河南省高速公路施工标准化技术指南》（试行）对标准化建设的要求。预制箱梁施工要做到“细活精做”按照“工厂化、集约化、专业化”的原则进行标准化建设，满足混凝土集中拌和，钢筋集中加工，梁板集中预制。预制台座厚度要控制在≥15cm，其表面铺设厚度≥6mm的不锈钢底板，钢板接缝焊接处理，并用抛光机磨平，吊装孔采用插槽式活动抽拉板。底摸反拱值预设根据梁的设计资料的要求, 在底模制作时应设置合理预拱度，台座顶面按的二次抛物线设置满足张拉的向下反拱度值根据不同的梁的长度规格设置预拱度。

2.2 模板及隔离剂

为保证该项目混凝土预制箱梁的施工质量，推行材料准入制度，所有的模板进场以前都要经过对钢模板厂家的筛选，在筛选过程中要着重考察生产厂家的企业资质及其等级、生产设备的完善程度、生产能力、质量保证体系、技术人员及一线操作工人的技术水平。

箱梁在施工过程中，要保持混凝土表面平整美观、颜色一致，方便施工人员对一个部位的施工预埋件进行有效的识别，在外模与内模施工的过程中，都要保证钢模板一定的强度和刚度，避免出现变形、移位等情况。

箱梁模板内模采用组合式钢模板，外模采用定型钢模板，钢板厚度≥10mm，模板具有足够的强度、刚度、平整度，模板在出厂前和进入施工现场后应按要求在正式的安装使用前，应进行模块编号并试拼各至少一次。所有模板经验算变形值≤相关规范的要求，为保证混凝土不受腐蚀，表面光洁，色泽一致，使用优质脱模剂。为了保证钢模板接头的平顺、不漏浆，在模板和模板之间的缝隙填塞适当厚度的双面胶，在模板和很凝土相接的面上贴宽胶带。

施工前在模板和混凝土相接面涂刷薄而均匀的隔离剂，要做到既不集聚也不流淌，隔离剂不能对混凝土面造成污染；在混凝土达到一定强度后拆除模板。

3 箱梁钢筋加工及安装

箱梁的钢筋骨架是后张法预制箱梁施工过程中的重要工序之一，通过底板下层钢筋绑扎—底板上层钢筋绑扎—骨架绑扎—腹板绑扎以及顶层钢筋绑扎的顺序，来保证所有的钢筋绑扎都符合设计及施工技术规范：箱梁所用钢筋的种类、规格、数量与其性能必须分别符合现行规范。进场的一切原材料应提供质量保证书、检验合格证，并按照规范要求进行力学性能试验。

进场钢筋应按照招标文件要求分类、分规格存放，存放区要高于地面30cm，并覆盖防雨、防污染。

钢筋表面清洁无污染、无锈蚀，平顺无局部弯折。钢筋下料时，准确计算加工的钢筋长度。钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求，设计无规定时，参照规范。

通长受力主筋的连接，按主筋直径采用焊接或机械连接。接头处的钢筋轴线偏移≤0.1d，并≤2mm，接头处不得有横向裂纹，弯折≤4°。只有无法焊接或机械连接时，构造钢筋的连接才能绑扎，绑扎长度≥35d，且≥500mm（绑扎钢筋因为直径≤22mm、无法焊接时、非受拉钢筋）。从事钢筋加工、焊接的操作人员要经过培训、考试合格、持证上岗。电焊时要根据钢筋的材质选用相应的焊条，不得随意滥用。

钢筋骨架绑扎前须放置标准垫块，以保证混凝土的保护层厚度。钢筋骨架底部放置垫块要承担整个骨架的重量，因此要求有足够的强度和刚度，以免发生变形；钢筋骨架在底模上绑扎就位，按施工图纸要求将钢筋排列、标记，采用定位模架，以保证成型钢筋绑扎规则、美观。钢筋绑扎过程中对规格、数量、间距、尺寸、标高、绑扎方式、保护层厚度严格检查，确保符合规范要求。

4 安装波纹管

绑扎钢筋时同步安装预应力波纹管并用定位钢筋固定，确保预应力孔道位置准确。 波纹管逐段安装，安装后仔细检查管体位置是否符合设计要求；管内是否通顺、有无破损、接头密封情况等，使用前用塑料软管试穿，确保管道畅通、线形圆顺。负弯矩管道在梁端头处管口与堵头板卡紧，无错动。

预应力孔道采用定位钢筋定位、抽拔橡胶管成孔工艺。要严格按照设计提供的波纹管的坐标位置进行控制，调整好的波纹管要固定牢固，防止松动。管道位置的容许偏差梁长方向±30mm、梁高方向±10mm。波纹管的安装是预制梁施工的关键工序，也是质检人员必检工序之一，要引起施工人员的足够重视。

还要对绑扎之后进行抗震性检验，合理使用震动器，对模板可能遇到的损伤进行相关的预防，才能够提高箱梁钢筋加工的完整程度[2]。

5 清水混凝土浇筑、养护

清水混凝土是一种特殊混凝土的一些列施工流程，涉及到混凝土选材、配合比设计、拌合、运输、浇筑、模板设计与施工等方面的综合施工技术。清水混凝土是通过特定的工艺、工序施工的混凝土结构，在模板拆除后不再做任何抹灰和装饰。混凝土表面呈现模板排列规则、表面光滑、颜色均匀，无蜂窝、砂线、夹渣、麻面、露筋、明显的气泡和修补痕迹，追求混凝土的表面质感和本色。

5.1 原材准备

5.1.1 混凝土

（1）在满足设计要求的前提下，混凝土强度等级取低值，相邻构件的混凝土强度等级差别小。

（2）既要控制清水混凝土的色差，又要影响混凝土拌和物的性能，清水混凝土所用混凝土原材料不仅要符合混凝土结构施工质量验收规范的要求外，还得满足以下要求：

水泥：宜选用42.5 及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，整个施工过程使用的水泥尽可能采用同一厂家、强度、批号。

粗集料（石子）：选用强度高，级配好的连续级配碎石，含泥量小于1%，大于5mm的纯泥含量＜0.5%，针片状颗粒含量≤15%，骨料不含杂质。要求产地、规格、颜色一致。

细集料（砂子）：选用中粗砂，细度模数在2.5以上，总含泥量＜2%，大于5mm 的含泥量＜1%，有害物质按重量计≤1.0%。要求产地、细度、颜色必须一致。

掺和料：采用磨细掺和料，比表面积＞4500㎝2/g，且不得含有杂质。

外加剂：外加剂要求与水泥品种相匹配，且有明显的减水效果，能够改善混凝土的工作性能。

水：应符合JGJ 63—2006《混凝土用水标准》的要求。

上述原料必须有充足的存量，至少应保证相邻混凝土的原材料色差较小。

（3）配合比设计。配合比设计应满足混凝土强度等级、工作性能、耐久性、外观要求，通过多次反复试配优化配合比，以确定最佳配合比。混凝土配合比一旦确定，不得随意改变。

①外露面要求：清水混凝土拆模后应整体光滑、色泽均匀，颜色基本一致，离箱梁5m远肉眼看不出明显色差；表面气泡均匀且细小，气泡直径≤3mm、深度≤2mm、每m2气泡面积＜3×10-4m2，表面不得有宽度＞0.2mm或长度＞50mm的裂缝。

②工作性能：在混凝土运输、浇筑以及振捣过程中不得离析、且易于操作。

③耐久性：提高混凝土的耐渗透性、耐冻性、耐化学侵蚀性、体积不变、耐碳化性、预防碱—集料反应等方面的性能。

5.1.2 混凝土的拌和

（1）混凝土要保证的是严格执行同一配比，即保证原材料稳定（主要性能指标接近，同产地、同规格）、水灰比不变（严格控制误差在允许范围内）。（2）控制好混凝土拌和时间，清水混凝土每一盘的拌和时间应比普通混凝土的长30s～45s。（3）根据不同时段气温、风速、运输时间长短、不同天气砂石含水率变化等情况引起的坍落度损失,及时适当地微调原配合比，确保混凝土质量稳定。（4）清水混凝土推荐使用坍落度控制在120±20mm范围内。

5.2 混凝土的浇筑

（1）在浇筑部分要按照顺序来进行底板浇筑—腹板浇筑—顶板浇筑，在有充分的材料时底板和腹板可以同时进行。以期缩短不同步骤之间存在的时间间隔，提高混凝土浇筑的一体化程度。在浇筑的过程当中，要经过腹板流入梁箱底部，采用分层振捣作业办法，配合小型振捣机具，对于不同层位、不同配筋率的混凝土浇筑进行有差别的、严格适量的震捣，避免出现漏浆、跑模等情况。浇筑混凝土时，必须有数量足够、状况良好的备用机械设备，保证浇筑的连续性，尽量缩短浇筑时间间隔，避免分层面产生冷缝，一般夏季控制在一个小时以内，冬季控制在一个半到两个小时以内；同一独立构件尽量使用同一个搅拌批次的混凝土浇筑。

（2）在底板和腹板的连接处要对漏浆情况进行严格的预防，避免震捣器震动过大，或振捣器离钢筋、波纹管距离太近，导致波纹管破裂、移位，甚至出现波纹管穿孔等现象。一般来说，工人可在浇筑混凝土的过程中时刻注意观察、预防漏浆，一旦在浇筑的过程当中发现漏浆，对露出的部分进行及时的清理。

（3）在浇筑的过程当中，还要对弯矩进行合理的调节，如果预埋件的尺寸已经超过了弯矩孔道的尺寸，就要进行坐标的重新规定，来保障预埋件的埋压合理。

5.3 混凝土养护

拆模时间以同条件养生混凝土试块抗压强度为准，要保证拆模后混凝土不得出现缺棱、掉角等现象。清水混凝土在同条件养护混凝土试块强度≥3MPa（冬季施工时≥4MPa）时方可拆除模板，以便使混凝土有充裕的养生时间。

混凝土终凝后及时使用塑料薄膜、土工布、养生棉、草帘等材料覆盖并洒水养护，在养护期间始终保持混凝土表面湿润，拆除模板后，及时洒水养生。养生时长视环境气温、空气湿度而定，一般不少于7d，夏季气温高时，夜间增加洒水养生次数；冬季时采用冬季养护措施，在此不再赘述。

混凝土的早期养护由专人负责，使混凝土始终处于湿润状态，养护时间应长于满足混凝土硬化和强度增长所必需的时间，使混凝土抗压强度不低于设计要求，应采取混凝土试块标样和同条件养护，只有当同条件养护试块的抗压强度≥设计抗压强度的80%时才可张拉、压浆。

5.4 张拉与压浆封锚阶段

按照《河南省高速公路施工标准化技术指南》（试行）和《河南省交通运输厅关于推广应用桥梁预应力智能张拉压浆系统等质量控制技术的通知》豫交文[2013]186 号对预制箱梁标准化施工的要求，采用入围厂家生产的智能张拉、智能压浆设备施工。

第一，在拉张的过程当中，所有的施工人员必须持证上岗，对所有的技术人员进行安全交底及技术交底，保证工作人员可以按规定使用千斤顶和油压表等仪器设备，符合设备操作规程的要求。

第二，过程当中两端要同时起步，不可一端早、一端晚，影响啦张的平衡程度。要控制伸缩量，在24h之内来完成张拉锚固工作之后，尽早进行压浆封锚。

第三，在压浆的过程当中，要从一端到另一端连续进行，不可两端同时进行或者间断进行。以保证冒浆平稳，在开始出浆10min之内持续压注，可以显著提高压浆的密实度。

第四，封锚混凝土强度等级不得低于箱梁结构混凝土强度等级的80%，且不低于30MPa，本项目箱梁结构混凝土抗压强度50MPa，封锚混凝土一般采用结构混凝土。

本文篇幅有限，清水混凝土后张法预制箱梁的施工控制要点很多，笔者对其认识有限，难免有错漏之处，有过类似施工经验的同行不在少数，还望看到本文的同行不吝赐教，通过交流大家共同提高清水混凝土质量管理水平。

6 结论

综上所述，清水混凝土预制箱梁工艺比较复杂，但是只要控制得当，熟悉各个工序的细节，就可以取得良好的施工效果。从本文分析可知，研究后张法箱梁预制施工，有利于我们从技术发展的角度提高精细化施工水平，因而我们要加强技术研究，分析技术应用当中存在的难点，促进路桥施工技术的发展。