南水北調(diào)中線工程預(yù)制T梁施工裂縫的預(yù)防

杜 丞， 劉 麗 梅， 杜 相

(中國水利水電第十工程局有限公司 二分局，四川 都江堰 611830)

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南水北調(diào)中線工程預(yù)制T梁施工裂縫的預(yù)防

杜 丞， 劉 麗 梅， 杜 相

(中國水利水電第十工程局有限公司 二分局，四川 都江堰 611830)

介紹了南水北調(diào)中線工程鎮(zhèn)平段3標(biāo)施工過程中預(yù)制梁澆筑后出現(xiàn)的不同程度的裂縫、所采取的應(yīng)對措施，以及在現(xiàn)場施工管理過程中取得的一些經(jīng)驗(yàn)。

預(yù)制梁；裂縫產(chǎn)生原因；裂縫預(yù)防；南水北調(diào)工程

1 工程概述

鎮(zhèn)平三標(biāo)設(shè)計(jì)樁號TS76+100～TS87+925，全長11.825 km。標(biāo)段內(nèi)共有建筑物21座，其中8座左岸排水建筑物，8座公路橋，5座生產(chǎn)橋(新增1座)。預(yù)制梁共計(jì)125榀，其中35 m預(yù)應(yīng)力箱梁27榀，40 m預(yù)應(yīng)力箱梁3榀；30 m預(yù)應(yīng)力T梁89榀，25 m預(yù)應(yīng)力T梁6榀。預(yù)制梁采用分散預(yù)制，預(yù)制梁場直接布置在跨渠橋梁側(cè)，共計(jì)布置了9個預(yù)制梁場。

2 裂縫存在的主要部位

在施工過程中，部分預(yù)制梁出現(xiàn)了不同程度的裂縫，豎向裂縫主要表現(xiàn)在梁肋及翼緣板與梁肋相交垂直發(fā)展，長度一般為40～50 cm，裂縫深度為0.1～0.5 cm；同時局部存在龜裂，深度不足1 mm；后期張拉后在馬蹄與梁肋處出現(xiàn)縱向裂縫，主要位置在預(yù)應(yīng)力管道處。預(yù)制梁裂縫分布情況見圖1。

3 裂縫產(chǎn)生的原因分析

圖1 預(yù)制梁裂縫分布圖

針對施工過程中出現(xiàn)的問題，項(xiàng)目部及施工單位進(jìn)行了多次分析并在施工過程中對其進(jìn)行了調(diào)整，在后期出品的預(yù)制梁中基本無裂縫出現(xiàn)，主要原因如下：

(1)前期橋梁樁基施工后，在進(jìn)行基坑回填時未將基坑內(nèi)的滲水抽排干凈，未對基坑內(nèi)周邊的軟弱松土清理就進(jìn)行了回填，且回填過程中未進(jìn)行碾壓。在進(jìn)行梁場施工時，基礎(chǔ)碾壓只是將表面碾壓密實(shí)，在雨季受雨水浸泡或預(yù)制梁澆筑后基礎(chǔ)承重受壓導(dǎo)致預(yù)制梁場基礎(chǔ)、臺座變形而將預(yù)制梁拉裂。

(2)混凝土骨料含粉塵較重，導(dǎo)致所拌制的混凝土和易性較差，當(dāng)其塌落度較大時容易造成混凝土離析，混凝土凝固后混凝土收縮出現(xiàn)干縮裂縫。

(3)鋼筋保護(hù)層不夠，預(yù)應(yīng)力管道定位不準(zhǔn)確，張拉后造成橫向裂縫。

(4)拌和站拌制混凝土?xí)r對其塌落度控制不準(zhǔn)確，混凝土塌落度較大時混凝土出現(xiàn)裂隙，凝固后容易出現(xiàn)干縮裂縫；塌落度較小時無法入倉，現(xiàn)場工人加生水在混凝土罐車內(nèi)攪拌，攪拌不均勻同樣會造成混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。

(5)現(xiàn)場施工振搗時間過長，預(yù)制梁澆筑采用附著式高頻振搗器進(jìn)行T梁馬蹄和梁肋的振搗，φ30和φ50振搗棒輔助振搗，附著式振搗器振搗時間過長會導(dǎo)致混凝土骨料分離，混凝土凝固后容易出現(xiàn)龜裂。

(6)混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)不到位，現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)人員責(zé)任心不強(qiáng)，管理人員在現(xiàn)場時灑水比較勤，管理人員離開后灑水次數(shù)減少，導(dǎo)致部分混凝土出現(xiàn)裂縫。

4 預(yù)防措施

針對上述原因，項(xiàng)目部采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，同時加大了施工過程中的監(jiān)督和檢查力度，具體改進(jìn)措施如下。

4.1 梁場布置

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，將預(yù)制梁場均布置在橋梁的上游或下游側(cè)，梁場基礎(chǔ)部分為渠道原狀土，未進(jìn)行開挖處理；部分橋梁受場地影響，將梁場基礎(chǔ)在樁基施工完成后、將場地回填后再進(jìn)行梁場的修建，基礎(chǔ)回填時應(yīng)將樁基基坑內(nèi)的滲水抽排干凈并將基坑內(nèi)周邊的軟弱松土清理干凈；回填采用由渠道開挖的干土，回填過程中應(yīng)進(jìn)行分層碾壓，單層碾壓厚度不宜大于1 m。

預(yù)制梁臺座區(qū)域基礎(chǔ)回填時應(yīng)高于周邊區(qū)域10～20 cm，以便于梁場排水。在進(jìn)行預(yù)制梁臺座基礎(chǔ)施工時，應(yīng)采用振動碾對整個梁場區(qū)域進(jìn)行多次碾壓，碾壓過程中，對于局部有松軟土的區(qū)域應(yīng)對松軟土進(jìn)行換填；根據(jù)梁場基礎(chǔ)的實(shí)際情況，必要時可在臺座混凝土墊層下方鋪設(shè)5～10 cm厚的碎石以確保其地基承載力(主要用于箱梁)。在進(jìn)行臺座墊層混凝土及臺座施工時，在臺座基礎(chǔ)周邊設(shè)置排水溝，將雨水及養(yǎng)護(hù)水引至梁場區(qū)域外的養(yǎng)護(hù)水池內(nèi)，排水溝采用砂漿抹面，排水溝尺寸可根據(jù)梁場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。同時，在進(jìn)行預(yù)制梁臺座基礎(chǔ)墊層混凝土施工時，應(yīng)在臺座位置布置少量鋼筋，防止地基不均勻沉降將其拉裂而導(dǎo)致預(yù)制梁梁體損壞。

4.2 骨料粉塵及混凝土拌和控制

鎮(zhèn)平三標(biāo)混凝土拌制使用的骨料是在鎮(zhèn)平遮山石料場購買的，骨料為山石破碎而無法進(jìn)行水洗，骨料含粉塵較重，拌制混凝土后和易性較差，澆筑時骨料易產(chǎn)生離析。為確保混凝土施工質(zhì)量，骨料運(yùn)至工地待檢骨料倉后需進(jìn)行二次篩分，篩分架為自己加工，采用液壓反鏟或裝載機(jī)上料，裝載機(jī)將篩分好的骨料轉(zhuǎn)運(yùn)至待檢骨料倉內(nèi)進(jìn)行抽檢。

混凝土拌制過程中由試驗(yàn)室在拌和站進(jìn)行監(jiān)控，在拌和站出機(jī)口對混凝土塌落度進(jìn)行調(diào)控，使運(yùn)至現(xiàn)場的混凝土能夠正常使用。根據(jù)當(dāng)天氣溫、骨料含水率、拌和站至施工現(xiàn)場的運(yùn)距及澆筑車輛在現(xiàn)場等待時間進(jìn)行配合比的調(diào)整，運(yùn)距遠(yuǎn)且車輛多時(一般為3臺混凝土罐車)將塌落度增加1～3個，運(yùn)距短且車輛少時(一般為2臺混凝土罐車)混凝土澆筑塌落度按照正常設(shè)計(jì)值要求進(jìn)行控制。由于30 m長的T梁正常澆筑時間約為2 h，因此，在澆筑過程中，隨氣溫變化應(yīng)對塌落度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對于不能滿足施工要求的混凝土嚴(yán)禁使用，同時，混凝土運(yùn)至現(xiàn)場后塌落度較小時嚴(yán)禁加生水在混凝土罐車中拌制；塌落度較大時，嚴(yán)禁混凝土入倉。

高溫季節(jié)，在混凝土澆筑過程中，預(yù)制梁的開倉時間應(yīng)錯開高溫時段。由于梁場較為分散，因此，預(yù)制梁模板的安裝及拆除均采用吊車配合。模板安裝和拆除夜間施工的危險性較大，為確保人員安全及預(yù)制梁質(zhì)量，在高溫季節(jié)，混凝土澆筑時間應(yīng)安排在下午4時以后，以便縮短拆模時間段，減少水化熱對混凝土造成的干縮裂縫。

4.3 預(yù)應(yīng)力管道定位的控制

預(yù)制梁梁肋混凝土厚度為20 cm，梁端為60 cm，高度為1.8 m，預(yù)應(yīng)力管道布置了5根，波紋管直徑為7 cm，但除去管道梁肋單側(cè)只有6.5 cm，鋼筋保護(hù)層厚度為3 cm。

預(yù)制梁骨架鋼筋綁扎完成并按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸位置進(jìn)行調(diào)校，以確保鋼筋保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)要求；對不能滿足設(shè)計(jì)要求的位置應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。預(yù)制梁骨架鋼筋完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道的安裝，先根據(jù)設(shè)計(jì)提供的管道定位圖在預(yù)制梁鋼筋骨架上焊好管道水平支架，然后將預(yù)應(yīng)力管道安放水平，同時檢查管道是否順暢；對不順暢的位置將支架重新調(diào)整，最后對管道進(jìn)行左右定位并采用U型鋼筋將管道固定并與支架焊接牢固，防止管道在混凝土澆筑過程中受到擠壓而左右移動，導(dǎo)致管道偏移。

在進(jìn)行模板拼裝前，由現(xiàn)場技術(shù)人員再次對管道及鋼筋進(jìn)行檢查，其目的為：第一，確保鋼筋保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)條件；第二，管道尺寸應(yīng)滿足設(shè)計(jì)尺寸要求及規(guī)范允許的偏差要求。

為確保鋼筋保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)要求，鋼筋保護(hù)層墊塊應(yīng)滿足1 m2不得低于5個且成梅花型布置，同時在馬蹄和梁肋與翼緣板相交處各增加一排墊塊，墊塊應(yīng)用鋼筋綁扎牢固，在模板拼裝完成后，施工人員應(yīng)檢查其是否有脫落的墊塊；若有，應(yīng)將其補(bǔ)齊。

4.4 混凝土入倉振搗的控制

對于預(yù)應(yīng)力管道以下的混凝土采用附著式高頻振搗器進(jìn)行振搗，對于預(yù)應(yīng)力管道以上的混凝土采用φ30或φ50軟軸振搗棒進(jìn)行振搗，對于預(yù)應(yīng)力管道以上盡量避免采用附著式振搗器振搗。附著式振搗兩側(cè)由兩人專門負(fù)責(zé)，將單次開啟時間控制在20～30 s之間，兩側(cè)開啟應(yīng)同步，將每層鋪料振搗次數(shù)控制在2～3次。在澆筑過程中，施工人員應(yīng)檢查馬蹄處混凝土是否飽滿，可根據(jù)模板檢查情況適當(dāng)增加1～2次開啟次數(shù)；預(yù)應(yīng)力管道以上采用軟軸振搗棒振搗時，將振搗時間控制在20 s左右，插入下層5～10 cm至混凝土表面平坦泛漿、不冒氣泡、不顯著下沉為止，嚴(yán)禁過振和漏振。

4.5 混凝土拆模和養(yǎng)護(hù)的控制

混凝土澆筑后，一般在其強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa且表面及棱角拆模不損壞時方可拆模。高溫季節(jié)的拆模時間一般在澆筑完成后8～10 h進(jìn)行。混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度要求后應(yīng)及時進(jìn)行模板拆除，使其混凝土溫度釋放。

混凝土澆筑完成后，對其梁頂面采用土工布進(jìn)行覆蓋保濕，混凝土表面收漿后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)確?；炷撩媸冀K濕潤。在進(jìn)行模板拆除的同時，應(yīng)對預(yù)制梁梁肋進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)；模板拆

除完成后，采用塑料薄膜將預(yù)制梁梁肋覆蓋并灑水保濕，然后在預(yù)制梁兩側(cè)翼緣板下方安裝花灑噴霧養(yǎng)護(hù)；最后用土工布將整個梁體覆蓋并保濕。養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)保證預(yù)制梁體一直保持濕潤。預(yù)制梁混凝土養(yǎng)護(hù)情況見圖2。

圖2 預(yù)制梁混凝土養(yǎng)護(hù)示意圖

5 總結(jié)及建議

通過對預(yù)制梁施工工藝進(jìn)行調(diào)整，后期施工的預(yù)制梁中基本無裂縫出現(xiàn)，從而提高了預(yù)制梁的施工質(zhì)量和后期使用壽命。通過施工過程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在今后同類工程施工中參照上述施工方法進(jìn)行施工，可以防止預(yù)制梁梁體出現(xiàn)裂縫，確保預(yù)制梁施工質(zhì)量和使用壽命，減少裂縫處理費(fèi)用，節(jié)省項(xiàng)目投資成本和工期。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

“云貴川桂湘粵青”七省(區(qū))水電站運(yùn)行管理及檢修技術(shù)研討會在四川成都隆重召開

2016年9月20～22日，由四川省水力發(fā)電工程學(xué)會主辦的“云貴川桂湘粵青”七省(區(qū))水電站運(yùn)行管理及檢修技術(shù)研討會在四川成都隆重召開。四川省學(xué)會常務(wù)副理事長兼秘書長吳世勇主持會議開幕式，介紹了到會的七省(區(qū))學(xué)會領(lǐng)導(dǎo)及會議的籌備情況。四川省學(xué)會理事長陳云華致歡迎辭，熱烈歡迎到會的佳賓及技術(shù)人員。在大會學(xué)術(shù)交流中，有七名代表先后在會上發(fā)言，介紹了各自所在單位取得的經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行了答疑，使與會代表受益匪淺，來自七省(區(qū))的170余名代表聚精會神地聆聽大會發(fā)言，并在隨后進(jìn)行的分組討論(1、水工水文、機(jī)械設(shè)備；2、運(yùn)行安全管理；3、一次機(jī)電設(shè)備；4、二次機(jī)電設(shè)備)中暢所欲言，盡數(shù)介紹了各自所在單位的情況，并就共同關(guān)心的問題進(jìn)行了討論。與代會代對四川學(xué)會此次辦會的形式與服務(wù)給予了非常高的評價。四川省學(xué)會副理事長兼副秘書長伍康定主持會議閉幕式，來自七省(區(qū))學(xué)會的領(lǐng)導(dǎo)先后在閉幕式上發(fā)言，盛贊此次會議，并相約2017年貴陽再相見。22日，與會代表參觀了岷江紫坪鋪水利樞紐工程與舉世聞名的都江堰水利工程。

2016-08-15

[TV91];TV545;TV52

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1001-2184(2016)05-0030-03

杜 丞(1983-)，男，四川南充人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

劉麗梅(1982-)，女，四川榮縣人，工程師，從事水利水電工程施工質(zhì)量管理工作；

杜 相(1988-)，男，四川南充人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.