小型現(xiàn)澆箱梁孔洞病害分析及治理措施
——以雙D港城南大橋工程為例

江峰孟

中交二航局市政建設(shè)有限公司，遼寧 大連 116000

1 工程概況

雙D港城南大橋跨越臥龍河連接騰龍湖一街與34號(hào)路，全長(zhǎng)177.003m（含橋梁引線長(zhǎng)度），紅線寬度為25m，橋梁中心樁號(hào)為K0+120.009，橋梁寬度為19.7m，橋梁長(zhǎng)度為84m；上部結(jié)構(gòu)為27m+30m+27m的預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，為單箱四室結(jié)構(gòu)，梁高1.6m，內(nèi)箱凈高度為0.95m，梁體采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力筋采用Φ15.2mm低松弛鋼絞線，張拉端采用夾片式錨具?？紤]到箱梁內(nèi)箱凈高度過(guò)小無(wú)法采用梁體一次性整體澆筑方式，因而梁體混凝土采用二次澆筑方式，第一次澆筑梁體頂板以下部分—腹板與底板，第二次澆筑梁體頂板及翼緣板部分，對(duì)前后兩次澆筑的混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿毛、清洗，以確保新舊混凝土的有效黏結(jié)，使強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。

在箱梁第二次混凝土養(yǎng)護(hù)期滿拆模后發(fā)現(xiàn)，箱梁4號(hào)臺(tái)端橫梁最上排部分錨墊板附近前后兩次混凝土澆筑的結(jié)合面出現(xiàn)了形狀不規(guī)則的孔洞質(zhì)量病害。經(jīng)相關(guān)專家綜合分析研判，此病害不影響梁體的整體結(jié)構(gòu)，可采取行之有效的混凝土修復(fù)措施，確保箱梁預(yù)應(yīng)力及時(shí)張拉壓漿作業(yè)。因此，項(xiàng)目部采取了一系列措施對(duì)孔洞病害進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)處理，滿足了相關(guān)設(shè)計(jì)及使用要求，達(dá)到了較為理想的效果。

2 混凝土孔洞病害的形成原因及預(yù)防措施

針對(duì)梁體混凝土孔洞病害，文章從端橫梁處鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土本身質(zhì)量、二次混凝土結(jié)合面處理三個(gè)方面對(duì)病害形成原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。

2.1 端橫梁處鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

原因：箱梁端橫梁鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)較密，尤其是錨墊板下部強(qiáng)度加強(qiáng)區(qū)域鋼筋網(wǎng)間距較小，同時(shí)預(yù)埋的張拉塑料波紋管道布設(shè)在鋼筋骨架內(nèi)，在混凝土澆筑過(guò)程中，振搗棒無(wú)法插入全部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行振搗，導(dǎo)致振搗不充分、不到位。同時(shí)，混凝土在遇到鋼筋網(wǎng)片等阻礙時(shí)出現(xiàn)粗細(xì)骨料離析現(xiàn)象，特別是在波紋管下部區(qū)域極易形成孔洞。

預(yù)防措施：（1）加強(qiáng)與設(shè)計(jì)人員的溝通，經(jīng)過(guò)縝密計(jì)算，優(yōu)化鋼筋布置，合理分配鋼筋間距，預(yù)留好振搗棒的作業(yè)通道；（2）在不影響混凝土振搗效果的前提下，盡可能選擇直徑小震動(dòng)力強(qiáng)的振搗棒，尤其在錨墊板下部強(qiáng)度加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)振搗，使混凝土振搗密實(shí)；（3）優(yōu)化混凝土的配合比，盡可能地縮小此部位所澆筑混凝土的骨料粒徑，改善混凝土的工作性能。

2.2 混凝土質(zhì)量

原因：混凝土粗骨料粒徑過(guò)大，梁體澆筑采用的高強(qiáng)度混凝土的初凝時(shí)間過(guò)短，混凝土澆筑速度過(guò)快，在混凝土未充分振搗前錨墊板下部混凝土已達(dá)初凝。

預(yù)防措施：降低混凝土的澆筑速度，優(yōu)化混凝土的配合比，減小骨料粒徑，適當(dāng)添加混凝土外加劑，改善混凝土的工作性能，延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，錨墊板下部區(qū)域優(yōu)先選擇高強(qiáng)度的細(xì)石混凝土。

2.3 二次混凝土結(jié)合面處理

原因：第二次混凝土澆筑前，因混凝土結(jié)合面錨墊板下部鋼筋過(guò)密，導(dǎo)致混凝土浮渣清理不徹底、鑿毛不到位，且混凝土澆筑前結(jié)合面未進(jìn)行充分濕潤(rùn)。

預(yù)防措施：第一次混凝土澆筑完成后，混凝土初凝前，應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿毛（拉毛）處理；第二次混凝土澆筑前，結(jié)合面周圍的浮渣及強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的混凝土必須清理到位，同時(shí)用清水充分濕潤(rùn)結(jié)合面，適當(dāng)涂抹一層水泥凈漿，有利于新舊混凝土的黏結(jié)。

3 錨墊板附近孔洞病害的治理措施

3.1 孔洞修補(bǔ)材料的選擇

對(duì)混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿除清理后發(fā)現(xiàn)，錨下混凝土孔洞深度最大在12cm左右，外露面面積最大處寬度為12cm、長(zhǎng)度為18cm。為滿足箱梁預(yù)應(yīng)力及時(shí)張拉要求，孔洞修補(bǔ)材料必須滿足強(qiáng)度不低于C50混凝土、早期強(qiáng)度高、無(wú)收縮性能的要求。經(jīng)過(guò)多種材料的性能比選，項(xiàng)目部最終選擇了某公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度無(wú)收縮灌漿料，規(guī)格型號(hào)為ZX-2高強(qiáng)型。相對(duì)于其他砂漿材料，該灌漿料具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）材料強(qiáng)度高、早期強(qiáng)度高，根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度3d能達(dá)到51.5MPa，28d能達(dá)到81.6MPa，有利于預(yù)應(yīng)力及時(shí)張拉壓漿；（2）材料呈自流狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)按14%加水拌和，無(wú)須振搗抹壓便可填充錨下區(qū)域內(nèi)孔洞的全部空隙；（3）材料具有微膨脹性能，不會(huì)因混凝土的收縮導(dǎo)致空隙再次出現(xiàn)，保證了新舊混凝土之間的緊密接觸；（4）材料和易性好、工作性好，不泌水、不分層離析，具有良好的黏聚性、保水性；（5）對(duì)鋼筋、波紋管無(wú)腐蝕性危害；（6）耐久性好，經(jīng)過(guò)200萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)、50次凍融循環(huán)試驗(yàn)后強(qiáng)度無(wú)明顯變化；（7）耐候性能好，在-40～600℃能長(zhǎng)期安全使用。

3.2 混凝土孔洞的修補(bǔ)處理

（1）以人工方式或用小型工具鑿除孔洞附近的松散浮渣及強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的混凝土（見(jiàn)圖1），并進(jìn)行鑿毛處理，過(guò)程中需注意對(duì)鋼筋及波紋管的保護(hù)。灌漿前，用鼓風(fēng)機(jī)對(duì)孔洞進(jìn)行強(qiáng)力吹掃，確保將全部雜質(zhì)清理干凈，并用清水充分濕潤(rùn)混凝土結(jié)合面。

圖1 孔洞鑿除后

（2）孔洞外側(cè)用模板封堵，模板頂部略高于孔洞頂部，模板底部及兩側(cè)用密封膠密封嚴(yán)密，在模板下部預(yù)留注漿孔（見(jiàn)圖2）。

圖2 孔洞修補(bǔ)完成

（3）將配置好的灌漿料倒入事先準(zhǔn)備好的漏斗內(nèi)，采用重力灌漿法進(jìn)行灌漿，漿液由漏斗下方的軟管進(jìn)入模板下部的注漿孔，過(guò)程中要盡可能地抬高漏斗以保證注漿壓力。漿液液面由下到上逐步升高至整個(gè)孔洞被灌滿，漿液由模板上部溢出后再持續(xù)30～60s后停止灌漿，養(yǎng)護(hù)至預(yù)應(yīng)力張拉所要求達(dá)到的混凝土強(qiáng)度。

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉

為降低混凝土二次澆筑結(jié)合面處可能出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力張拉的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)，項(xiàng)目部專門定制了厚度為30mm的鋼板對(duì)錨墊板處的混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理（見(jiàn)圖3），鋼板尺寸略小于梁端張拉槽口。

圖3 錨墊板處鋼板補(bǔ)強(qiáng)

每批拌制的灌漿料預(yù)留3組以上制作同條件養(yǎng)護(hù)試件，待灌漿料強(qiáng)度達(dá)到50MPa以上時(shí)，安裝加強(qiáng)鋼板，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行正常作業(yè)。按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%、彈性模量達(dá)到90%、養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到7d后，按照張拉100%縱向腹板鋼束→張拉縱向頂?shù)装逋ㄩL(zhǎng)鋼束→張拉剩余縱向頂?shù)装邃撌捻樞蚣皶r(shí)張拉鋼束，對(duì)張拉過(guò)程采用雙控措施，以張拉控制應(yīng)力為主，鋼束伸長(zhǎng)值為輔。為避免預(yù)應(yīng)力損失和鋼筋銹蝕，預(yù)應(yīng)力張拉完畢后48h內(nèi)及時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行壓漿。壓漿完成后，及時(shí)對(duì)錨具及預(yù)應(yīng)力筋做防銹、防腐處理，對(duì)梁端混凝土鑿毛進(jìn)行沖洗，設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土，進(jìn)行錨固段封錨作業(yè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)雙D港城南大橋項(xiàng)目在二次混凝土澆筑中出現(xiàn)的孔洞質(zhì)量病害采用的防治措施和整改措施，成功并高效地解決了孔洞質(zhì)量病害問(wèn)題，箱梁的預(yù)應(yīng)力張拉達(dá)到了設(shè)計(jì)及使用要求，對(duì)未來(lái)小型箱梁混凝土二次澆筑施工具有較大的指導(dǎo)意義及借鑒價(jià)值。

結(jié)合該項(xiàng)目對(duì)此病害的處理方案及效果可知，只有對(duì)孔洞病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行充分的分析總結(jié)，才能采取有效措施對(duì)之后項(xiàng)目有可能出現(xiàn)的類似病害進(jìn)行預(yù)防，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的類似病害進(jìn)行治理，從而更好地提高項(xiàng)目的整體質(zhì)量管控水平。