大跨徑懸灌連續(xù)梁0號塊混凝土施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

王建紅WANG Jian-hong

（中國鐵路上海局集團有限公司上海鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部，上海 200000）

0 引言

大跨徑懸灌連續(xù)梁0號塊（后文簡稱“0號塊”）具有截面尺寸高、混凝土方量大、預(yù)應(yīng)力管道多等特點，0號塊混凝土施工難度大，蜂窩麻面、支座板上方脫空、混凝土不密實等質(zhì)量缺陷頻發(fā)。采取有效的混凝土澆筑措施是保證0號塊施工質(zhì)量的關(guān)鍵，本文依托新建上海經(jīng)蘇州至湖州鐵路東苕溪特大橋120#-123#墩跨湖嘉申線（90+180+90）m連續(xù)梁拱0號塊施工實踐，重點闡述了混凝土澆筑質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)。

1 工程概況

新建上海經(jīng)蘇州至湖州鐵路東苕溪特大橋120#-123#墩連續(xù)梁拱橫跨湖嘉申線（規(guī)劃三級航道），孔跨布置為90m+180m+90m，主梁全長361.6m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室箱梁截面形式，拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。箱梁0號塊節(jié)段長17m，梁面寬度16.3m，箱梁底寬10.8m，翼緣板寬度1.25m；中支點處箱梁中心梁高11m，頂板厚度為0.62m，翼緣板端部厚0.24m，底板厚度為1.075m，腹板厚度為1.5m（見圖1），墩頂中支點處橫隔墻厚度為4m。0號塊混凝土共1575m3（含拱腳），采用梁柱式鋼管支架現(xiàn)澆施工，2021年7月底完成澆筑。

圖1 0號塊中支點橫斷面圖

2 0號塊混凝土施工質(zhì)量控制難點

高速鐵路大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用箱形截面，0號塊位于連續(xù)梁中支點處，具有截面高、混凝土方量大、普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋密集等特點（見圖2）。因此，混凝土施工質(zhì)量控制存在以下難點：

圖2 0號塊縱向預(yù)應(yīng)力橫斷面圖

①易造成混凝土離析。0號塊波紋管、鋼筋等比較密集，且截面最大高度達11m，下料高度大，易造成混凝土離析。同時，在混凝土澆筑過程中由于鋼筋阻隔，混凝土下料困難時采用振搗棒強行驅(qū)趕下料，易造成混凝土中粗骨料與膠凝材料分離。

②易產(chǎn)生界面冷縫。0號塊澆筑方量大，所需時間較長，新舊混凝土界面易出現(xiàn)冷縫。

③易產(chǎn)生蜂窩麻面、脫空不密實等現(xiàn)象。在支座板上方、隔墻、倒角及腹板處因普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋密集，混凝土下料困難，振搗棒難以深入到混凝土中，導(dǎo)致漏搗，從而產(chǎn)生蜂窩麻面、脫空等現(xiàn)象。

④易產(chǎn)生溫度裂縫。0號塊混凝土方量大，水泥水化熱引起混凝土內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化,箱梁結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜局部養(yǎng)護困難易出現(xiàn)溫度裂縫。

3 0號塊混凝土施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 混凝土性能控制

0號塊采用C55混凝土，設(shè)計坍落度為160mm～200mm，含氣量為2%～4%，水膠比為0.34。針對0號塊鋼筋密集、視覺盲區(qū)處采用不同的混凝土塌落度是解決脫空、不密實的有效措施。0號塊混凝土澆筑時，橫隔墻范圍混凝土坍落度為200mm，底板、腹板及頂板混凝土坍落度宜控制在180～195mm之間，0號塊具體部位混凝土坍落度取值（見表1）。

表1 0號塊分區(qū)域混凝土塌落度取值表

3.2 混凝土澆筑順序

為避免產(chǎn)生不均勻沉降裂縫和界面冷縫，0號塊采用分兩次現(xiàn)澆成型，第一次澆筑高度為8.7m，第二次澆筑高度為2.3m，從懸臂端開始向橋墩位置方向澆筑，并按照水平分層（每層厚度30cm），縱、橫向?qū)ΨQ連續(xù)澆筑，上下按照底板、腹板、頂板的順序澆筑（見圖3、圖4、圖5）。

圖3 0號塊澆筑順序（橫橋向）

圖4 0號塊澆筑順序（順橋向）

圖5 0號塊澆筑順序（頂板）

3.3 下料孔的布置

由于0號塊截面最大高度11m，鋼筋、波紋管等比較密集，易造成混凝土離析，且易因混凝土在下料過程中粘結(jié)在模板上，而產(chǎn)生蜂窩麻面。因此，為保證混凝土的澆筑質(zhì)量，在腹板及橫隔墻布設(shè)下料筒（見圖6、圖7），間距為1.3～1.5m。0號塊混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑高度為8.7m范圍，底板下料時，可從頂板直接下料。每個下料筒底口與澆筑面的距離應(yīng)小于2m。布置下料筒時應(yīng)避開波紋管位置。

圖6 下料筒布設(shè)圖（橫隔墻）

圖7 下料筒布設(shè)圖（腹板）

3.4 混凝土振搗

連續(xù)梁0號塊梁體高、構(gòu)造復(fù)雜、混凝土方量大，易出現(xiàn)冷縫和蜂窩麻面病害，混凝土的振搗情況很大程度上決定了混凝土的澆筑質(zhì)量。為此，采取以下質(zhì)量控制技術(shù)措施：

①0號塊橫隔墻構(gòu)造復(fù)雜，特別是底橫隔墻處，四周封閉，在倒角處易出現(xiàn)視覺盲區(qū)，振動棒難操作，在橫隔墻下料筒、無波紋管的位置臨時開孔洞（50cm×50cm），作業(yè)人員從洞口進入橫隔墻內(nèi)進行振搗作業(yè)。

②采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r，移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為5cm～10cm，與側(cè)模應(yīng)保持5cm～10cm的距離；每一振點的振搗連續(xù)時間為20～30s，以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度，防止過振、漏振。

③在支座處、倒角處、腹板根部和錨墊板處等加密振點，加強振搗，但不得過振，同時不得破壞錨墊板、波紋管等預(yù)埋件。

④澆筑過程中安排人員檢查底腹板、橫隔墻的混凝土密實度，尤其是倒角處，可采用小鐵錘敲擊模板，當(dāng)聲音不清脆時，則該部位混凝土已經(jīng)密實；同時對模板接縫、拉筋、模板拉桿螺栓等進行巡視檢查，及時上緊，防止漏漿。

4 大體積混凝土的溫控措施

4.1 溫控標準

混凝土的入模溫度不宜超過30℃。應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時加劇混凝土內(nèi)部溫升。混凝土養(yǎng)護期間，砼芯部溫度不宜超過60℃，不得超過65℃；砼芯部與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度之差均不應(yīng)大于15℃。

4.2 混凝土拌合物溫度及出機溫度計算

①混凝土拌和物溫度T0。

帶入表2數(shù)值，T0=27.8℃

表2 原材料溫度及每盤用量

②混凝土拌和物出機溫度T。

攪拌攪拌機棚內(nèi)溫度：Tp=31.5℃，則混凝土拌和物出機溫度：T=T0-0.16（T0-Tp）=28.4℃＜30℃，符合施工要求。

4.3 主要溫控措施

①原材料降溫。石子存放陰涼處，用高壓冷水噴淋石子，但使用中要嚴格控制含水量；拌合用水必要時加冰塊降溫；安排專人對水泥罐噴冰水或地下水冷卻，同時水泥罐用土工布包裹，防止暴曬。

②泵送混凝土的管道采用保溫被包裹，并及時灑水保濕；混凝土澆筑前對0號塊鋼筋及模板進行灑水降溫，并用吹風(fēng)機將積水清理干凈后開始混凝土澆筑。

③混凝土溫度監(jiān)測：為監(jiān)測混凝土澆筑完成后表面及芯部溫度變化情況，在0號塊底板、腹板、頂板及橫隔墻內(nèi)分別埋設(shè)2根測溫元件，一根布置在結(jié)構(gòu)層中間位置用于監(jiān)測芯部溫度，另一根布置在結(jié)構(gòu)層混凝土表面與覆蓋物之間用于監(jiān)測其表面溫度?；炷翝仓瓿珊箝_始對混凝土環(huán)境、表面及芯部溫度進行監(jiān)測，監(jiān)測時間點分別為0:00、6:00、12:00、18:00。

④0號塊混凝土方量大、澆筑時間較長，底板混凝土澆筑完成后應(yīng)立即覆蓋清潔的塑料膜，初凝后撤去塑料膜并覆蓋土工布灑水養(yǎng)護；澆筑腹板混凝土?xí)r通過測溫元件監(jiān)測混凝土芯部溫度變化情況，當(dāng)溫度較高時對腹板外側(cè)模進行噴水降溫。

⑤混凝土的養(yǎng)護：混凝土澆筑完成后，頂板四周設(shè)置防水橡膠條，混凝土表面覆蓋土工布并灑水，采用蓄水養(yǎng)護措施；底板則覆蓋土工布并灑水，每日灑水次數(shù)以保證現(xiàn)場土工布濕潤狀態(tài)為宜，一般不少于5～6次，養(yǎng)護期不應(yīng)少于14d（濕度大于60%）。

5 結(jié)語

通過現(xiàn)場觀察，0號塊混凝土表面平整，無蜂窩麻面、露筋、空洞、剝落掉塊等現(xiàn)象；通過人工敲擊0號塊支座附近混凝土，聲音清脆、無回響；通過雷達檢測圖像無明顯反射界面，無異常反射。因此，0號塊混凝土外觀質(zhì)量良好，實體密實、無空洞等質(zhì)量缺陷，觀感及實體質(zhì)量合格。本文基于工程實例，闡述了大跨徑懸灌連續(xù)梁0號塊混凝土施工質(zhì)量控制技術(shù)要點，解決了施工中存在的一些問題，有效避免了0號塊混凝土施工質(zhì)量缺陷，對類似工程具有一定的借鑒作用。