【3】立式扭工字块预制通病防治措施研究

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1、立式扭工字块预制通病防治措施研究 高风伟 李智璞 冯章玄 刘泽亚 夏可强中交一航局五公司第九工程部【摘 要】港珠澳大桥西人工岛扭工字块采用立式工艺预制。在预制过程中难免会出现轻微的漏浆、沉缩裂缝、砂斑砂线、气泡麻面等质量问题。本文针对以上问题提出解决措施，并对立式扭工字块预制及倒运过程中的重难点控制加以介绍。【关键词】扭工字块预制 质量控制 成品保护 混凝土浇筑1、工程概述港珠澳大桥岛隧工程西人工岛岛壁及岛头结构为抛石斜坡式，外坡分别安放消浪性能良好的5t及8t扭工字块体。其中5t扭工字块共32473块，8t扭工字块8250块，预制混凝土9.82万m。选用在港珠澳大桥工程所在地附近的的工区东莞

2、预制场约50000的临时场地作为扭工字块的预制及存放场地。扭工字块采用立式预制工艺，预制场投入5t扭工字块模板200套，8t扭工字块模板25套，一套模板配两套底模。扭工字块预制过程中，发现块体出现了漏浆、沉缩裂缝、砂斑砂线、烂根、气泡麻面等质量问题。为了加强扭工字块的质量，预制场在模板拼装、块体表观质量、砼质量方面不断进行讨论和试验，总结出了一套立式预制可行的质量解决措施。2、施工工艺流程 施工工艺流程如1图所示：图1 立式扭工字预制流程图块预制流程图3、质量问题解决措施及控制重点3.1模板质量控制目前，扭工字块生产已有近两年的时间，且期间停工近一年。据现场统计，平均每套模板使用约200次，并

3、闲置一年，所以，扭工字块模板老化现象非常严重，以致后期出现各种漏浆问题，对块体质量造成一定影响。 老旧模板更新改造及使用控制由于扭工字块预制施工工期较长，南方雨水较多、空气潮湿，不利于扭工字块模板保存及养护。局部扭工字块模板出现内板面锈蚀、止浆条老化、接口错台等现象。解决措施如下：模板尺寸校核：管理人员对立式模板逐块进行尺寸测量，根据测量数据对模板重新配套和修理，较好的解决了块体错牙问题。模板翻新处理：安排专业队伍对锈蚀严重模板重新加工，保证了预制模板外表的光滑度和清洁度。在后期使用过程中逐渐替换掉错台或者漏浆严重的模板。针对钢模因周转使用次数多，易造成轻微变形，从而产生错牙现象，现场将所有钢

4、模进行喷号标识。安排专业队伍对锈蚀严重模板重新加工如图2，保证了预制模板外表的光滑度和清洁度。使用过程中逐渐替换掉错台或者漏浆严重的模板。模板在每次使用之前，内板面清理干净并涂刷模板油。图2模板全面打磨除锈 止浆措施的改良由于止浆条本身硬度小，延展性比拟差，在立式模板撤除过程中，块身模板底部易将模板底座上粘贴的止浆条磨损。更换止浆条时要先将破损的止浆条用铲子铲掉，接着将要粘贴止浆条的部位用角磨机清理干净，最后在该处刷胶，粘贴止浆条，假设粘贴不紧密，浇筑混凝土过程中会将止浆条冲掉，发生严重漏浆现象。在止浆条粘贴后，如果不被模板刮破，至少可以使用50天，然而由于预制场采用的立式预制的施工工艺，中间

5、两肢撤除过程中会刮破底部止浆条，止浆条更换频率加快，影响模板拆装速度。解决措施如下：在止浆条容易刮破的位置上粘贴0.5mm厚钢板如图3，钢板在螺栓孔对应位置开孔。在止浆条外表粘贴钢板，并且有效的保护了止浆条，延长了止浆条使用寿命，漏浆明显减少。而且节省了购置止浆条的费用，减少了人工费用，减少了更换止浆条花费的时间，加快了模板撤除速度。相比普通止浆条，高性能泡沫止浆条可如图4压缩量大，弹性好，不易损坏，使用周期长，性价比拟高。 图3 模板外表粘贴钢板 图4 高性能泡沫止浆条 端头模板开焊处理经现场调查发现，约有80%的漏浆均发生在扭工字块上下肢端头位置。因此控制端头漏浆尤为重要。通过对端头模板的

6、详细调查以及对浇筑过程的监控，发现由于端头模板在制作时焊接处采用点焊的方式，且使用时间较长使用次数较多，从而造成较普遍的局部开焊现象。此问题为导致端头漏浆的主要原因。解决措施如下：针对端头模板局部开焊的现象，最先采用铁腻子对开焊部位进行封堵，封堵效果较好，但由于后续施工的浇筑振捣，端头模板会受到震动，时间稍长铁腻子就会脱落。最后采用焊接的方式，将开焊处补焊如图5，此方式效果较好，而且未出现想象中的变形过大问题。端头模板补焊后漏浆现象明显减少，此做法有利于提高块体质量，减少修补工作量，为施工中的控制要点。图5 模板端头空隙从外板面补焊 模板变形控制由于扭工字块模板使用时间较长，周转次数较多，局部

7、模板出现变形现象。解决措施如下：1混凝土强度到达设计要求时，立式预制块体直接吊出两片侧模；撤除中间局部两片纵向对称轴模板时采用左右松动法：在下横肢支撑底座、中间局部两片纵向对称轴模板三片模板连接处各焊接一根25圆钢，利用撬棍可将中间局部两片纵向对称轴模板左右松动，模板左右脱离块体5cm左右时，龙门吊直接吊起模板慢慢移出，运至下一个块体预制位置。2模板中间两肢分别焊接两根6.3斜撑如图6。在模板撤除过程中，斜撑有效地保护模板不发生变形。图6 模板加焊6.3斜撑加固3.2 混凝土浇筑质量控制混凝土浇筑为扭工字块预制中最重要的环节。浇筑质量的好坏直接影响混凝土强度的开展以及块体的表观质量。浇筑过程需

8、控制的重点较多，对块体质量影响较大，个别工序施工存在一定难度，通过对现场实际生产情况的综合分析，总结为一下几点。 混凝土坍落度控制立式扭工字块预制过程中，坍落度的大小对块体质量影响较大，坍落度较大时块体外表砂线较多；坍落度较小时，施工困难，而且气泡难以排出，下肢常出现大气泡。通过场施工情况，坍落度应控制在7090mm为最正确。因广东地区夏天气温较高，混凝土失水较快，而且使用的7m罐车内的混凝土需30min才能消耗完，因此到后期常出现混凝土失水过多，坍落度减小的问题。针对此问题，采用减小罐车运送方量的方法，控制每辆罐车每次只运送5m混凝土，减少混凝土在罐车内的时间。此方法在夏天温度较高时应用效果

9、良好。 振捣过程控制经现场调查分析，影响扭工字块下肢顶部气泡及水线和上肢腋部轻微沉缩裂缝的关键因素在于振捣过程。由于扭工字块的特殊形状的限制，浇筑分层及振捣时间都应十分精确，才能将下肢顶部气泡及水线程度降至最低并将上肢腋部沉缩裂缝彻底消除。由施工情况经来看，假设分层不准，下肢顶部将会出现大气泡；假设振捣时间缺乏，下肢顶部及中部块身气泡会较多；假设振捣时间过长，下肢顶部将会出现较多细小砂线，块身处也会出现明显砂线，8t块体下肢顶部会出现松顶现象；假设分层浇筑时间控制不到位，上肢腋部会出现轻微的的沉缩裂缝。针对以上问题经过现场屡次试验总结出一套较为合理的分层及振捣控制方法。1分层情况立式扭工字块预

10、制浇筑分层具体情况如图7所示：图7 立式扭工字块浇筑分层情况其中对于5t扭工字块，第一层为0.8m，第二层为0.57m，第二层为0.8m；其中对于8t扭工字块，第一层为1.3m，第二层为0.8m，第二层为1.3m。2振捣时间针对立式扭工字块预制，振捣时间如下：5t扭工字块，第一层3min，第二层4min，第三层3min；8t扭工字块，第一层4min，第二层5.5min，第三层4min；3分层间隔时间具体振捣顺序及间隔时间如下： 1#第一层2#第一层1#第二层2#第二层移动下灰平台； 3#第一层4#第一层3#第二层4#第二层移动下灰平台； 5#第一层6#第一层5#第二层6#第二层移动下灰平台；

11、1#第三层2#第三层3#第三层4#第三层5#第三层6#第三层。图8 浇筑顺序图采取上述浇筑顺序，第一层与第二层浇筑间隔时间约为5分钟，第二层与第三层浇筑间隔时间约为1小时。 4现场具体控制虽具体分层情况及振捣时间已确定，但由于现场施工常采用两台罐车配合两台装载机为两个振捣平台上料，其中间过程难以控制。为到达控制目的，需要保证振捣手与罐车放灰人员以及装载机司机三者之间的沟通，且放灰人员应做到准确放料。解决措施如下：采用规定每一台装载机只对应一个振捣平台上料；为振捣手、放灰人员及装载机司机均配备对讲机；并且根据以上提到的分层情况，在装载机铲斗内做出标准方量的标记，以到达精确放料的目的。此方法应用效

12、果良好。3.3 揭盖抹面质量控制 严格清理顶面由于以往错误的施工经验，顶模撤除完成之后，没有清理干净，导致顶模混凝土残渣较多。振捣过程中立式扭工字块顶面气泡残留较多，混凝土初凝顶模撤除过程中，混凝土残渣破坏顶面完整性，顶面缺陷较大，影响整体外观质量。解决措施如下：揭盖之后立即对顶模进行清理，并涂刷优质模板油如图9。此方法可以有效提高块体顶部抹面质量，使块体顶部保持良好形状。图9 顶面打磨除锈涂刷模板油 3.3.2 弧形抹面工具最初为考虑振捣方便而设计的顶面模板的中部为下灰口，此位置恰好在块体两侧弧面的相交位置。当撤除顶模后下灰口位置不能成形，且此处两侧为弧面，难以依靠人工在短时间内做出较完美的

13、形状。为保证顶面施工质量，参照建筑行业中常用到的角抹，设计出一种扭工字块顶部抹面专用工具。如图10所示：图10 弧形抹面工具设计图此工具根据扭工字块外顶面形尺寸设计，由两片弧形钢板焊接而成，符合扭工字块顶部两弧面以及其交线的形状，中部安装把手。利用此工具容易将下灰口处形状抹出。 3.3.3 顶面下部处理由于扭工字块模板使用时间较长，个别顶模出现变形，且由于模板自身形状问题变形顶模难以修正。假设抹面时不对顶部下边沿进行处理，常会造成错台，错台较大者甚至会在拆模过程中出现破坏的现象，严重影响块体质量。解决措施如下：找出变形的模板，要求抹面人员对此模板对应块体特殊处理，即沿块身模板上边沿内侧用抹子刮

14、一条线，将多余混凝土去除，防止错台出现。此为针对老化变形模板抹面工序的控制重点。3.4 缺陷修补质量控制扭工字块外表修补工作是保证块体表观质量的重点。由于扭工字块下肢及块身气泡难以彻底消除，当模板撤除后，要对其外表的气泡凹坑进行修补。 3.4.1黑白水泥配比修补材料采用108建筑胶掺加普通硅酸盐水泥和白水泥，但不正确的黑白水泥配比常会引起修补后块体出现较大色差。为保证修补后无色差，经过多组比照实验得出，采用黑白水泥掺加比例为6:5所配的修补水泥浆颜色最接近块体颜色，此比例可满足大局部块体不同部位的修补要求。 3.4.2修补过程控制经对现场施工过程的总结，修补过程为：修补前先对存在气泡缺陷的地方

15、进行洒水润湿，然后用小抹子将调好的修补水泥浆抹进直径超过5mm的气泡凹坑内，顶部要与块体圆弧面保持同一平面，高出圆弧局部要及时刮除，修补时注意不要将修补材料抹到气泡凹坑外部，影响观感；完成气泡凹坑修补后，使用修补水泥浆抹在第一次修补位置和直径小于5mm的气泡擦抹一遍，以调节色差和平整度。当夏天天气较热时，修补水泥浆失水较快，常出现干缩或掉落的现象。针对此问题，应采用修补后将块体下肢覆盖土工膜养护的方法，覆盖与养护可使水泥浆不致失水过快，强度正常开展。有效的减少了修补水泥浆干缩及掉落现象。3.5 储存区块体养护 扭工字块要求的养护时间为14d，当块体运至储存区之后，仍需要对其进行养护。由于今年受

16、安装进度影响，场区内需要养护的块体存放量较大且存放较零散时，养护难度大大增加。单独采用人工洒水的方式很难保证到达标准。针对此问题，参考消防洒水车原理设计了一款扭工字块养护专用的可移动喷淋养护设备。该设备由储水桶、汽油泵、喷水枪和型钢骨架组成。储水桶容积为5m，将其固定在型钢骨架的内部，在骨架顶部设有操作平台及护栏，汽油泵和喷水枪均安装在操作平台上，两者通过透明钢丝软管相连，其中喷水枪由万向轴连接平台，汽油泵扬程为32m，。如图12所示： 图12 可移动喷淋养护设备使用时操作人员站在操作平台上控制喷水枪的方向，以确保扬程内的块体均能得到养护。喷洒完一片区域后将此设备搬移喷洒其他区域。由于预制场现

17、有叉车一辆，可使用叉车对该养护设备进行搬移。此设备的应用可以很好地解决储存区块体养护困难的问题，节省人力，提高施工效率而且由于此设备洒水高度较高，养护比人工洒水更为到位，养护质量较好。3.6 防雨措施广东地区常年多雨，且抹面工序比浇筑工序滞后约一个小时，突然降临的急雨无法及时应对，会对扭工字块顶部抹面质量产生严重的影响。为消除降雨对施工的影响，设计并制作了一套扭工字块顶部防雨罩。如图13所示：图13 扭工字块防雨罩内部骨架由直径为12mm的钢筋焊接而成，外表用帆布覆盖。均按照8T块体顶部尺寸设计，但内部支架加长，使其适用于5T块体。此设计结构简单，总重约15kg，使用时由2人用专门设计的支撑工

18、具撑至块体顶部，两端通过防雨罩内部支架架于顶部端头模板，操作方便。根据现场施工情况，当块体抹面时间超过混凝土初凝一段时间后约2-3h，将不再需要防雨措施，根据浇注速度共需制作20套即可满足防雨要求。使用方法为初次抹面后即覆盖防雨罩，二次抹面时将防雨罩揭掉，抹面完成后再次覆盖防雨罩，无多余防雨罩时可将最前一个揭下循环使用。顶部防雨罩的使用可以使抹面工序很好地适应急雨天气，能够防止急雨天气施工时新抹顶面不会被雨水冲刷，保证了块体的质量，又免去了顶部冲刷后修补造成的经济损失。其操作简便，通用性强，且取材大多为现场废料，投入较少。3.7倒运、储存、装船过程中的块体保护扭工字具有形状特殊、单重较大以及内

19、部无钢筋的特性，块体容易在受到冲击时破坏，而且，在倒运及储存时块体容易被污染影响外观质量，因此在倒运、储存、装船过程中需要对块体进行保护。 装载机缓冲轮胎缠废吊带扭工字块吊装及倒运采用两种方式：一是使用吊车将块体从底模上吊起，通过平板车倒运到储存场地，再用吊车将块体从平板车上卸下并摆放；二是改造后的装载机直接对块体进行起吊倒运及摆放，此装载机经过特别改制，将铲斗换成专用吊具。但应用装载机倒运时会出现块体与装载机碰撞的现象。针对此问题，将装载机与块体易发生碰撞处用废旧轮胎进行保护。但后续吊装中发现，块体与轮胎碰撞处常被轮胎染成黑色，且难以处理。解决措施如下：将缓冲轮胎周围缠一圈废旧吊带对块体进行

20、隔离如图14。此操作可以很好地防止块体被染黑，而且吊带强度较大，不易被块体压坏，可长期使用。 图14 装载机缓冲轮胎缠废吊带 无接触储存方法为节省储存空间，最先采用块体连锁的摆放方式，即前方块体的上半部压于前方块体下肢如图15。但在施工中发现应用此摆放方块体在吊装时常出现块体之间碰撞的现象，容易造成块体损伤，而且此摆放方式会导致前一块体下肢承受压力较大，长期如此放置具有一定的平安风险。后又采用如图16的摆放方式，此方式将前方扭工字块上肢端头抵于前方块体的中部，此方式虽可以解决前方块体下肢受压的问题，但由于块体之间直接接触，吊装时仍有磕碰问题存在。上述2种方式均存在存放角度不一、重心高度过高以及

21、块体之间接触面过多等缺乏，常造成吊车不能一次起吊就完成装车作业，还需先调整块体角度，待位置适宜后二次起吊才能完成装车。 图15 扭工字块摆放方式I 图16 扭工字块摆放方式II 图17 扭工字块摆放方式III针对以上问题，分析导致块体磕碰的原因在于块体之间的直接接触，所以针对扭工字块的特殊形状，设计出一种块体之间无接触的摆放方式，如图17所示。此摆放方式块体之间无接触，块体与地面自然接触，受力较均匀。根据现场实际施工情况来看，应用此种摆放方式可极大地减少扭工字块的损坏率，根本杜绝因吊装时磕碰造成的块体断裂。4、结束语以上对立式扭工字块预制及出运过程中质量控制方面重点及难点做出了总结与分析，并对一些质量问题的解决措施做了介绍。为以后的扭工字块预制质量控制提供一些具有参考价值的经验。 参考文献： 1水运工程混凝土施工标准(JTS202-2022)S. 人民交通出版社, 2022.6. 2水运工程质量检验标准(JTS257-2022)S. 人民交通出版社, 2022.12. 内容总结1立式扭工字块预制通病防治措施研究 高风伟 李智璞 冯章玄 刘泽亚 夏可强中交一航局五公司第九工程部【摘 要】港珠澳大桥西人工岛扭工字块采用立式工艺预制2 3#第一层4#第一层3#第二层4#第二层移动下灰平台3 5#第一层6#第一层5#第二层6#第二层移动下灰平台