装配式管涵质量通病治理研究

装配式管涵质量通病治理研究

Summary：为提高高速公路装配式管涵施工质量，针对出现的裂缝、渗水等质量通病进行研究。从混凝土施工、现场拼装、后期路基填筑等方面进行分析，提出相应质量提升管控措施，为后续同类工程提供参考。Keys：装配式管涵；通病治理；质量控制一、引言：装配式构件与现浇涵洞比，在造价、质量、进度、安全、环保等方面有明显优势。通过预制构件厂集中生产、装配化施工，提升管理效率；通过标准化、流程化工序施工，使得涵洞品质大幅提升。但安徽省部分项目工程交工验收检查发现，还是存在部分构件出现裂缝、接缝砂浆脱落渗水等质量通病。针对相应质量通病进行分析研究，提出相应质量控制措施，进一步提高涵洞施工质量。二、预制涵洞构件情况介绍：装配式涵洞较传统现浇涵洞有较大优势，可提高施工单位工作效率，缩短工期；采用预制工厂集中加工、养护，有利于构件质量提高和美观性；安全可控，减少支架搭设潜在安全隐患；各工序生产标准化，质量可系统保证，提升工程品质；节能减排，集中预制可减少材料浪费，减少能耗；机械化生产，作业环境改善，保护环境；同比传统盖板式通道节约造价成本。装配式涵洞施工过程如图1示：图1：装配式箱型涵洞（通道）施工图。目前涵洞构件病害主要集中在顶板裂缝，裂缝多由铰接缝处向顶板中心发育，顺行车方向或稍倾斜；裂缝长0.5-2m,宽度小于0.2mm。病害严重如铰缝挤压开裂、脱皮（见图2）；部分铰缝脱离，贯通渗水（见图3）。图2装配式涵洞开裂脱皮图3装配式涵洞接缝渗水三、预制构件混凝土施工中裂缝成因，主要包含内容如下：（1）、原材料质量。砂石材料中含泥量超标，导致混凝土坍落度损失增加；混凝土收缩性增强，在硬化早期产生裂缝。原材料质量不达标，导致混凝土质量差，路基填筑涵洞承载后产生结构裂缝。（2）、水灰比控制不严。混凝土施工过程中随意加水，或者混凝土配制中用水量偏多，易加大收缩裂缝发生概率。原材料中含泥量超标，会导致施工中混凝土坍落度损失增大，增加过程中控制风险，导致混凝土水灰比失控。（3）、混凝土拆模过早，拆模过程对混凝土碰损，局部形成裂缝。构件存放需排列整齐。顶板层叠不宜超过5层，层间采用垫不隔开。侧墙应直立存放，防止倾覆碰撞损伤。（4）、混凝土养生。早期养生不及时或者养生不足，导致早期混凝土出现裂纹。未采用喷淋养生或者喷淋覆盖不足，导致养生效果差。（5）、施工温度控制不足。露天预制构件施工时，夏季高温天气施工混凝土，太阳暴晒或大风天气，易形成早期裂纹。（6）、预制构件存放不当，保存或者转运过程中碰撞，产生裂缝。铰缝混凝土损伤，后期受力后参数裂缝。构件强度达到设计强度的75%以上方可拆模、起吊、移动，达到设计强度的90%以上方可出厂。[1]（7）、预制构件钢筋保护层偏小或露筋，导致安装后不能满足正常受力，产生网状裂缝。上述混凝土裂缝处理与普通混凝土结构物相同，通过严格控制原材料质量，严格按配合比配制混凝土，加强养生及成品构件保护等基本措施，可控制构件裂缝。构件预制前，应进行混凝土配合比、坍落度等专项试验。对强度不足或者严重病害构件进行补强处理，补强后仍不能满足使用要求的返工处理，避免不合品构件进行拼装施工，导致后期更大损失。构件拼装质量对涵洞裂缝影响分析1、预制构件顶板四角尺寸偏差，导致顶板与侧板耦合不严密，后期路基填筑应力集中导致顶板裂缝。预制构件平面四角斜对角方向误差偏大，导致顶板和两侧板安装不平顺。直接导致后期路基填土后，结构受力不均匀。质量控制措施：预制构件厂必须使用钢模板，且保证足够强度和刚度，使用一段时间后检查其刚度和平整度，保证预制构件尺寸稳定。顶板和侧板需进行拼装试验，模板调校合格后，配套使用。后续构件进行编号存放，并配套拼装。最大限度减少因构件尺寸偏差导致安装不顺或者耦合不严密。构件拼装前，应在场内进行试拼装，验证施工配置的可行性、结构的安全性和稳定性。主体拼装应按先安装预制底板，在进行侧墙、顶板的顺序进行；如采用现浇底板，则按先侧墙，再进行顶板安装，最后进行底板浇筑。2、顶板和侧板安装铰接缝耦合砂浆施工质量差，构件耦合不严密，后期路基填筑应力集中导致顶板裂缝。铰接缝处，涂设粘稠状态的M10水泥砂浆，用以顶板就位时的铰缝自行填塞。砂浆强度不足或者安装过程中易破碎，导致耦合不足。构件安装过程时间长，砂浆变干硬后，不能满足施工要求。质量控制措施：构件拼装过程时间较长，普通M10砂浆不易满足现场施工要求。建议改用环氧树脂砂浆，现场采用桶装树脂和定制重量包装砂进行拌制，小方量现拌现用，保证构件耦合强度和密贴要求。减少因构件拼装不严密、耦合异常，应力集中产生裂缝。五、后续路基填筑对涵洞裂缝影响分析山区高速填料多以弃渣石方为主，涵洞上直接填筑土石方。根据桥涵规范要求，涵洞顶部的填土厚度必须大于0.5m后方可以通行车辆和筑路机械[2]。调查发现，涵洞顶0.5m以上路基石方振动碾压，对涵洞构件影响较大，构件振动明显。特别是全部填石路基，震动荷载传递明显，对预制构件结构稳定影响较大。质量控制措施：严格按规范在涵洞两侧及顶部0.5m范围，采用人工配合小型机械的方法夯填密实。建议在涵洞两侧及顶部填筑时，在涵洞周边0.5m范围填筑碎石及石粉混合料，进行包裹保护，受力均匀。避免填筑石块直接接触涵洞，产生不利集中受力影响，导致涵洞出现损伤或者裂缝。避免压路机直接在涵洞上方进行高强度振动作业，宜减少填筑层厚，采用弱振或静压，并增加振动遍数来夯实路基。通道顶板上回填时，厚度小于0.5m范围应采用静压设备压实。压路机行走方向与通道轴线平行。最大程度减少压路机振动作业，对装配式涵洞构件影响。部分高填方路基，装配式涵洞裂缝明显增多。设计中需考虑高填方路基压力对装配式涵洞构件受力影响，核算构件是否能满足此条件下结构受力。考虑到构件预制过程、安装施工中等不利因素影响，建议高填方段涵洞构件进一步加强结构设计，增加安全富余系数。六、接缝砂浆脱落及渗水病害分析接缝处砂浆早期养生不及时发生干缩脱落，受外力振动影响脱落，沉降缝处变形导致接缝砂浆挤压脱落等。砂浆脱落处，沥青麻絮不饱满，背后防水板密贴不牢固等原因，导致接缝渗水或析白钙。质量控制措施：可参考房屋建设接缝涂刷，在接缝砂浆中增加有延展性能布网或者铁丝网，增加接缝砂浆抗裂性能。M10普通砂浆也可调整为环氧树脂砂浆，提高砂浆强度及相关延展性能。接缝二次修补，建议在涵洞顶路基填筑完成后，涵洞沉降基本完成后进行。由于砂浆脱落、沥青麻絮不饱满、背后防水板密贴不牢固等原因，接缝形成渗水通道，导致渗水析白钙。质量控制措施：外测接缝内部空隙全部填塞饱满沥青麻絮，接缝处涂覆不小于5mm厚的热沥青，随即热帖SBS改性沥青防水卷材[3]。及时完成台背回填，防止防水卷材长时间暴晒，避免防水卷材老化。山岭地区涵洞台背填筑及顶部路基基本为透水性材料，建议在涵洞周边增加EVA防水板或碎石土封层隔水，减少后期渗水风险。小结：加强涵洞台背回填分层质量控制，如采用台背回填层厚控制标尺；采用防水SBS沥青贴涂涵洞背部，自粘式SBS沥青贴等处理涵洞沉降缝，管涵防水层涂刷等措施，可有效提高涵洞防水及接缝质量，减少后期病害发生。图3防水及接缝质量控制示意图八、结语：严格进行预制混凝土施工，加强接缝施工质量控制，优化后续路基填筑施工，可明显降低装配式涵洞质量病害发生。特别是目前房屋建设对裂缝、渗水等均提高施工标准，各种新型材料也在不断应用。高速公路涵洞接缝及渗水处理亦可参考，使用新材料、新工艺于接缝及防水施工。在适当提高造价的基础上，能很大程度上降低质量病害风险，提高高速公路外观形象。Reference：安徽省质量技术监督局