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號路，全長177.003m（含橋梁引線長度），紅線寬度為25m，橋梁中心樁號為K0+120.009，橋梁寬度為19.7m，橋梁長度為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。考慮到箱梁內(nèi)箱凈高度過小無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，對前后兩次澆筑的混凝土結(jié)合面進行鑿毛、清洗，以確保新舊混凝土的有效黏結(jié)，使強度達標(biāo)。

在箱梁第二次混凝土養(yǎng)護期滿拆模后發(fā)現(xiàn)，箱梁4號臺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)力及時張拉壓漿作業(yè)。因此，項目部采取了一系列措施對孔洞病害進行修復(fù)補強處理，滿足了相關(guān)設(shè)計及使用要求，達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、混凝土本身質(zhì)量、二次混凝土結(jié)合面處理三個方面對病害形成原因進行分析，并提出預(yù)防措施。

2.1 端橫梁處鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計

原因：箱梁端橫梁鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計相對較密，尤其是錨墊板下部強度加強區(qū)域鋼筋網(wǎng)間距較小，同時預(yù)埋的張拉塑料波紋管道布設(shè)在鋼筋骨架內(nèi)，在混凝土澆筑過程中，振搗棒無法插入全部區(qū)域內(nèi)進行振搗，導(dǎo)致振搗不充分、不到位。同時，混凝土在遇到鋼筋網(wǎng)片等阻礙時出現(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）加強與設(shè)計人員的溝通，經(jīng)過縝密計算，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力強的振搗棒，尤其在錨墊板下部強度加強區(qū)域內(nèi)，應(yīng)加強振搗，使混凝土振搗密實；（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大，梁體澆筑采用的高強度混凝土的初凝時間過短，混凝土澆筑速度過快，在混凝土未充分振搗前錨墊板下部混凝土已達初凝。

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，延長混凝土的初凝時間，錨墊板下部區(qū)域優(yōu)先選擇高強度的細(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)合面未進行充分濕潤。

預(yù)防措施：第一次混凝土澆筑完成后，混凝土初凝前，應(yīng)及時對混凝土結(jié)合面進行鑿毛（拉毛）處理；第二次混凝土澆筑前，結(jié)合面周圍的浮渣及強度不達標(biāo)的混凝土必須清理到位，同時用清水充分濕潤結(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 孔洞修補材料的選擇

對混凝土結(jié)合面進行鑿除清理后發(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、長度為18cm。為滿足箱梁預(yù)應(yīng)力及時張拉要求，孔洞修補材料必須滿足強度不低于C50混凝土、早期強度高、無收縮性能的要求。經(jīng)過多種材料的性能比選，項目部最終選擇了某公司生產(chǎn)的高強度無收縮灌漿料，規(guī)格型號為ZX-2高強型。相對于其他砂漿材料，該灌漿料具有以下技術(shù)優(yōu)勢：（1）材料強度高、早期強度高，根據(jù)試驗檢測結(jié)果，其抗壓強度3d能達到51.5MPa，28d能達到81.6MPa，有利于預(yù)應(yīng)力及時張拉壓漿；（2）材料呈自流狀態(tài)，現(xiàn)場按14%加水拌和，無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）對鋼筋、波紋管無腐蝕性危害；（6）耐久性好，經(jīng)過200萬次疲勞試驗、50次凍融循環(huán)試驗后強度無明顯變化；（7）耐候性能好，在-40～600℃能長期安全使用。

3.2 混凝土孔洞的修補處理

（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度不達標(biāo)的混凝土（見圖1），并進行鑿毛處理，過程中需注意對鋼筋及波紋管的保護。灌漿前，用鼓風(fēng)機對孔洞進行強力吹掃，確保將全部雜質(zhì)清理干凈，并用清水充分濕潤混凝土結(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（見圖2）。

圖2 孔洞修補完成

（3）將配置好的灌漿料倒入事先準(zhǔn)備好的漏斗內(nèi)，采用重力灌漿法進行灌漿，漿液由漏斗下方的軟管進入模板下部的注漿孔，過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)護至預(yù)應(yīng)力張拉所要求達到的混凝土強度。

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，項目部專門定制了厚度為30mm的鋼板對錨墊板處的混凝土進行補強處理（見圖3），鋼板尺寸略小于梁端張拉槽口。

圖3 錨墊板處鋼板補強

每批拌制的灌漿料預(yù)留3組以上制作同條件養(yǎng)護試件，待灌漿料強度達到50MPa以上時，安裝加強鋼板，對預(yù)應(yīng)力張拉進行正常作業(yè)。按照設(shè)計及規(guī)范要求，梁體混凝土強度達到設(shè)計強度的95%、彈性模量達到90%、養(yǎng)護齡期達到7d后，按照張拉100%縱向腹板鋼束→張拉縱向頂?shù)装逋ㄩL鋼束→張拉剩余縱向頂?shù)装邃撌捻樞蚣皶r張拉鋼束，對張拉過程采用雙控措施，以張拉控制應(yīng)力為主，鋼束伸長值為輔。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)及時對預(yù)應(yīng)力孔道進行壓漿。壓漿完成后，及時對錨具及預(yù)應(yīng)力筋做防銹、防腐處理，對梁端混凝土鑿毛進行沖洗，設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土，進行錨固段封錨作業(yè)。

4 結(jié)束語

針對雙D港城南大橋項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)量病害問題，箱梁的預(yù)應(yīng)力張拉達到了設(shè)計及使用要求，對未來小型箱梁混凝土二次澆筑施工具有較大的指導(dǎo)意義及借鑒價值。

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