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小型薄壁U型槽预制件的质量影响因素与控制措施

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董姣芝

摘要：以海南省红岭灌区田间工程小型薄壁U型槽预制件混凝土施工为例，介绍海南热带岛屿季风性气候地区环境下，分析小型薄壁U型槽的质量影响因素与控制措施。

关键词：小型;薄壁;U型槽;影响因素;控制措施

中图分类号：TB ? ? 文献标识码：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.04.094

1 概述

1.1 工程概况

海南省红岭灌区田间工程涉及屯昌县、定安县、海口市、文昌市四个市县。田间工程建设内容包括建设U型预制件砼斗渠（分斗渠）、农渠、农沟、干管（分干管）、排水斗沟、新建机耕路、改建机耕路、新建加压泵站，累加总长约8488.572km，U型预制件砼斗渠、分斗渠、农渠、农沟总长3679.53km，占全线长度的43.3%，其中壁厚4cm的U30、U40预制件砼2849.64km，占U型预制件砼总长度的77.4%。

1.2 需要关注的问题

在U型槽预制件混凝土施工中，壁厚4cm的U30、U40小型预制件占U型槽预制件总长的77.4%，因此，控制好小型薄壁U型槽预制件的质量是田间工程混凝土质量控制过程中的一个非常必要的重点环节。

2 小型薄壁U型槽预制件的质量缺陷成因分析

通过对现场多个 U 型槽预制场的实地考察，观看整个小型薄壁U 型槽预制件制作过程，并对小型薄壁U 型槽预制件的质量缺陷进行分析，归纳、总结了小型薄壁U 型槽预制件制作成型过程中存在的外观质量缺陷形式和种类以及外观质量缺陷的成因。现从人、机、料、法、环、测等因素具体分析小型薄壁U 型槽预制件的质量缺陷形式和种类及成因如下。

2.1 麻面

成因分析：（1）U型槽模板长度为1m的钢模板，选择的插捣工具不合适或插捣不密实，没有将混凝土中的气泡及时引出，致使气泡滞留于混凝土与模板之间，造成麻面;（2）混凝土拌和物坍落度过大，易产生离析，水泥浆体顺着内外模板间隙处漏走，导致U型槽预制件表面砂浆缺损，进而产生麻面;（3）浇筑U型槽混凝土下料前对模板清理工艺不当，以及内外模板卡扣不紧或卡扣數量不足，使内外模板卡扣不严密，造成水泥浆体顺着内外模板的间隙流走，导致U型槽预制件表面砂浆缺损，进而产生麻面;（4）模板表面附有原混凝土浆、砂浆、水泥浆等其它不洁净杂物，导致U型槽预制件制作成型后表面出现麻面;（5）模板脱模剂涂刷不均匀或面部漏刷，容易出现拆模时U型槽混凝土表面粘结模板，引起麻面;（6）第一次使用新模板刷脱模剂不充分，U型槽预制件成型后表面出现花纹式的麻面。

2.2 蜂窝

成因分析：（1）混凝土配合比采用不合理，石头多、砂子少或砂、石级配不好，使混凝土和易性差，易产生离析，造成U型槽预制件表面局部砂浆缺损严重，形成蜂窝;（2）砂子偏粗，砂的空隙率大，混凝土密实度降低，混凝土和易性差，易产生离析;（3）作业人员质量意识淡薄，为施工方便擅自加水，增大坍落度;（4）模板孔隙未堵好，模板加固螺丝螺帽数量不足、卡扣数量不够或加固螺丝未完全紧固，使内外模板卡扣不严密，导致漏浆严重;（5）捣实工具不合适、捣实不到位，使混凝土不均匀、不密实，造成局部砂浆缺损严重;（6）混凝土下料方法不当，混凝土产生离析;（7）混凝土搅拌不充分使混凝土浆体包裹骨料不充分，造成构件表面局部砂浆缺损严重。

2.3 孔洞

成因分析：（1）U型槽内外模板间距偏小，捣实混凝土拌和物困难，没有插振到位的地方容易形成孔洞;（2）砂石骨料级配不好，致使混凝土拌和物流动性差，或混凝土拌和物出现离析，粗骨料下沉集中，造成混凝土浇筑不畅;（3）插捣工具不合适，导致捣实不充分，造成部分混凝土松散;（4）水泥结块或骨料中含有泥块等杂物，影响水泥砂浆与骨料之间的胶结，造成部分混凝土松散;（5）骨料粒径过大，混凝土下料中被钢筋卡住，致使其下部混凝土形成孔洞;（6）浇筑时未分层下料，使下部混凝土插捣不充分，形成松散部分。

2.4 缺棱掉角

成因分析：（1）U型槽模板耳朵端口设计角度偏小，导致拆模困难，引起严重缺棱少角;（2）施工人员经验不足，拆模用力过猛，使U型槽边角受外力或重物撞击，棱角被碰掉;（3）拆模方法不当或模板使用频繁，使模板变形，致使拆模困难，引发严重的缺棱少角;（4）U型槽成型后，用专用车运输过程中，路面不平整，造成构件边角掉落;（5）模板表面混凝土浆、水泥浆等残渣未清理干净;（6）施工人员经验不足，拆模时间过早，混凝土本身强度低，造成混凝土边角很容易随模板拆除而破损;拆模时间过迟，用力敲打钢模，容易造成U型槽棱角缺损。

2.5 干缩裂缝

成因分析：（1）U型槽混凝土成型后未及时养护或养护不当，受到风吹日晒使混凝土表面水分散失过快、过多，导致混凝土表面收缩剧变，而混凝土内部温度变化很小、收缩小，由于混凝土内部的约束作用产生拉应力而引起开裂;（2）采用细度模数小和含泥量大的粉砂作为原材料配制混凝土，导致预制构件抗拉强度低，收缩大而产生干缩裂缝;（3）混凝土坍落度过大或振实过度容易产生离析，造成U型槽上部端口砂浆多，收缩性大，引起端口出现深度裂缝;（4）施工人员经验不足，拆模时间过早，混凝土中的水分过早蒸发导致较大的收缩变形，从而在混凝土表面出现干缩裂纹。

2.6 烂根

成因分析：（1）模板加固螺丝螺帽数量不足、加固螺丝未完全紧固，导致漏浆严重，引起烂根现象;（2）U型槽预制场地不平，模板与地面接触的间隙较大，水泥浆体从模板底部流走，导致U型槽下部烂根严重;（3）模板孔隙未堵好，造成严重漏浆或烂根。

3 质量控制措施

经过现场实际考查，形成小型薄壁U型槽预制件外观质量缺陷的原因是多方面的，既有施工人员管理不到位、作业人员操作不规范以及技术配合比不合理，也有使用工具不合适、模板损坏等多种原因。现从人、机、料、法、环、测等方面，有针对性地制定质量控制措施。

3.1 技术措施

3.1.1 设计合理的混凝土配合比

海南省紅岭灌区田间工程U型槽强度等级为C25，根据海南省地材的实际情况，结合现场施工条件，同时满足人工浇筑壁厚为4cm的U型槽混凝土前提下，混凝土施工配合比进行两次调整。在水泥品种不变的情况下，第一次选择细度为2.2～3.0的河砂，粒径规格为5～25mm的碎石，进过试验，施工作业人员反馈：（1）石头容易被卡在下部三分之一的横向钢筋处，造成钢筋露筋，同时下部出现孔洞现象;（2）插捣时阻力比较大，有些位置难以捣实充分，容易出现孔洞现象。第二次选择粒径规格为5～20mm的碎石进行试验，露筋、孔洞现象大有改善，但外观麻面还时有发生，查其原因为砂子细度模数大，砂子偏粗。经过几次调试，砂子细度为2.2～2.6时混凝土拌和物的工作性良好，U型槽拆模后的外观质量有了很大改观，最终U型槽的混凝土配合比碎石选定粒径规格为5～20mm的碎石，砂子细度以2.2～2.6为控制基准进行施工配合比的调整。因此，设计一个合理的混凝土配合比是小型薄壁U型槽预制件混凝土施工的前提。

3.1.2 混凝土拌制前的质量保证措施

（1）对每个新开工的U型槽预制场施工作业人员进行U型槽施工技术交底。

（2）对进场的各原材料进行抽样检测，确保水泥、砂石骨料均为合格品，特别是预制U型槽的砂子，对细度要加以控制，控制范围为2.2～2.6。

（3）严格控制好砂石骨料的粒径，避免出现超径，试验室加强对砂子的检测频次，及时提供粗细砂掺配比例，确保预制U型槽的砂子细度在2.2～2.6范围内。

（4）配备合适的捣实工具：1m长钢寸管，一头套0.2m长Ф18圆钢，并打磨成钢钎状，工人使用方便，确保下部混凝土插捣到位;配备2～3把橡胶锤，轻敲钢模板，帮助混凝土中的气泡排出。

（5）配备足够的模板紧固螺丝螺帽，确保内外模板卡扣充分，并逐一检查模板加固情况。

（6）对端口角度偏小的模板加以调整到合适角度，定期校正变形的模板，严禁使用变形模板，对难以校正的模板予以清除出场。

（7）及时清理模板上的混凝土浆、砂浆、水泥浆等其它不洁净杂物，确保模板表面洁净、无杂物附粘。

（8）模板刷脱模剂要充分，特别是新进钢模板刷脱模剂更要充分。

（9）U型槽预制场地要整平或进行场地硬化。

3.1.3 混凝土拌制及运输过程中的质量控制措施

（1）严格控制混凝土配合比，并做到各原材料称量准确。

（2）控制混凝土搅拌时间，最短不得少于规范要求，确保混凝土搅拌均匀。

（3）在各原材料称量准确的前提下控制好混凝土的坍落度，并加强坍落度检测频次，控制坍落度在16～18mm范围内。

（4）控制混凝土的水灰比、水泥用量，砂率不要过大。

（5）监督现场混凝土拌制、避免使用过量粉砂，并严格控制砂、石的含泥量。

（6）混凝土拌和物采用手推小斗车人工运输。

3.1.4 混凝土浇筑及养护过程中的质量控制措施

（1）用小灰桶将运输振动过的混凝土拌和物在小斗车里拌匀。

（2）U型槽混凝土浇筑采用小灰桶进行分层下料，下料一层，插捣一次，分2～3层完成，确保混凝土插捣充分。

（3）控制振捣时间，最短不得少于规范要求，也不得过度插捣，导致粗骨料下沉集中，水泥浆体在上部集中。

（4）监督现场混凝土拌制、U型槽上口端均匀挤压包裹水泥浆的中石，进行两次收面。

（5）拆模时注意对边角的保护，避免用力过猛。

（6）拆模后的U型槽采用土工布覆盖并及时洒水养护或整个预制场安装地灌洒水养护。

（7）养护前避免太阳直接暴晒，U型槽预制件在连续养护期内始终保持湿润，如有必要适当延长养护时间。

3.1.5 其他措施

（1）根据外界气候，适时调整作息时间，避开一天中的高温时段，减少因高温水分丢失快产生的裂缝。

（2）U型槽预制件在运输过程中，需保持路面平整，防止U型槽预制件运输中因颠簸而受损。

3.2 组织措施

对每一个U型槽预制场，在U型槽混凝土施工前，严格按照审批后的专项施工组织设计和技术方案配备人员、机械、设备、材料等。搞好现场安全、施工技术交底工作、配备专职质检员进行检查;施工过程中，重点控制U型槽混凝土的水灰比、坍落度。加强各U型槽预制场的施工管理，做好U型槽混凝土施工前的各项准备工作，确保U型槽混凝土施工措施落实到位。每月进行一次质量检查，对检查出的不合格U型槽现场集中销毁，不允许不合格U型槽预制件流转到下一道工序。

4 U型槽混凝土预制件质量控制比对情况

通过对田间工程定安片区安良预制场的U30、U40两种规格的U型槽预制件进行质量检查，其质量检查的数据分析统计见表1～表4。从表1～表4可以看出，U30、U40两种规格的U型槽预制件混凝土的施工工艺在不断完善，施工质量有了很大提高。U30、U40两种规格的U型槽预制件的合格率由76.9%提高到95.6%，达到了95.0%的目标控制值。

5 结语

通过对田间工程小型薄壁U型槽预制件混凝土施工质量影响因素的认真分析，并采取了一系列的质量控制措施，我们对小型薄壁U型槽预制件混凝土浇筑技术有了很大的提高，积累了一定的施工经验，为今后类似工程提供一定的参考价值。

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