四脚空心方块预制施工技术

四航局二公司2011年青年管理、技术论文发布交流会四脚空心方块预制施工技术李柏恒，夏晓露（中交四航局二公司港珠澳人工岛项目部广东珠海）摘要：结合工程实例，介绍四脚空心方块预制施工工艺并作出优化，同时提出了混凝土表面缺陷的防治措施，可供类似工程借鉴。关键词：四脚空心方块、施工工艺、工艺优化、混凝土表面缺陷防治1工程概况拟建的珠澳口岸人工岛位于珠海市拱北湾近岸海域，地理坐标为22°12’31”N，113°34’31”E。港珠澳大桥珠澳口岸人工岛填海工程（北标段）护面块体四脚空心方块共有9022件。其中标准段四脚空心方块有8109件，标准件的尺寸为1.635m×1.635m×0.98m，单件重3.137吨，混凝土方量为1.307m3；转弯段四脚空心方块有913件，单件混凝土方量为1.3~1.6m3，重3.1~3.9吨。四脚空心方块混凝土标号为C30，设计混凝土总方量为11919m3。2施工工艺流程2.1工艺流程图四脚空心方块预制工艺如下图示：2.2施工工艺2.2.1模板检查、打磨模板加工完成进场时要对模板进行验收。具体验收项目及允许偏差见表1。检查模板是否扭曲变形、损坏，若出现变形、损坏情况，则须对模板进行维修。检查完毕后须对模板进行清理，将模板内表面杂物、粗糙部位通过手提砂轮机、自制铲刀等工具进行打磨、清除，再用清洁柔软的干抹布把。表1钢模板组装质量验收项目及允许偏差项目长度与宽度表面平整度相邻模板面高低差模板拼接缝隙允许偏差（mm）±2≤2≤2≤1模板检查、打磨涂刷脱模剂模板安装混凝土浇注拆模板养护构件转堆图1四脚空心方块预制工艺流程2.2.2涂刷脱模剂模板安装前须涂刷好脱模剂。刷脱模剂可将滚刷、排刷配合使用，滚刷用于立模前，排刷用于立模后补刷。刷脱模剂应连续均匀，不能漏刷。模板脱模剂涂刷完毕应注意保护，以免粉尘、杂物掉落，污染模板。2.2.3模板安装模板安装采用葫芦起吊、人工配合的方式进行。操作人员使用葫芦吊起模板，接着人工扶正，拼装对位后人工把螺栓上紧，模板连接紧固后要求连接孔部位模板间不得留有空隙，拼装口和模板接缝处采用止浆条嵌缝止浆，止浆条要求连续，不得搭接。模板拼装完成，要对整套模板的形体尺寸、拼缝、脱模剂涂刷情况进行全面检查，以保证模板模板安装满足混凝土浇注要求。2.2.4混凝土浇注在预制工作施工前，应委托具有相应资质的试验室设计满足规范及设计要求同时又经济合理的混凝土配合比。混凝土生产时，应严格按照配料单进行配料，不得任意更改。所有使用的原材料均应经监理工程师认可，进场后抽样复检合格后方可使用。搅拌站按配合比生产混凝土后，采用6m3混凝土搅拌车运输到施工现场。混凝土浇筑采用搅拌车自卸、人工配合的方式直接入仓分层浇注。根据模板高度，四脚空心方块分为4层浇注，第一层的浇注厚度为35cm，第二层和第三层浇注厚度为40cm，第四层浇注厚度为48cm，如图2所示：3101487191483101635980ⅡⅡ350第一层400第二层400第三层480第四层图2四脚空心方块分层浇注示意图混凝土浇注前应检查必需的工具如振捣棒、灰铲等是否齐备、作业正常、无损坏。混凝土振捣采用1.5kW插入式振捣棒进行施工，振捣时应将振捣棒垂直插入混凝土中，快插慢拔，梅花型均匀布点，且与模板间距不得少于10cm，从模板一侧向另一侧依序振捣，不得碰撞模板、重复振捣或漏振。当混凝土粗骨料不明显下沉，表面平坦，无明显气泡并开始泛浆时，即表明混凝土已振捣密实。浇注完混凝土，在混凝土初凝前，应进行二次振捣、二次抹面及压光，如有沁水现象，应予排除。混凝土浇注完毕，应及时将模板外表面混凝土、振捣棒、灰铲等工具进行清洗、整理，以免影响下次使用。2.2.5模板拆除混凝土浇注完毕，在正常气温下（20℃）应达到12h后方可拆模。拆模前应全面检查模板是否有漏浆、损坏，若发现则立即在模板上做出标识并查找原因进行维修。拆模时应使用扳手将螺帽全部松动后再逐个拆除，拆除后马上将其和垫片一起拧回到螺杆上，以防丢失。螺杆、螺帽全部拆卸后，使用千斤顶、撬棍等工具顶开模板。顶开模板前应使用支架、葫芦等工具吊住模板，防止模板被拆开后突然翻倒伤人。拆模过程应保持两侧用力均衡，以免挂破块体边角部位，必要时可使用小铁锤轻敲模板，辅助拆模。2.2.6混凝土养护四脚空心方块采用洒水并用塑料薄膜袋包裹的方式进行养护，四脚空心方块在拆模修补之后马上用薄膜袋包裹，防止四脚空心方块水分蒸发，在薄膜袋内形成水汽。四脚空心方块在转运前洒水，保证转运期间四脚空心方块湿润，四脚空心方块在堆放场地放置好后，马上用塑料薄膜袋包裹。四脚空心方块养护不应小于14天，养护期间要保证薄膜袋内水汽充足，若发现薄膜袋破损，需马上进行修补或更换完好的薄膜袋。2.2.7构件转堆在转堆前要对现场同步养护的构件砼试块进行试压，强度达到设计强度的70%后方可起吊。构件转堆时，为防止在转堆过程中因碰撞而损坏，起吊时要慢吊轻放，运输时要平稳行驶，防止震动过大引起碰撞。在转堆前要对每块四脚空心方块喷涂标识。标识应包含块体型号、块体编号及生产日期等基本信息，如SJ493-20110618，其意义是此块体为SJ型号第493块，生产日期为2011年6月18日。标识喷涂部位可选择块体两侧，同时喷涂，比较显眼，在块体安装后亦不会因标识喷在正面造成视觉不适。3工艺优化四脚空心方块因形状特殊，棱角众多，如何保护块体棱角使其完好，使块体赏心悦目是一个尤为重要的问题。四脚空心方块模板采用定型组合钢模板，初始模板方案为整套模板由一块底模和两个相互对称的侧模组合拼接而成。模板样品制作完成进行试用后发现，模板拆除困难，在模板拆除过程中容易造成棱角破损，影响块体表观质量。经讨论研究，对模板方案进行优化，整套模板改为由1块底模、两两相互对称的4块侧模及1块顶模组合拼接，即块体上下左右前后6个面均采用独立钢模板，同时亦将块体中心方孔部位的直角棱角更改为2cm宽的45°倒角。模板进行优化后将大大降低模板的拆除难度，也更好地对块体棱角部位进行了保护。模板改进完成经试用，拆模简单便捷，棱角无损，效果优良。图3模板优化后拼装效果图图4模板优化后块体预制效果4混凝土常见表面缺陷及控制措施四脚空心方块预制常见表面缺陷有崩角、麻面、表面龟裂三类。表面缺陷成因各不相同，要改善缺陷，必须找出最根本原因，才能采取相应措施进行控制。4.1崩角崩角的主要原因有：（1）拆模强度低，使构件棱角受损；（2）模板内侧焊缝不平整、内表面粘附的混凝土茬等其他杂物在混凝土浇注前未清理干净，使模板内表面不光滑；（3）拆模不当，模板碰撞构件。针对崩角产生原因，可采取以下措施进行控制：（1）在正常气温下（20℃）达到12h后方可拆模；（2）打磨模板内表面粗糙部位，使其光滑平整；（3）拆模时应保证模板两侧用力均衡，扶稳模板，避免碰撞构件。4.2麻面麻面产生的主要原因有：（1）模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净，拆模时混凝土表面被粘坏；（2）模板拼缝不严，出现漏浆情况；（3）脱模剂涂刷不匀或漏刷，混凝土与模板粘结，脱模时造成麻面；（4）混凝土振捣不实，气泡未能有效排出，停在模板表面形成麻面。根据上述原因可采取以下措施控制：（1）模板每次使用前均应打磨光滑，清除表面杂物；（2）模板安装时使用止浆条嵌缝安装，止浆条应连续，不得搭接。模板安装完毕须进行整体详细检查，确保模板安装严密；（3）立模后检查脱模剂是否涂刷均匀，对漏刷部位进行补刷；（4）混凝土必须按操作规程分层振捣密实，至气泡完全排出。4.3表面龟裂混凝土表面龟裂产生原因主要是混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，又或因混凝土内外温差过大，产生体积收缩，导致开裂。对此，可采用如下措施控制：（1）混凝土浇注后，对裸露面及时用潮湿材料如草袋、麻袋进行覆盖；（2）在温度低或风速高的气候条件下作业，混凝土浇注完毕后应尽早进行洒水养护，使混凝土保持湿润；（3）采取二次振捣及二次抹面，以免产生松顶或顶面出现干缩裂缝。5结语四脚空心方块作为一种对堤坝起防护作用的预制构件，在防浪消能的同时亦兼顾了大众的景观需求，在实际应用中表现出良好的综合效果，值得在各个工程领域推广。作者简介：李柏恒（1985-），男，广东佛山人，助理工程师，从事港口航道与海岸工程专业夏晓露（1985-），男，江苏南京人，助理工程师，从事港口航道与海岸工程专业