徐興建
(上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司,上海 200000)
文萊TELISAI-LUMUT 高速公路工程全長18.635km,穿越原始森林,沿線共有600m 橋梁1 座,360m 橋梁1座,30m 長橋梁4 座。其中600m 和360m 長的橋梁均設(shè)計(jì)40m 長的T 梁,共計(jì)326 根,結(jié)構(gòu)截面尺寸為梁高2.085m,梁的翼緣寬度為1.95m,翼緣板的邊緣厚度為65mm,梁的馬蹄腳寬度為660mm,馬蹄腳的高度為460mm,腹板的厚度為220mm,腹板高度為1428mm。30m 長T 梁為64 榀,結(jié)構(gòu)截面尺寸為梁高1.623m,梁的翼緣寬度為1.51m,翼緣板的邊緣厚度為65mm,梁的馬蹄腳寬度為610mm,馬蹄腳的高度為460mm,腹板的厚度為200mm,腹板高度為1044mm。
預(yù)制40m 長T 梁為文萊國當(dāng)前設(shè)計(jì)長度最長的T 梁,在工程所在國無歷史施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,項(xiàng)目部對預(yù)制T 梁制作、安裝等環(huán)節(jié)及可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析,針對本項(xiàng)目T 梁施工特點(diǎn)和難點(diǎn),采取相應(yīng)的應(yīng)對措施.
該工程600m 長橋梁位于沼澤區(qū)內(nèi),淤泥深度為12~15m,360m 長橋梁跨越山谷,其余4 座30m 長T梁均跨越河道,但因公路沿線比較長,線路穿低山丘陵區(qū),地形起伏大,預(yù)制梁場位置的選擇對項(xiàng)目的施工組織影響較大。
應(yīng)對措施:通過方案分析、經(jīng)濟(jì)比較,將600m 和360m 長的橋梁將梁場選擇在橋頭進(jìn)行預(yù)制,4 座30m長橋梁的梁場選擇在所跨越的河道上搭設(shè)鋼平臺(tái),在鋼平臺(tái)上原位制梁。
該項(xiàng)目混凝土強(qiáng)度等級為C60,市場上供應(yīng)水泥絕大部分為文萊國當(dāng)?shù)厣a(chǎn)地波特蘭62.5 級水泥,其他進(jìn)口復(fù)合水泥市場數(shù)量很少,且當(dāng)?shù)貨]有粉煤灰供應(yīng),砂的粒徑也非常小,細(xì)度模數(shù)約為1.3,石子采用英標(biāo)單級配20mm 碎石,骨料的含泥量也偏高。如按照中國相關(guān)混凝土施工技術(shù)規(guī)程,文萊當(dāng)?shù)氐幕炷猎牧细緹o法滿足技術(shù)規(guī)范要求,原材料的缺陷會(huì)給預(yù)制T 梁制作質(zhì)量帶來很大隱患,如T 梁的開裂、外觀質(zhì)量通病等。
應(yīng)對措施:通過對周邊國家的材料質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查,在鄰近馬拉西亞、印尼等國家有滿足中國規(guī)范要求的材料供應(yīng),如全部采用進(jìn)口混凝土原材料制作T 梁,工程成本將會(huì)大幅度的提升。項(xiàng)目部技術(shù)人員同時(shí)鉆研國內(nèi)、外混凝土技術(shù)規(guī)程,按照英標(biāo)混凝土配合比理論,利用文萊當(dāng)?shù)卦牧线M(jìn)行多次配合比試驗(yàn),通過控制水灰比、水泥用量、降低砂率、控制骨料級配和含泥量等技術(shù)手段,混凝土技術(shù)性能能夠滿足設(shè)計(jì)和施工要求。配合比如表1 所示。
表1 混凝土材料配比表 單位:kg
根據(jù)汶萊氣象部門提供的歷年雨水統(tǒng)計(jì)資料顯示,年平均下雨天數(shù)超過200d,炎熱多雨的氣候給預(yù)制T 梁混凝土施工帶來困難,主要表現(xiàn)在混凝土入模溫度過高、塌落度損失過快、溫差引起薄壁結(jié)構(gòu)的開裂。
應(yīng)對措施:關(guān)注氣象變化情況,避開雨期澆筑混凝土;選擇在每天15 點(diǎn)后澆筑混凝土,合理避開每天最高溫時(shí)間澆筑混凝土;對攪拌站的原材料堆場搭設(shè)防曬棚、混凝土攪拌用水中加入冰塊等手段,降低混凝土的入模溫度;澆筑完混凝土及時(shí)覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)。
40mT 梁單榀重量為100t,30mT 梁的單榀重量為70t,根據(jù)市場調(diào)研和詢價(jià),在文萊國僅有一臺(tái)30m 梁長架橋機(jī),在當(dāng)?shù)?00t 以上吊車僅有少量幾臺(tái),均在在油田上使用,臺(tái)班價(jià)格達(dá)到2~5 萬人民幣/臺(tái)班。
應(yīng)對措施:結(jié)合成本和工期進(jìn)行分析,對360m 和600m 長的40mT 梁選擇從國內(nèi)進(jìn)口架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè),對30m 長的預(yù)制T 梁直接在河道上搭設(shè)平臺(tái)支架上進(jìn)行預(yù)制,通過千斤頂進(jìn)行落梁安裝。
文萊國對中國勞工配額管控非常嚴(yán)格,該項(xiàng)目所獲批中國籍勞工配額遠(yuǎn)不能滿足施工勞動(dòng)力的需求,需大量引進(jìn)外勞,外國勞工的技術(shù)水平普遍偏低,很多作業(yè)人員均無工地現(xiàn)場作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
應(yīng)對措施:大力開展外勞專業(yè)技能培訓(xùn)教育工作,提升外勞的安全和質(zhì)量意識,對外勞進(jìn)行薪資進(jìn)行定期考核;根據(jù)不同工種,合理控制外勞的配比,關(guān)鍵工種必須為中國籍有經(jīng)驗(yàn)師傅負(fù)責(zé),如混凝土振搗工、看模工、張拉作業(yè)人員;加強(qiáng)技術(shù)交底和全過程監(jiān)控工作。
本項(xiàng)目預(yù)制T 梁設(shè)計(jì)圖紙與國內(nèi)目前的T 梁設(shè)計(jì)有較大差異,主要體現(xiàn)在T 梁的鋼筋配筋率也比國內(nèi)設(shè)計(jì)低,梁端底部鋼筋設(shè)計(jì)也比較單薄,且未設(shè)計(jì)預(yù)埋鋼板,容易造成張拉過程中T 梁端部開裂。
應(yīng)對措施:通過與咨詢當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)公司,弄清設(shè)計(jì)意圖,并聘請國內(nèi)設(shè)計(jì)院對本項(xiàng)目的預(yù)制T 梁設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力及抗裂縫復(fù)核計(jì)算,國內(nèi)設(shè)計(jì)院回復(fù)意見本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙能夠滿足英標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目部嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。
600m 長橋梁為本項(xiàng)目施工的第一座橋梁,預(yù)制T梁橋梁在施工初期生產(chǎn)了9 榀梁,有4 根T 梁腹部產(chǎn)生了裂縫現(xiàn)象。裂縫位于預(yù)制梁中部,每榀梁的裂縫數(shù)量1~3 根,裂縫間距4~8m,裂縫長度約1.5m,上部至翼緣根部,下部至馬蹄腳頂部,且裂縫貫穿腹板,有個(gè)別梁在拆模時(shí)未發(fā)現(xiàn)裂縫,拆模后6~8h 后出現(xiàn)裂縫。另外預(yù)制T 梁在張拉過程中,梁端底部出現(xiàn)了開裂。項(xiàng)目部多次召開預(yù)制T 梁裂縫成因分析會(huì),主要從以下幾方面進(jìn)行分析和尋找解決對策:
(1)臺(tái)座沉降。600m 長橋梁的梁場位于挖方路基上,預(yù)制場地施工時(shí)未破壞到原狀土,臺(tái)座砼及配筋設(shè)計(jì)也很保守,現(xiàn)場實(shí)測臺(tái)面及察看臺(tái)座周邊無沉陷跡象。每根梁拆模后測量胎膜沉降均在3mm 之內(nèi),認(rèn)為臺(tái)座沉降不是產(chǎn)生裂縫的原因。
(2)施工原材料、配合比?;炷猎牧线x用波特蘭水泥,且未加入粉煤灰等材料,水化熱較大,骨料的級配和砂的細(xì)度模數(shù)的影響,混凝土在初期抗拉能力薄弱,材料的缺陷可能是裂縫成因的因素之一。針對文萊當(dāng)?shù)卦牧系那闆r,項(xiàng)目部采購了高效減水劑,通過降低水灰比的方式,減少水泥用量,降低水化熱,但高效減少劑對原材料的非常敏感,多次試驗(yàn)未能解決混凝土的泌水問題,通過分析,如需優(yōu)化配合比,需要采用進(jìn)口原材料,考慮到初期其他5 榀梁均未出現(xiàn)裂縫,大家認(rèn)為配合比不是造成裂縫的主要因素。
(3)施工工藝。在混凝土澆筑過程嚴(yán)格控制下料順序,振搗質(zhì)量,拆模后預(yù)制T 梁的外觀質(zhì)量較好,沒有出現(xiàn)麻面、爛根、露筋等外觀質(zhì)量通病。期初在澆筑完T 梁混凝土后,立即在鋼膜外側(cè)澆水養(yǎng)護(hù),同時(shí)T 梁的拆模時(shí)間安排在次日上午,拆模后立即進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。經(jīng)過測溫試驗(yàn)分析,T 梁的腹部中心的最高溫度在澆筑后20~24h,T 梁澆筑完后立即澆水、晝夜的溫差、拆模時(shí)間過早會(huì)造成T 梁混凝土表面散熱過快,都加劇了混凝土產(chǎn)生的內(nèi)外溫差,造成預(yù)制T 梁產(chǎn)生裂縫。為有效控制T 梁長度方向的溫度應(yīng)力,澆筑完混凝土后,利用土工布對T 梁進(jìn)行全覆蓋,拆模時(shí)間調(diào)整到第3 天的上午,采取上述措施后,所有生產(chǎn)的T 梁未出現(xiàn)裂縫。
(4)梁端裂縫。期初T 梁在張拉過程中,梁的自重將全部轉(zhuǎn)移到端部,T 梁端頭底部混凝土產(chǎn)生了開裂。項(xiàng)目部認(rèn)為T 梁設(shè)計(jì)端部鋼筋過于薄弱,提出在預(yù)制梁端頭增加配筋和預(yù)埋鋼板,但當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)人員認(rèn)為本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完全滿足規(guī)范和施工要求,通過了解當(dāng)?shù)仄渌⌒土簣龅氖┕で闆r,當(dāng)?shù)仡A(yù)制T 梁臺(tái)座全部選擇木模板制作,在張拉過程中,梁端臺(tái)座可以產(chǎn)生一定的變形,則不會(huì)造成T 梁在端部產(chǎn)生開裂現(xiàn)象,項(xiàng)目部采取將臺(tái)座兩端的混凝土臺(tái)座鑿除,選用50mm×100mm 木方作為底胎膜,在后續(xù)的張拉過程中,未出現(xiàn)梁端裂縫現(xiàn)象。
在360m 長橋梁施工時(shí),充分吸取之前的施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),在養(yǎng)護(hù)工藝和拆模時(shí)間上嚴(yán)格控制,但在制梁初期同樣出現(xiàn)了4 根裂縫,裂縫出現(xiàn)位置和產(chǎn)生時(shí)間與600m 長橋梁類似。通過分析,360m 長的梁場位于填方路基上,路基施工在雨季進(jìn)行,填方高度約6m,路基的沉降是造成T 梁混凝土開裂的主因,通過在混凝土中加入適量纖維的方式,增加混凝土的抗裂性能,采取該措施后,該橋梁再未出現(xiàn)T 梁開裂現(xiàn)象。
4 座30m 橋梁同時(shí)施工,施工過程中T 梁未出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,采取在河道上搭設(shè)平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)制,T 梁安裝未使用大型設(shè)備,較好地控制了成本。
(1)預(yù)制梁場的選擇要充分考慮橋梁所在位置、地形分布情況、施工機(jī)械設(shè)備能力、施工順序等。本項(xiàng)目選擇各座橋梁分別設(shè)置梁場雖增加了預(yù)制梁場的資金投入,但該項(xiàng)目所處地形起伏較大,可以大幅度減少對運(yùn)梁便道的投入和運(yùn)梁風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)30m 橋梁采用在原位預(yù)制T 梁,解決當(dāng)?shù)卮笮褪┕ぴO(shè)備緊缺問題,并節(jié)省了吊裝費(fèi)用。
(2)預(yù)制混凝土T 梁的裂縫防治是一個(gè)普遍存在的問題,主要由原材料、混凝土配合比、施工工藝等因素引起的。該項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和實(shí)際施工條件,系統(tǒng)分析T 梁裂縫的成因,采取切實(shí)有效措施,預(yù)制梁的裂縫得到有效控制。
(3)海外項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量管理過程中,需深入學(xué)習(xí)國外技術(shù)規(guī)范,并有效地和國內(nèi)技術(shù)規(guī)范相結(jié)合。按照英標(biāo)要求,該項(xiàng)目利用文萊當(dāng)?shù)鼗炷猎牧线M(jìn)行設(shè)計(jì)混凝土配合比取得成功,節(jié)約預(yù)制T 梁的制作成本。
(4)有效地開展境外屬地項(xiàng)目管理,降低經(jīng)營管理成本,有利于工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)企業(yè)與當(dāng)?shù)貒鐣?huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。該項(xiàng)目在預(yù)制T 梁施工過程中,積極探索中國工人帶班為主,合理分配中國工人和外勞的比例,開展屬地化的員工培訓(xùn)和教育,預(yù)制T 梁的施工質(zhì)量得到有效保障。