摘要:沉箱预制是重力式码头的主要分项工程,其预制质量直接影响码头的整体质量。结合汕头港广澳一期工程沉箱重力式码头的施工监理实践,分析大型沉箱预制表观质量缺陷常出现的位置;实际使用的材料、施工环境、人员操作等因素对表观质量缺陷成因的影响;并介绍采取的对策和取得的效果。

关键词:沉箱;预制;表面缺陷;监理

汕头港广澳港区一期工程新建2 个5 万t 级重力式码头泊位, 需预制3 种类型大型沉箱共49 个,其中A 型1 个, 重787 t, 高12.3 m, 宽10.5 m,长11.26 m,前趾宽1.0 m;B 型47 个,重883 t,高14.3 m,宽10.5 m, 长11.26 m, 前趾宽1.0 m;C 型1 个,重875 t。沉箱预制投产前期,由于人员、材料、机械及配合比等因素,混凝土普遍存在着表观缺陷:

1) 混凝土表面气泡现象严重。沉箱前趾斜面部位的混凝土表面气泡现象尤为明显,气泡数量多且偏大。

2) 沉箱前趾斜面砂斑、砂线现象严重。构件垂直面部位也不同程度地存在着砂斑、砂线,个别位置的砂斑面积较大,砂线也较长。

3) 沉箱前趾斜面边角的小崩角、小面积蜂窝现象较多。A 型沉箱崩角现象主要出现在斜面中部和趾脚两边的后角边处,B 型和C 型沉箱则集中在上部斜直面的交接处和前趾底边线中, 但其崩角和蜂窝面积相对较小。

4) 外观有时会出现明显的色差。在预制生产中, 通过一段时间的观察摸索,采取相应对策,改善或消除了上述表面缺陷,提高了预制沉箱的表观质量,得到了业主质量监督部门的肯定。

1 气泡

气泡出现位置:前趾斜面,越平缓的地方气泡越多越大,其他地方也偶有出现。分析其成因, 主要是振捣不够充分或振捣手经验的欠缺。施工中虽然大部分振捣手基本符合一般的工艺要求,但施工中针对性不强,混凝土振捣不够密实,下料分层厚度控制不好,造成无法最大限度地排除混凝土料内部的空隙气体;此外,混凝土粘稠,

气泡也不易排除。

主要控制对策包括:

1)对原材料质量严格把关。对砂、石、水泥进场即时做好试验,含泥量超标,石粉过多、粒径规格不达标的,责令退场,不得用于混凝土的拌制。

2)对拌合系统进行控制,包括料仓改造,加强对各出料、接料口的检查,防治各料仓入料时对相邻料仓的混合量过大而影响实际配比, 控制好配合比含砂率;另外,对储备的级配石料进行清洗,减少其石粉含量,避免混凝土粘稠度过高,砂偏细、细小颗粒多、砂细度模量较小时要调整砂率。混凝土拌和物的坍落度控制在3~5 cm 为宜。

3)对人员到位、改良施工操作等进行监管,规范混凝土浇筑的分灰及振捣工序。控制下料的层厚,振捣时要先外后内、快插慢拔,必须有翻浆现象,控制好振捣时间并进行总结; 每层均匀分灰下料厚度控制在40 cm 左右;振捣棒垂直混凝土进行振捣,前趾斜面斜振要到位, 每振点的振动持续时间保证混凝土获得足够的捣实程度,直至混凝土停止下沉、不再冒气泡、表面出现平坦泛浆为止。振捣过程插入下层

混凝土中不少于50 cm,振点间距40 cm。通过规范混凝土浇筑工艺,减少了混凝土外观气泡、麻面、砂斑等缺陷。

4)在构件模板斜面中部开出多个直径12 cm 气孔,为使斜面混凝土得到充分振捣,换用准75 mm 振捣棒,对减少斜面的气泡亦有明显改善。

5)尽量不用油性脱模剂,如果用也要经过稀释,且均匀涂刷,不涂太厚,否则容易产生小油泡残存在混凝土表面。

2 砂斑、砂线砂斑、砂线现象主要出现在沉箱前趾斜面。其主要成因为:

1) 混凝土拌合物水灰比对泌水率有很大影响。水灰比小时,混凝土保水性好,振捣后泌水率较小,产生“假凝”现象,当混凝土收缩后,与模板之间(特别在斜面部位)容易形成负压腔,会使混凝土拌和物中形成1 个水流通道, 水将其表面尚未达到强度的水泥颗粒冲掉,而形成砂斑、砂线。

2) 混凝土振捣不够密实或下料分层厚度控制不好形成气泡,暂时集聚在构件表面,而气泡能吸收混凝土拌和物中的游离水。当构件表面吸水后的多个气泡集聚起来, 能够在混凝土收缩与模板间有空隙时形成贯通多个气泡的水道, 并可在混凝土凝固前冲刷水泥颗粒形成砂线, 或在混凝土凝固到有一定强度时形成水线。

3) 混凝土分层振捣完毕后, 其顶面有泌水,如果其顶面上游离水不断积聚, 就可能沿模板与混凝土间的缝隙流下,形成砂线。主要控制对策包括:

1) 控制原材料质量、混凝土的拌制质量和分层浇筑的厚度,规范振捣工艺,减少构件表面附着气泡的数量,截断游离水通道,减少砂线和水线的产生。

2) 混凝土配合比尽量使用减水剂,在便于施工的前提下坍落度控制尽可能小, 斜面浇注时混凝土分层,加强振捣,使混凝土尽量密实、减少收缩和负压吸水的机会; 混凝土浇注高度稍高于斜面模板排气孔低点位置,尽量利用气孔排除前趾的积水。

3) 利用前趾斜面模板上的开孔,在封孔时预留细小缝隙,以便在混凝土与模板离开形成“空腔”时,不断有空气补进平衡压力。注意掌握好预留缝隙的尺度,不能让水泥浆流出来,以避免形成新的砂斑、砂线和蜂窝,或水泥浆将缝隙堵塞,而不能达到模板内外压力平衡的目的。

4) 尽量避开雨天浇筑混凝土,若在浇筑过程中下大雨,采取防雨措施并停止浇筑,待雨小后再继续浇筑。浇筑前查看模板内若有积水,则需在模板相应部位割孔排水,后再焊平继续浇筑,并将混凝土强度提高1 个等级。

3 缺边掉角

缺边掉角现象主要出现在前趾斜直面的交接边棱处。其成因主要包括:

1) 除因模板结构特点外,拆模引起崩角主要原因是拆模方法不当。由于在拆模过程中动作过于剧烈,且在吊模时吊机配合不够,因此经常在起吊过程中模板碰撞块体而导致崩角。

2) 前趾斜面模板内角小, 模板内侧焊缝不平整且附有焊渣,周转时模板没清除干净,内侧不够光滑,使构件混凝土与模板的摩擦力和粘着力增大,当用千斤顶脱模时,顶位不一致或附着力不平衡时,就会偏心受力,使模板没有平行向外脱离,造成构件崩角。主要控制对策包括:

1) 充分利用早期强度,在确定满足拆模强度后才能拆模,若气温降低,改用适宜的早期外加剂或延长拆模时间。

2) 模内角拼接处加焊条形扁钢削角,定期清理模板内侧,使模板光滑平整,减小粘着力和摩擦力。

3) 脱模时由专人指挥, 参与人员步调一致,使模板平行向外脱模。

4) 使用容易脱模、不污染构件的脱模剂。

4 发展趋势

目前,因受国际金融危机影响,全球经济遭受重创,短期内的不确定性因素增多。受全球经济增长速度普遍下降的影响, 全球货物贸易增长率也出现明显下滑。从长远发展来看,尽管目前的金融危机对相关企业产生不利影响, 但中政府宣布了4 亿元人民币的经济刺激方案, 其中将有2 万多亿元用于基础设施建设, 初步计算可直接拉动1 亿t 左右的钢材需求。此外,随着加快灾区重建,全国多个省份推行的“家电下乡”(包括:彩电、冰箱、手机、洗衣机等,农户购买此类家电可享受13%的财政补贴), 汽车下乡,农机下乡(根据品种不同,国家也给予财政补贴),加大对重点工程、技术改造、兼并重组等方面的信贷支持, 调整出口关税等一揽子政策的加快实施等,无疑都将为钢铁市场带来利好因素。预计该方案对经济增长的提振作用将逐步显现, 钢铁等一些行业也显示出更强的信心。尽管我国经济发展面临着来自国际国内的严重困难和严峻挑战, 但我国经济发展的基本面和长期发展趋势没有改变。随着世界经济全球化进程不断加快、对外贸易的增长以及内需的加大,我国经济仍将持续较快发展, 虽然未来发展速度可会有所下降,但因基数已经较大,增长的规模仍很可观。总体来看, 中国钢铁工业在2020 年之前的预测期内仍将呈发展态势, 钢铁产量的上升期在2020 年前分成2 个阶段,2010 年前为快速上升阶段,2010—2020 年为稳定发展阶段。由于目前外矿价格不高,加上国内矿石开采成

本高、品位低等原因,华北地区部分钢铁企业的外矿依存度已达到80%以上,有些钢铁企业甚至完全采用进口矿石。根据国家环境保护及资源保护的相关政策的要求,预计未来华北地区矿石需求中进口矿石所占比例还将有所提高。通过对调研资料、数据所做的分析,预测华北地区2010 年、2015 年和2020 年消进口铁矿石总量为15 800 万t、17 150 万t 和18 490 万t。

5 结语

华北地区是我国钢铁企业最为集中的地区,根据腹地内各省、市、区产业政策以及钢铁企业发展现状和规划,未来几年内,钢铁企业的外矿依存度将不断提高,进口矿石需求量必将呈上升趋势。

参考文献:

[1] 国家发展和改革委员会综合运输研究所. 曹妃甸港区矿石码头二期运量预测研究》[R].北京:国家发展和改革委员会综合运输研究所,2009.

[2] 中国港口发展报告编委会.中国港口发展报告(2008—2009)[M].上海:中国港口杂志社,2009.

[3] 杨素莲,陈洪源,朱明新.河北港口在危中寻机快速发展[J].中国港口,2009(7):14-15.

[4] 国家发展和改革委员会,建设部.方法与参数[M]3 版.北京:中国计划出版社,2006.