12.2.1 墩台混凝土工程
1.混凝土的浇筑和养护
1)混凝土的浇筑
为保证混凝土浇筑时不产生离析现象,混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2 m,浇筑高度如超过3 m必须采取措施,用串筒或溜槽等。浇筑混凝土时应分段分层连续进行,浇筑层高度应根据混凝土供应能力、一次浇筑方量、混凝土初凝时间、结构特点、钢筋疏密综合考虑决定,一般为振捣器作用部分长度的1.25倍。使用插入式振捣器应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.5倍(一般为30~40 cm)。振捣上一层时应插入下一层5~10 cm,以使两层混凝土结合牢固。振捣时,振捣棒不得触及钢筋和模板,表面振动器(或称平板振动器)的移动间距应保证振动器的平板覆盖已振实部分的边缘。
浇筑混凝土应连续进行,如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,并应在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件确定,一般超过2h应按施工缝处理(当混凝土凝结时间小于2h时,则应当执行混凝土的初凝时间)。浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况,发现问题应立即处理,并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完好。
柱浇筑前底部应先填5~10 cm厚与混凝土配合比相同的减石子混凝土,柱混凝土应分层浇筑振捣,使用插入式振捣器时每层厚度不大于50 cm,振捣棒不得触动钢筋和预埋件。柱高在2m之内,可在柱顶直接下灰浇筑,超过2 m时,应采取措施(用串筒)或在模板侧面开洞口安装斜溜槽分段浇筑。每段高度不得超过2 m,每段混凝土浇筑后将洞模板封闭严实并箍牢。柱子混凝土的分层厚度应当经过计算确定,并且应当计算每层混凝土的浇筑量,用专制料斗容器称量,保证混凝土的分层准确,并用混凝土标尺杆计量每层混凝土的浇筑高度,混凝土振捣人员必须配备充足的照明设备,保证振捣人员能够看清混凝土的振捣情况。柱子混凝土应一次浇筑完毕,如须留施工缝应留在主梁下面。浇筑完后,应及时将伸出的搭接钢筋整理到位。
2)混凝土的养护
(1)覆盖浇水养护。
根据外界气温在混凝土浇筑完后3~12 h内,用草帘、芦席、麻袋等适当材料将混凝土表面覆盖,并经常浇水保持湿润,大部分混凝土工程采用该种养护方法。
覆盖浇水养护应符合以下规定:混凝土的浇水养护时间,对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土,不得少于14 d;当采用其他品种水泥时,混凝土的养护应根据所采用水泥的技术性能确定。
浇水次数应根据能保持混凝土处于湿润的状态来确定,混凝土的养护用水与拌制水相同。当日平均气温低于5℃时,不得浇水。
(2)塑料薄膜养护。
将塑料薄膜直接覆盖在混凝土构件上,使混凝土与空气隔绝,水分不再被蒸发,采用双层薄膜,下层用黑色,上层用透明的,四周必须压严。该法优点是不必浇水,操作方便,能重复使用,能提高混凝土的早期强度,加速模具的周转。
(3)薄膜养护液养护。
将可成膜的溶液喷洒在混凝土表面上,溶液挥发后在混凝土表面凝结成一层薄膜,使混凝土表面与空气隔绝,封闭混凝土中的水分不再被蒸发,而完成水化作用。适用于表面积大的混凝土施工或浇水养护困难的情况。常用塑料薄膜养护剂有氯乙烯-乙烯养护剂和过氯乙烯树脂塑料薄膜养护剂。
(4)加热养护。
为了加快混凝土预制构件的强度增长速度,提高模具的周转速度,预制构件常采用加热养护方法。
(5)蒸汽养护。
施工现场多采用地下的养护坑上覆盖养护罩或简易的帆布、油布。蒸汽养护分为4个阶段:静停阶段,指混凝土浇筑完毕至升温前在室温下先放置一段时间,一般2~6 h;升温阶段,混凝土由原始温度上升到恒温阶段,温度急速上升会使混凝土表面因体积膨胀太快而产生裂缝,因此升温速度必须控制好,一般为10~25℃/h(干硬性混凝土为35~40℃/h);恒温阶段,是混凝土强度增长最快的阶段,一般恒温时间为5~8 h,恒温加热阶段应保持90%~100%的相对湿度,恒温的温度应随水泥品种不同而异,普通水泥的养护温度不得超过80℃,矿渣水泥、火山灰水泥可提高到90~95℃;降温阶段,在此阶段内,混凝土已经硬化,如降温过快,混凝土会产生表面裂缝,因此降温速度应予控制,一般情况下构件厚度在10 cm左右时,降温速度每小时不大于20~30℃。为避免由于蒸汽温度骤然下降而引起混凝土构件产生裂缝变形,必须严格控制升温和降温的速度,出槽的构件温度与室外温度相差不得大于40℃,当室外为负温度时,不得大于20℃。施工现场常采用坑式蒸气养护,可间歇式生产,其设备简单。
(6)太阳能养护。
用透光材料搭设的养护棚(罩),直接利用太阳能加热养护棚(罩)内的空气,使棚内混凝土能在足够的温度和湿度下进行养护,获得早期强度。现在常用的养护方法为棚罩式、覆盖式等。棚罩式养护是在混凝土构件上加盖养护棚罩,棚罩的材料可用透明玻璃钢、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜等。其中以透明玻璃钢和透明塑料薄膜为佳,棚的形式有单坡、双坡、拱形等,棚罩内的空腔不易过大,一般略大于混凝土构件即可。覆盖式养护是在混凝土成型、表面略平后,其上覆盖塑料薄膜进行养护,塑料薄膜为黑色,应采用耐老化的,接缝应采用热黏合,采用搭接时,搭接长度应大于30 cm,覆盖时应紧贴四周,用沙袋或其他重物压紧盖严,防止被风吹开。
2.特殊外形墩台混凝土施工
对于特殊外形混凝土墩台,为了增强墩身混凝土表面光洁度、美观度,墩身模板采用厂制定型钢模,经试拼检查各项指标合格后,方可用于墩身。台身采用竹胶板作模板,模板内设拉杆,模板外用两根槽钢作为拉杆的带木。模板的下部固定在承台上,上部用钢丝绳与地面上的钢管桩进行拉结,以稳固模板上部。在承台上搭设钢管脚手架作施工平台。
墩身模板采用两个半圆形拼装而成,模板接缝采用企口形式,接缝间挤夹海绵条,节段联结采用高强螺栓。对顶部为变截面的圆柱形墩身,分节制作,变截面部分单独制作,然后进行拼接,以满足墩身的变化要求。墩(台)身模板的组装和拆除分别采用汽车吊配合作业。安装模板时先搭设脚手架,便于施工人员操作。垂直度控制通过在墩柱四周设置缆风绳用花篮螺丝调整。校正后缆风绳不拆除,为保证浇筑混凝土时模板不移动,四周与钢管脚手架连接并打入钢管斜撑支撑固定。模板下缘与水平层间设单面黏结海绵止浆条,防止烂根。在混凝土强度达到设计强度75%时进行拆模,松开缆风绳和固定撑,松开连接螺丝,用吊车缓缓将半片模板吊出,及时清理干净及整体堆放。
支立模板时采用整体组拼法。整体组拼后的模板用汽车起重机吊装就位,并用经纬仪调整横纵方向及垂直度,用缆风绳加固保证混凝土施工时无扰动。钢筋采用钢筋场统一加工的半成品,现场拼接或绑扎工艺。主筋接长采用搭接焊,两接长钢筋要保证轴线在一条直线上,并保证同一截面接头数量小于主筋数量的50%。墩柱钢筋施工时,采用搭设临时支架的方式防止骨架筋的整体偏移。在固定墩柱钢筋时,采用锤球对中的方式,防止钢筋的偏斜和中心的移位。钢筋骨架保护层使用与设计等厚度同级别的弧形垫块绑于骨架上实现。采用弧形垫块的目的是防止拆模后表面存有垫块痕迹,影响混凝土表面质量。
混凝土施工前在立柱模板与承台交接处以砂浆堵漏,防止振捣时底部发生漏浆,要求砂浆量必须保证充塞密实。要求现场控制坍落度,以避免产生混凝土表面灰线。混凝土由罐车运输至现场,使用吊车加料斗或混凝土泵车的形式进行混凝土浇筑,用插入式振捣器分层振捣,混凝土浇筑自由下落高度严格控制小于2m,当柱高大于2m时,为防止下落高度过大造成混凝土离析,利用溜管或串筒等设施下落。每次浇筑高度不得超过30 cm,立柱混凝土必须一次连续浇筑完,及时养护,确保混凝土外观质量优良。根据立柱高度选用合适长度的振动棒,振动棒间距为30~35 cm,振捣深度一般插入前层5~10 cm,振捣程度直至混凝土表面泛浆并不再冒气泡、水泡。振捣时尽量避免碰撞钢筋及模板,不得出现漏振、重复振捣。当混凝土浇筑至设计标高时用木抹子抹平,在初凝前进行第二次收面抹光。严禁超低、高抹面交活和顶面混凝土出现收缩裂缝现象。混凝土浇筑完后,及时对裸露面进行覆盖,待初凝后进行洒水养护。在墩台身混凝土的强度达到设计要求后,采用汽车吊由上而下进行模板及支架的拆除;拆除后继续洒水养护,养护时间不得少于14 d。