墩台结构施工工艺.docx
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墩台结构施工工艺
基础、墩台结构混凝土灌筑施工工艺
1工艺概述
为了适应混凝土结构耐久性的要求，本工艺从满足高性能混凝土的工艺要求出发，对铁路桥涵的基础及墩、台结构的混凝土施工灌筑施工进行介绍。
适用的墩台类型有矩形空心桥台、一字形桥台、矩形桥墩、圆端形桥墩、圆柱形桥墩、空心桥墩等，基础类型有明挖基础、沉井基础等。
结构物实体最小断面任何一个方向的尺寸大于0.8m（如实心墩、台和厚大基础），或其尺寸已大到必须采取相应的技术措施，控制温度应力、防止应力产生的基础、墩、台结构应按大体积混凝土进行施工质量控制。
2作业内容
混凝土的施工作业内容主要包括：
混混凝土拌制、场内输送混凝土、混凝土布料、灌筑成型、测温监控、拆模及后期养护等。
3质量标准及检验方法
（1）工程材料检验标准
原材料质量应满足施工图要求和规定。
（2）过程控制标准
混凝土施工过程控制标准及检验方法见表1。
表1明挖基础、墩、台结构混凝土灌筑质量要求
检验项目
技术要求
检查方法
坍落度（mm）
±20（在保证满足施工工艺要求的前提下可放宽下限值）
用坍落筒，首盘一次，每桶50m3一次
含气量（%）
2%-4%或≥5%（有抗冻时）
含气量仪，首盘一次，每桶50m3一次
温度
5-30℃，大体积5-28℃
温度计，首盘一次，每桶50m3一次
泌水率
无
泌水率测定仪，每班至少一次
混凝土芯部温度
不宜大于60℃，最高不大于65℃
养护期间进行温度监测
混凝土温度差
养护期间芯部与表层，拆模时表层与环境≯20℃
养护期间及拆模时进行温度监测
同条件养护拆模抗压强度
符合施工图及施工工艺要求
每墩、台作不少于2组试件
（3）工程施工质量验收标准
1）结构混凝土强度必须符合施工图要求，对桥梁墩台等重要部位还应采用同条件养护试件检验测结构实体强度。
抗压强度与同条件养护试件的取样、养护方式和留置数量应符合《铁路工程结构混凝土强度检测规程》（TB10426）的规定。
桥梁每墩台应按不同强度等级用同条件养护试件检测结构实体强度不少于一次，耐久性时试件应按施工图要求和相关规定执行。
2）混凝土结构表面应密实、平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。
4施工机械及工艺装备
（1）混凝土输送设备—选用混凝土罐车、地泵和汽车泵。
（2）吊装设备—一般选用井架运输机、吊车或塔式起重机等。
（3）灌筑振捣设备—一般选用插入式振动器，当表面积较大时可选用平板式
振动器作为辅助设备。
桥涵基础及墩、台结构混凝土的振捣主要采用插入式振捣器，该设备由电动
机、软轴和振动棒三部分组成，其工作时插入混凝土内部，吧电机带动偏心振子高频微幅振动产生的振动力传递给混凝土，使混凝土得到密实。
根据激振原理的不同，插入式振捣器可分为偏心轴式和行星滚锥式两种。
常用插入式捣固器技术规格见表2、表3。
表2插入式捣固器技术性能
项目
HZ-50A
行星式
HZ6X-30
行星式
HZ6P-70A
偏心块式
HZ6X-35
行星式
HZ6Z-50
行星式
HZ-50
插入式
HZ6X-60
插入式
HZ6-50
插入式
振动棒
直径（mm）
53
33
71
35
50
50
62
50
长度（mm）
529
413
400
468
500
500
470
500
振动力（N）
4800-5800
2200
2500
5700
5800
9200
频率（次/min）
12500-14500
19000
6200
15800
14000
14000
14000
6000
振幅（mm）
1.8-2.2
0.5
2-2.5
0.5
1.1
2.4
1.4
1.5-2.5
软轴软管
软轴直径（mm）
13
10
13
10
13
12
13
13
软管长度（mm）
4
4
4
4
4
4
4
4
软轴直径（mm）
外径36
内径20
36
外径30
外径40
内径20
42
40
42
电动机
功率（kW）
1.1
1.1
2.2
1.1
1.1
1.1
1.1
1.5
转速（r/min）
2850
2850
2850
2850
2850
2850
2860
总重量（kg）
34
26.4
45
25
33
32.5
35.2
48
表3插入式捣固器技术性能
项目
ZN35／ZX35
行星式
ZN50/ZX50
行星式
ZN70/ZX70
行星式
ZP18
偏心式
ZP25
偏心式
ZP35
偏心式
ZP50
偏心式
ZP70
偏心式
振动棒
直径（mm）
36
51
68
18
28
34
48
71
长度（mm）
250
250
240
215
400
频率（次/min）
13000/13500
12000
2500
5700
5800
9200
振幅（mm）
0.8
1.15
1.25/1.4
0.4
0.75
0.9
1.1
1.5-2.5
重量（kg）
2.5/3
4.5/6
7.5/8
软轴软管
软轴直径（mm）
10
13
13
8
10
10
13
软管长度（mm）
4-6
4-6
4-6
6.5
6.5
6.5
4
软轴直径（mm）
外径30
外径36,46
外径36,46
30
30
30
36
电动机
功率（kW）
1.1
1.1
1.5
0.2
0.5
0.5
0.5
2.2
电压（V）
380
380
380
220
220
220
220
380
转速（r/min）
2850
2850
2850
15000
15000
15000
15000
2850
生产率（m3/h）
6
12/—
20/—
总重量（kg）
21/28
28/31
38/35
2
6.5
7.8
8.5
4.5
（4）专用设备—发电机、流动电箱、空压机、制冷机、电子测温仪和测温元
件或温度计和测温预埋管。
（5）工具—手推车、串筒、溜槽、吊斗、胶管、铁锹、钢钎、刮杠。
抹子等。
5施工准备
（1）混凝土灌筑前的检验准备
在地基或基土上灌筑混凝土时，应清除淤泥和杂物，并应有排水措施。
对
干燥的非粘性土，应用水湿润。
对未风化的岩石用水清洗，但表面不得留有积水。
灌筑垫层混凝土，先打好水平标高桩。
用平板振动器振捣密实，并刮平。
并用水准仪随时校验高程。
在混凝土灌筑前必须进行隐蔽工程验收。
经班组、工种间自检、互检，质量部门专职检验后报监理或建设单位验收。
经以上各项检查无误并办好隐蔽工程验收手续后方可灌筑混凝土。
（2）混凝土灌筑前的养护材料准备
可以采用自然养护法、涂层法、养养护膜法等多种方法进行养护，根据需要配备有关的养护材料如薄膜、草袋、养护剂、养护膜等。
（3）混凝土灌筑中的检测设备的准备
测试用具：
坍落度筒、含气量测定仪、泌水率测定仪、温度计、试模、水平尺等。
测试设备：
小型振捣器（Φ25）、固定式振动台、水准仪等。
（4）各种应急预案的施工准备
电源线路的电流、电压等均应符合要求。
灌筑主要结构时，应有临时停水、停电的应急措施（可设置备用发电机、蓄水池）。
6施工工艺及质量控制流程
基础、墩台结构混凝土灌筑施工工艺及质量控制流程：
开始→混凝土接茬处理→混凝土拌制→混凝土运输→拌合物性能检测→连续灌筑→混凝土养护→温度及试件强度满足拆模条件→拆模，后期养护→结束
7工艺步序说明
（1）混凝土拌制
混凝土拌制应按相关施工工艺，并针对大体积混凝土的特点，对以下各方面重点控制。
1）根据入模温度的规定进行计算机调节原材料的温度。
当温度过低时应将
原材料放入暖棚预热，不宜直接对原材料进行加热；当温度过高时对原材料进行降温处理，原材料依次选用水、骨料和水泥及渗加料。
2）拌合料温度控制，灌筑大体积混凝土应在一天中气温较低时进行。
混凝
土的灌筑温度（振捣后50-100mm深处的温度）不宜高于28℃。
在炎热季节灌筑大体积混凝土时，宜将混凝土原料进行遮盖，避免日光曝晒，并用冷却水拌制混凝土，或采用冷却骨料、搅拌时加冰屑等方法降低入模温度，或在混凝土内埋设冷却管通水冷却。
在遇气温骤降的天气或冬期灌筑大体积混凝土后，应注意覆盖保温，加强养护。
尽量减少灌筑层厚度，以便加快混凝土散热速度。
（2）扩大基础、承台、墩台身等结构的灌筑方式
全面分层，这种方法适用于结构面积不太大的工程。
施工时从短边开始进行灌筑，也可以从中间向两端或两端向中间同时进行灌筑。
第一层灌筑完毕后，再回头灌筑第二层，此时，第一层的混凝土应保证还未初凝。
如此逐层连续进行，直到灌筑完毕。
分层分段，这种方法适用于厚度不大而面积或长度较大的工程。
施工时从底层一端开始灌筑，进行到一定距离后就回头灌筑第二层，当灌筑完最后一层时，应保证第一层还未初凝，则又可进行第二段的依次分层灌筑。
如此依次向前踏步式推进灌筑。
斜面分层，这种方法适用于结构的长度超过厚度3倍以上。
先从端部底下开始，使灌筑层成斜面逐渐上移。
如工程较大，可从两端开始，在中部汇合。
自然分层，这种方法适用于泵送的大坍落度混凝土。
灌筑时，可利用混凝土自然流淌形成的斜坡进行分层，采用“分段定点下斜，一个坡度，薄层灌筑，循环渐进，一次到顶”的灌筑方法。
振捣时一般布置三道振动棒，第一道在混凝土坡顶，第二道在混凝土斜坡中间，第三道在混凝土坡脚。
三道相互配合，保证覆盖整个坡面，确保不漏振。
随着混凝土g灌筑工作的向前推进，振捣棒也相应跟上，以确保整个高度混凝土的质量。
（3）灌筑大体积混凝土
1）灌筑大体积混凝土应沿高度均匀分段、分层灌筑。
分段数目宜减少，每年混凝土厚度应为1.5-2.0m。
当横截面面积在200m2以内时，分段不宜大于2段；当横截面面积在300m2以内时，分段不宜大于3段，且每段面积不得小于50m2。
段与段间的竖向施工缝应平行于结构较小截面尺寸方向。
当采用分段灌筑时，竖向施工缝应设置模板。
上、下两相邻层的竖向施工缝应互相错开。
2）混凝土入模前，应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合施工工艺要求的混凝土方可入模灌筑。
3）混凝土灌筑时的自由倾落高度不得大于2m，当大于2m时，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。
4）混凝土的灌筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。
5）混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm（当采用泵送混凝土时）或400mm（当采用非泵送混凝土时）。
灌筑竖向结构的混凝土前，底部应先灌入50—100mm厚的水泥砂浆（水胶比略小于混凝土）。
6）在夏季灌筑混凝土时，应先避免模板和新灌混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40℃。
应尽可能安排在傍晚而避开炎热的白天灌筑混凝土。
7）在冬期条件下（当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时）灌筑混凝土时，应采取适当的保温措施，防止混凝土提前受冻。
8）在相对湿度较小、风速较大的环境下灌筑混凝土时，应采取适当的防风措施，防止混凝土失水过快，此时应避免灌筑有较大暴露面积的构件。
9）当采用分层灌筑时，新灌混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于15℃。
10）混凝土初凝时间应满足拌制至灌筑完的最大延续时间。
（4）灌筑墩台混凝土
1）对墩台基底的处理应符合下列规定：
基底为非粘性土或干土时，应将其湿润；基面为岩石时，应加以湿润，并铺一层20—30mm的水泥砂浆，然后于水泥砂浆凝结前灌筑第一层混凝土。
2）对一般墩台及基础混凝土，应在整个平截面范围内水平分层进行灌筑。
3）灌筑大体积墩台基础混凝土时，当大体积墩台基础的平截面过大，不能再前面混凝土初凝或能重塑前灌筑完成次层混凝土时，可分块进行灌筑。
4）采用滑升模板灌筑桥墩混凝土时，应符合下列规定：
①宜采用低流动度或半干硬性混凝土。
②灌筑应分层分段进行，各段应灌筑到距离模板上口不下于10—150mm的位置为止。
若为排柱式墩，各立柱应保持进行一致。
③在滑升过程中须防止千斤顶或油管接头在混凝土或钢筋处漏油。
④每个整体结构的灌筑应连续进行。
若因故中途停工，应按施工缝处理。
⑤混凝土脱模时的强度宜为0.2—0.5MPa。
（5）混凝土入模
混凝土自由倾落高度，不应超过2m；当灌筑高度超过3m时；使串筒、斜槽或溜管下料，串筒的最下两节应保持与混凝土灌筑面垂直。
（6）混凝土振捣
大坍落度的泵送混凝土振捣时间适当减少，一般10—20s，以表面翻浆不再沉落为度，振捣棒移动间距可适当加大，但不宜超过振动棒作用半径的2倍。
振捣工具与人员适当增加，以与泵送混凝土的来料相适应，保证不漏振。
（7）灌筑过程中混凝土质量控制
1）混凝土拌制检测
运送到现场的混凝土坍落度每车均应目测检查，并应在灌筑点取样检验坍落度、含气量、泌水率、温度等，每50m3同配合比的混凝土，其取样不得不少于一次，当一个工作班产生相同配合比的混凝土不足50m3其取样也不得少于一次。
现场拌制混凝土，也按每50m3检查一次坍落度、含气量、泌水率、温度等拌合物性能，检查结果应符合表1的要求。
3）制作混凝土检查试件
抗压强度试件应在混凝土的灌筑地点随机抽样制作，每拌制100盘（含不
足100盘）且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次，每次取样应至少留置2组标准养护试件（每组3个），并考虑混凝土强度统计评定所需的最少组数。
确定拆模及施工期间临时负荷时的混凝土强度，应采用与结构、构件同条件养护的试件的混凝土强度，留置的试件组数应根据实际需要确定。
混凝土强度及耐久性检验试件抽取频次及灌筑过程中质量控制的其他内容应符合施工图及相关要求。
（8）混凝土接缝处理
灌筑混凝土应连续进行。
若受客观条件的限制必须间歇时，间歇时间尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土灌筑完毕。
不同混凝土的允许间歇时间应根据环境温度、水泥性能、水胶比和外加剂类型等条件通过试验确定。
当上下两层混凝土灌筑时间按超过允许间歇时间时，必须按规定设置施工缝。
施工缝的平面应与结构的轴线相垂直，施工缝处应埋入适量的接茬片石、钢筋或型钢，并使其体积露出前层混凝土外一半左右。
重新进行上层混凝土灌注前，应先将下层混凝土表面凿毛，清除浮渣，并用水冲洗干净，待混凝土满足荷载要求后再灌筑上层混凝土。
（9）混凝土的表面处理
1）处理程序
初凝前一次抹压→临时覆盖塑料膜→终凝前1—2h掀膜二次抹压→覆膜
2）混凝土表面浮浆较厚时，应清除表面浮浆或添加同水胶比的石子浆，均匀撒布在混凝土表面用抹子拍平，再进行两次抹面收浆。
3）四级以上风天或烈日下施工应有遮阳挡风措施。
4）当施工面积较大时可分段进行表面处理。
（10）混凝土养护与温度监控
1）混凝土养护
混凝土侧面钢木模板在任何季节施工均应设保温层。
采用砖侧模时在混凝土灌筑前宜回填完毕。
采用蓄水养护混凝土，混凝土表面在初凝后覆盖塑料薄膜，终凝后注水，蓄水深度不少于80mm。
盛夏施工时采用降温拌制混凝土，并在混凝土终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。
在日平均温度高于+5℃的自然条件下，混凝土灌筑完毕后，当混凝土表面收水并初凝后，尽快用浸水湿透的养护毯或土木布覆盖。
环境气温较低时，大体积混凝土的保湿养护结合保温措施同时进行，以保证混凝土表面湿润和芯部混凝土与表层混凝土温度不大于20℃。
避免由于混凝土表面失水干燥或温差过大而引起裂缝。
养护用水的水温与混凝土表面的温差不宜超过10℃。
最初3d内，应每隔2—3h浇水一次，以后每日至少3次，保持混凝土处于足够的湿润状态。
每日浇水次数，还应视气温而定，气温低于+5℃不得浇水。
如符合冬期施工条件，应按冬期施工要求处理。
对养护用水的要求与拌制用水的要求相同。
在养护过程中，应同时做好与结构同条件养护的混凝土试块的养护工作。
养护中，如发现遮盖不好、浇水不足导致混凝土表面泛白时，应立即仔细检查加以覆盖，充分浇水，加强养护。
混凝土养护期间需进行其他作业时，应掀开保温层尽快完成随即恢复保温层。
养护期内（含撤除保温层后）混凝土表面应始终保持温热潮湿状态（塑料膜内应有凝结水），对掺有膨胀剂的混凝土尤应立即富水保养；但气温低于5℃时，不得浇水养护。
当气温低于混凝土成型温度时，混凝土终凝后应立即覆盖塑料膜和保温层，在有可能降雨雪时为保持保温层的干燥状态，保温层上表面应覆有不透水的遮盖。
夏季炎热干燥时，应特别注意混凝土的养护。
以防止混凝土表面水分急剧蒸发引起裂缝。
对表面不便浇水养护的构件，拆模后可采用节水保湿膜养护或喷涂养护剂（涂层法养护）。
（2）温度控制
测温点应在平面图上编号，并在现场编号标志，作详细记录并整理绘制温度曲线图，温度变化情况应及时反馈，当各种温差达到18℃时应预警，22℃时应报警。
当混凝土表面温度与养护水的温差超过20℃时即应采取措施使温差降到10℃左右。
非高温雨季施工事先采取防暴雨降低养护水温的挡雨措施。
常温施工时混凝土终凝后应立即覆盖塑料膜和浇水养护，当混凝土实测内部温差或内外温差接近20℃应采取增加覆盖层等加强措施。
1）当施工图无特殊要求时，混凝土养护期间的温度应符合下列规定：
①混凝土内部温差（中心与表面下100mm或50mm处）不大于20℃。
②混凝土表面温度（表面以下100mm或50mm）与混凝土表面50mm处得温
度不大于25℃；对补偿收缩混凝土，允许介于30—35℃之间。
③大体积混凝土降温速度不宜大于1.5℃/d。
④撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃。
2）使用普通玻璃温度计测温：
测温管端应用软木塞封堵，只允许在放置或取出温度计时打开。
温度计应系线绳垂吊到管底，停留不少于3min后取出迅速查看温度。
3）使用建筑电子测温仪测温：
附着于钢筋上的半导体传感器应与钢筋隔离，保护测温探头的插头不受污染，不受水浸，插入测温仪前擦拭干净，保持干燥以防短路。
也可事先预埋，管内插入可周转使用的传感器测温。
4）当采用其他测温仪时应按产品说明书操作。
（11）成品混凝土的保护
混凝土灌筑完毕后，强度未达到1.2MPa时，不准上人进行下道工序操作。
严禁搭设模板和支架。
对于现灌混凝土结构在拆除模板时，特别是拆除非承重的侧模板时，不得将混凝土的棱角、表面碰伤。
若碰损应按相关规定进行修补处理。
8作业组织
表5每班人员的配备
序号
人员名称
人数
1
混凝土拌制工
3
2
布料工
2—4
3
振捣工
2—4
4
养护工
2—4
5
试验工
2
6
安全员兼电工
1
7
输送泵司机
1
8
输送车司机
2—3
9
混凝土布料、捣固及管道装卸
3—5
合计
18—27人
9生产效率及材料消耗
（1）生产效率
生产效率主要取决于搅拌站的拌制速度、混凝土运输与布料速度、混凝土
的灌筑速度以及现场调度协调组织能力。
（2）材料的消耗
以某C25泵送混凝土施工的桥墩为例，若墩径为1.5m,墩高50m,则需灌筑
混凝土88.4m3。
采用搅拌站集中进行混凝土拌制，如每盘拌制0.8m3消耗3min，则每小时的混凝土生产效率为16m3/h，每小时最大灌筑混凝土方量为16m3，则全部灌筑完需要5.5h。
材料的消耗主要是混凝土原材料的消耗，可根据灌筑数量和混凝土的配合比准确计算出实际消耗的水泥、掺加料、砂、石和外加剂数量。
如某原材料消耗量=混凝土方量×单方混凝土容重×某原材料在配合比所有原材料中所占比率。
10安全与环保
（1）施工人员进入现场必须佩带安全帽，混凝土搅拌站工作人员要穿防护衣，高空作业时要系安全绳。
（2）非工作人员不得进入施工区域，以防止发生人身安全事故。
（3）注意机电安全，非专业人员不得随意接触、使用机电设备。
（4）废弃不用的混凝土要集中处理，不得随地丢弃。
（5）混凝土灌筑过程中及灌筑完毕后，清洗管道。
机械的废水不得随意排放或引入河流，以避免造成环境污染。
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