第一篇　橋隧施工

第一章　混凝土和鋼筋混凝土工程施工

第一節　一般混凝土施工

混凝土在鐵路橋涵、隧道和房屋建筑等工程中應用極為廣泛。混凝土工程施工包括配料、拌制、運輸、澆注、養護、拆模等施工過程。

一、混凝土制備

（一）混凝土的配制

混凝土配制時除滿足強度要求外，還應具有較好的和易性，便于操作。

1.混凝土施工配合比的含水率調整

試驗室的配合比為水泥∶砂∶石子=1∶x∶y，水灰比為W/C，現場測得的砂、石含水率分別為Wx、Wy，則施工配合比應為水泥∶砂∶石子=1∶x（1+Wx）∶y（1+Wy）；水的總用量不變，但必須減去砂、石中的含水率，即實際用水量=W（原用水量）-x·Wx-y·Wy。

2.配料精度

工地上配制的混凝土配合比應嚴格按試驗室的規定執行，以確保混凝土達到設計要求的強度等級。如前所述，混凝土的強度值對水灰比的變化十分敏感。根據試驗資料可知，如配料時水泥偏差值為-2％，水為+2％，則混凝土的強度要降低8.9％。因此，C60以下的混凝土在現場的配料精度應控制在下列數值范圍內：

水泥、外摻混合材料為±2％；粗細骨料為±3％；水、外加劑溶液為±2％。

（二）混凝土攪拌機選擇

1.自落式攪拌機

自落式攪拌機是利用旋轉著的攪拌筒上的葉片，使物料在重力作用下，相互穿插、翻拌、混合，以達到均勻拌和的目的。此類攪拌機多用于塑性混凝土和低流動性混凝土攪拌。筒體和葉片磨損較小，易于清理；但動力消耗大、效率低，攪拌時間一般為每盤90～120s。自落式攪拌機目前正日益被強制式攪拌機所代替。圖1-1為自落式錐形反轉出料攪拌機。

2.強制式攪拌機

強制式攪拌機是依靠旋轉的葉片對物料產生剪切、擠壓、翻轉和拋出等的組合作用進行拌和。這種攪拌機的攪拌作用強烈、攪拌均勻、生產率高、操作簡便、安全等，適用于干硬性混凝土和輕骨料混凝土的拌制，也可以拌制低流動性混凝土，但攪拌部件磨損嚴重，功率消耗大，多用于攪拌站或預制廠。圖1-2為渦槳式強制攪拌機。

選擇混凝土攪拌機時，要根據工程量大小、混凝土澆注強度、坍落度、骨料粒徑等條件而定。選擇攪拌機容量時不宜超載，如超過額定容積的10％時，就會影響混凝土的均勻性；反之，則影響生產效率。

3.攪拌機使用注意事項

（1）安裝攪拌機應設置在平坦位置，用方木墊起前后輪軸，使輪胎擱高架空，以免攪拌機開動時發生走動。固定式攪拌機要裝在固定的機座或底架上。

（2）檢查電源接通后，必須仔細檢查并經2～3min空車試轉，合格后方可使用。試運轉時，應校驗拌筒轉速是否合適。一般情況下，空車速度比重車稍快2～3轉，如相差較多時，應調整動輪與傳動輪的比例。拌筒的旋轉方向應符合箭頭指示方向，如不符合應更正電動機接線。

檢查傳動離合器和制動器是否靈活可靠、鋼絲繩有無損壞、軌道滑輪是否良好、周圍有無障礙以及各部位的潤滑情況等。

（3）保護電動機應裝設外殼或采用其他保護措施，防止水分和潮氣浸入而損壞，電動機必須安裝啟動開關，速度由緩變快。

開機后經常注意攪拌機各部件的運轉是否正常，停機時經常檢查攪拌機葉片是否打彎、螺釘有否打落或松動。

當混凝土攪拌完畢或預計停歇1h以上時，除將余料出凈外，應用石子和清水倒入拌筒內，開機轉動3～5min，把粘在料筒上的砂漿清洗干凈后全部卸出，料筒內不得有積水，以免料筒和葉片生銹。同時還應清理攪拌筒外積灰，使機械保持完好。

（三）攪拌制度

1.攪拌時間

攪拌時間過短，混凝土不均勻，強度及和易性均降低；如適當延長攪拌時間，混凝土強度會有增長。例如自落式攪拌機如延長攪拌時間2～3min，混凝土強度有較顯著的增長，但再增加時間，強度則增加較少，而塑性有所改善；如攪拌時間過長，會使不堅硬的骨料發生破碎或掉角，反而降低了強度。因此，攪拌時間不宜超過規定時間的3倍。表1-1為普通混凝土的最短攪拌時間。

攪拌時間是指從原材料全部投入攪拌筒開始攪拌時起，至開始卸料為止所經歷的時間。輕骨料及摻有外加劑的混凝土均應適當延長攪拌時間。

2.加料順序

常用投料方法有一次投料法和二次投料法兩種。

一次投料法應用最普遍。對自落式攪拌機采用一次投料法應先在筒內加部分水，然后在攪拌機料斗中依次裝石子、水泥、砂，一次投料，同時陸續加水。這種投料方法可使砂子壓住水泥，使水泥粉塵不致飛揚，并且水泥和砂先進入攪拌筒形成水泥砂漿，縮短包裹石子的時間。對于強制式攪拌機，因出料口在下面，不能先加水，應在投入干料的同時，緩慢均勻分散地加水。

二次投料法有水泥裹砂法、預拌水泥砂漿法和預拌水泥漿法。

水泥裹砂法是先加一定量的水，將砂表面的含水率調節到某一定值，再將石子加入與濕砂一起攪拌均勻，然后投入全部水泥，與濕潤后的砂、石拌和，使水泥在砂、石表面形成一低水灰比的水泥漿殼，最后將剩余的水和外加劑加入，攪拌成混凝土。這種工藝與一次投料法相比可提高強度20％～30％，而且混凝土不易產生離析現象、泌水性也大為降低，施工性也好。

預拌水泥砂漿法是將水泥、砂和水加入強制式攪拌機中攪拌均勻，再加石子攪拌成混凝土。此法與一次投料法相比可減水4％～5％，提高混凝土強度3％～8％。預拌水泥漿法是先將水泥加水充分攪拌成均勻的水泥凈漿，再加入砂、石攪拌成混凝土，可改善混凝土內部結構、減少離析、節約水泥20％或提高混凝土強度15％。

3.進料容量

進料容量指可裝入攪拌機的材料體積之和。裝料過多（超過進料容量的10％），會使攪拌筒中無充分的拌和空間；裝料過少，則不能發揮攪拌機的效率。進料容量標于攪拌機性能表中。攪拌機規格用出料容量表示，出料容量與進料容量有一定的關系。

（四）混凝土攪拌站

根據豎向工藝布置的不同，混凝土攪拌站分單階式和雙階式兩種。單階式適用于固定式大型混凝土攪拌站（廠），雙階式適用于施工現場攪拌站。

二、混凝土運輸

混凝土在運輸過程中的一般要求：

（1）應保持混凝土的均勻性，不產生嚴重離析現象，否則澆注后容易形成蜂窩或麻面。

（2）應保證混凝土在初凝前澆入模板內并搗實完畢。

（3）道路盡可能平坦且運距盡可能短，為此，攪拌站位置應布置適中。

（4）盡量減少混凝土轉運次數，或不轉運。

混凝土從攪拌機卸出后到澆注完畢的延續時間不得超過表1-2中所列的數值。若使用快硬水泥或摻有促凝劑的混凝土，其運輸時間應由試驗確定；輕骨料混凝土的運輸、澆注延續時間應適當縮短。

運輸混凝土的工具（容器）應不吸水、不漏漿。天氣炎熱時，容器應遮蓋，以防陽光直射而水分蒸發。容器在使用前應先用水濕潤。

混凝土運輸分水平運輸、垂直運輸和混凝土泵運輸。

三、混凝土澆注和振搗

混凝土的澆注工作包括布料攤平、搗實和抹面修整等工序。混凝土澆注質量的好壞，直接影響結構的承載能力和耐久性。因此，混凝土澆注必須均勻密實，強度符合要求；保證結構構件幾何尺寸準確；鋼筋和預埋件位置準確；拆模后混凝土表面平整光潔。混凝土澆注前應檢查模板的尺寸、軸線位置及其支架強度及穩定性是否合格，檢查鋼筋的位置、數量等，并將檢查結果做好記錄。在混凝土澆注過程中，應隨時填寫“混凝土工程施工日志”。

（一）混凝土澆注的一般要求

1.澆注前的準備工作

在地基或基土上澆注混凝土時應清除淤泥和雜物，并應有排水或防水措施。對干燥的非黏性土，應用水濕潤；對未風化的巖石，應用水清洗，但其表面不得留有積水。

模板上的雜物和鋼筋上的油污等應清理干凈；模板的縫隙和孔洞應予堵嚴；模板應澆水潤濕，但不得有積水。

2.澆注的基本要求

（1）防止混凝土離析，混凝土離析會影響混凝土均質性。因此除在運輸中應防止劇烈顛簸外，混凝土在澆注時自由下落高度不宜超過2m，否則應用串筒、斜槽等下料。

（2）在澆注豎向結構混凝土前，應先在澆注處底部填入50～100mm厚與混凝土內砂漿成分相同的水泥漿或水泥砂漿。

（3）在降雨、雪時不宜露天澆注混凝土。當需澆注時應采取有效措施，確保混凝土質量。

（4）混凝土應分層澆注。為了使混凝土能振搗密實，應分層澆注分層搗實。但兩層混凝土澆注時間間歇不超過規范規定。

（5）混凝土應連續澆注，當必須有間歇時，其間歇時間宜縮短，并在下層混凝土初凝前將上層混凝土澆注振搗完畢。

（6）在混凝土澆注過程中應經常觀察模板及其支架、鋼筋、埋設件和預留孔洞的情況。

當發現有移位時，應立即停止澆注，并應在已澆注的混凝土初凝前修整完畢。

（二）混凝土的振動搗實

混凝土拌合物澆入模板后，呈疏松狀態，其中含有占混凝土體積5％～20％（體積分數）的空隙和氣泡。必須經過振實，才能使澆注的混凝土達到設計要求。搗實混凝土有人工和機械振搗兩種方式。

人工搗實是用人工沖擊（夯或插）來使混凝土密實、成形。人工只能將坍落度較大的塑性混凝土搗實，但密實度不如機械振搗，故只有在特殊情況下才用人工搗實，目前工地大部分采用機械振搗新澆注的混凝土。

用于振動搗實混凝土拌合物的機械，按其工作方式可分為內部振動器（也稱插入式振動器）、表面振動器（也稱平板振動器）、外部振動器（也稱附著式振動器）和振動臺四種，見圖1-3。

1.內部振動器（插入式振動器）

操作要點：

（1）要“快插慢拔”。“快插”是為了防止先將混凝土表面振實，與下面混凝土產生分層離析現象，“慢拔”是為了使混凝土填滿振動棒抽出時形成的空洞。

（2）振動器插點要均勻排列，可采取“行列式”或“交錯式”，防止漏振。搗實普通混凝土每次移動位置的距離（即兩插點間距）不宜大于振動器作用半徑的1.5倍（振動器的作用半徑一般為300～400mm），最邊緣的插點距離模板不應大于有效作用半徑的0.5倍；振實輕骨料混凝土的移動間距，不宜大于其作用半徑。

（3）每一插點的振搗延續時間，應使混凝土表面呈現浮漿和不再沉落。一般每點振搗時間為20～30s，使用高頻振動器時，亦應大于10s。

（4）混凝土分層澆注時，每層混凝土厚度應不超過振動棒長的1.25倍；在振搗上一層時應插入下層混凝土的深度不應小于5cm，以消除兩層間的接縫，同時要在下層混凝土初凝前進行。在振搗過程中，宜將振動棒上下略為抽動，使上下振搗均勻。

（5）振搗器應避免碰撞鋼筋、模板、芯管、吊環、預埋件或空心膠囊等。

2.表面振動器（平板振動器）

平板振動器適用于表面積大且平整、厚度小的結構或預制構件。使用時的操作要點如下：

（1）平板振動器在每一位置上應連續振動一定時間，一般為25～40s，以混凝土表面均勻出現浮漿為準。

（2）振搗時的移動距離應保證振動器的平板能覆蓋已振實部分的邊緣，前后位置相互搭接3～5cm，以防漏振。

（3）有效作用深度，在無筋及單筋平板中約20cm；在雙筋平板中約12cm。

（4）大面積混凝土地面，可采用兩臺振動器，以同一方向安裝在兩條木杠上，通過木杠的振動使混凝土振實。

（5）振動傾斜混凝土表面時，應由低處逐漸向高處移動。

3.外部振動器（附著式振動器）

外部振動器直接安裝在模板外側，利用偏心塊旋轉時產生的振動力，通過模板傳遞給混凝土。適用于鋼筋較密、厚度較小、不宜使用插入式振動器的結構構件。使用時的操作要點如下：

（1）附著式振動器的振動作用深度約為25cm，如構件尺寸較厚，需在構件兩側安設振動器同時振動。

（2）混凝土澆注高度要高于振動器安裝部位。當鋼筋較密、構件斷面較深較窄時，亦可采用邊澆注邊振動的方法。

（3）設置間距應通過試驗確定，并應與模板緊密連接。

4.振動臺

振動臺是混凝土構件成型工藝中生產效率較高的一種設備，適用于混凝土預制構件的振搗。使用時的操作要點如下：

（1）當混凝土厚度小于20cm時，混凝土可一次裝滿振搗；如厚度大于20cm時，應分層澆注，每層厚度不大于20cm，隨澆隨振。

（2）當采用振動臺振實干硬性和輕骨料混凝土時，宜采用加壓振動的方法，壓力為1～3kN/m2。

（三）施工縫的設置

1.設置施工縫位置的一般要求

施工縫的位置應在混凝土澆注之前確定，并宜留在結構抗剪較小且便于施工的部位。

2.施工縫施工的注意事項

在施工縫處澆注混凝土時，應符合下列規定：

（1）已澆注的混凝土，其抗壓強度不小于1.2N/mm2時才可進行施工縫施工。混凝土達到1.2N/mm2強度所需的時間，應根據水泥品種、外加劑種類、混凝土配合比及外界的溫度，通過試塊試驗確定。

（2）在已凝結硬化的混凝土表面上，應清除水泥漿膜和松散石子以及軟弱混凝土層并鑿毛，然后加以充分濕潤和沖洗干凈，且不得積水。

（3）在澆注混凝土前，宜先在施工縫處鋪一層水泥漿或與混凝土成分相同的水泥砂漿。

（4）施工縫處的混凝土表面應加強振搗，使新舊混凝土緊密結合。

（四）混凝土的澆注

1.分層澆注

混凝土澆注應分層，澆注層厚度應符合表1-3規定。

2.連續澆注

澆注混凝土應連續進行。混凝土的運輸、澆注的間歇時間不得超過表1-4規定。

3.大體積混凝土的澆注

（1）大體積混凝土的澆注應合理地分段分層進行，使混凝土沿高度均勻上升；澆注宜在室外氣溫較低時進行，混凝土澆注溫度不宜超過28℃。

（2）大體積混凝土整體性要求高，通常不允許留施工縫。若需留置施工縫應根據結構大小、鋼筋疏密等具體情況，可選用圖1-4所示的全面分層、分段分層、斜面分層等方案。

（3）澆注大體積混凝土時，由于水泥水化熱大，形成較大的溫度應力，以致混凝土易產生溫度裂縫。此時可采取下列措施：

①選用水化熱較低的水泥（如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等）來配制混凝土。

②摻加緩凝劑或緩凝型減水劑。

③選用級配良好的骨料，嚴格控制砂石含泥量；減少水泥用量，降低水灰比；注意振搗，以保證混凝土的密實性，減少混凝土的收縮和提高混凝土的抗拉強度。

④降低混凝土的入模溫度。在氣溫較高時，砂石堆場、運輸設備上搭設遮陽裝置，或采用低溫水或冰水拌制混凝土。

⑤加強混凝土的保濕、保溫養護，嚴格控制大體積混凝土內外溫差。當設計無具體要求時，溫差不宜超過25℃。采用保溫材料或蓄水養護，減少混凝土表面的熱擴散及延緩混凝土內部水化熱的降溫速率，以避免或減少溫度裂縫。

⑥擴大澆注面積、散熱面、分層分段澆注。

四、混凝土養護與拆模

混凝土養護分自然養護和蒸汽養護。

（一）自然養護

自然養護是指在日平均氣溫高于+5℃的自然條件下，對混凝土采取的覆蓋、澆水、擋風、保溫等的養護措施。

1.覆蓋澆水

對已澆注完畢的混凝土應加以覆蓋和澆水，其養護要點如下：

（1）應在混凝土澆注后的12h內對混凝土加以覆蓋和澆水。一般情況下，混凝土的裸露表面應覆蓋吸水能力強的材料，如麻袋、草席、鋸末、砂、爐渣等。

（2）混凝土澆水養護時間，對采用硅酸鹽水泥、普通水泥或礦渣水泥拌制的混凝土，不得少于7d；當環境水具有侵蝕作用時，應延續到混凝土獲得75％以上的設計強度為止，并不得少于10d；對摻有緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土，不得少于14d；對采用其他品種水泥時，混凝土的養護應根據所用水泥的性能確定。

（3）澆水次數應能保持混凝土處于潤濕狀態。

（4）混凝土養護用水應與拌制用水相同。

（5）當日平均氣溫低于+5℃時不得澆水。

2.塑料薄膜養護

將混凝土裸露的全部表面用塑料布覆蓋嚴密，并應保持塑料布內有凝結水。

高聳結構如煙囪、立面較大的池罐等，若在混凝土表面不便澆水或覆蓋時，宜涂刷或噴灑薄膜養生液等，形成不透水的塑料薄膜，使混凝土表面密封養護，防止混凝土內部水分蒸發，保證水泥充分水化。

（二）蒸汽養護

蒸汽養護就是將澆注成形的混凝土構件置于固定的養護坑（或棚、窯）內，宜先靜置2～6h，然后通以蒸汽，使混凝土在較高的溫度和濕度的條件下迅速凝結、硬化，達到要求的強度。

蒸汽養護能大大加快模板的周轉，縮短整個生產過程的周期。蒸汽養護目前主要用于預制廠內構件生產。對于現澆結構，如果保溫設施具備，也可采用蒸汽養護，但應按有關施工規定辦理。

（三）混凝土拆模

混凝土拆模快慢，將直接影響施工進度、模板周轉和工程造價。但一般需待混凝土達到一定強度后，方可拆模。如果拆模過早，因混凝土未達到一定的強度，在自重和外力的作用下，將產生變形甚至斷裂。因此，拆模時間取決于所拆模板的承重狀態與混凝土強度大小。一般應考慮以下因素：氣溫低拆模要晚；水泥強度增長慢比增長快的要晚拆；受彎構件比受壓構件要晚拆；人工搗實比機械搗實要晚拆；體積大、跨度大比體積小、跨度小的構件要晚拆；承重底模比不承重底模要晚拆。對較復雜的大型結構應按所擬訂拆模方案進行。

混凝土或鋼筋混凝土結構拆模時的強度應符合設計要求，當設計無要求時應符合下列規定：

（1）不承重的側面模板，應在混凝土強度達到能保證其表面及棱角不因拆除而受損時，方可拆模；一般情況宜使混凝土強度達到2.5MPa以上方可拆模。

（2）承重的底面模板應在混凝土強度足以安全地承受其結構自身重力和外加施工荷載時，方可拆模。拆模時混凝土的強度不得低于表1-5的規定。

在新澆注混凝土強度未達到1.2MPa以前，不得在其表面上來往行人、堆放機具、架設上層結構用的支撐或模板等設施。

拆模工作應按立模順序逆向進行，不應使混凝土損傷，并應減少模板破損。利用吊車拆卸模板時，必須使模板與混凝土完全脫落后方可吊運。拆除臨時埋設于混凝土中的木塞和其他預埋部件時，應采取措施防止混凝土受到損傷。拆模后的建筑物，應在混凝土獲得100％設計強度后，方可承受全部設計荷載。拆除模板時，不應影響混凝土的繼續養護工作。模板及支架的拆除情況，以及混凝土構件的檢查情況應記錄在“工程日記簿”內。

五、混凝土的質量檢查與一般缺陷的修補

（一）混凝土的質量檢查

1.混凝土在施工前的檢查

（1）混凝土原材料的質量是否合格（包括水泥、砂、石、水和各種外加劑）。

（2）配合比是否正確。首次使用的混凝土配合比應進行開盤鑒定，其工作性能應滿足設計配合比的要求。混凝土拌制前，應測定砂、石含水率并根據測試結果調整材料用量，提出施工配合比。

2.混凝土在拌制和澆注過程中的質量檢查

（1）混凝土拌制計量準確，其原材料每盤稱量的偏差應符合相應的規定。

（2）混凝土運輸、澆注及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。同一施工段的混凝土應連續澆注，并應在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆注完畢。

（3）后澆帶的留置位置應按設計要求和施工技術方案確定。后澆帶混凝土澆注應按施工技術方案進行。

（4）混凝土澆注完畢后，應按施工技術方案及時采取有效的養護措施。

3.混凝土在養護后的檢查

養護后主要檢查結構構件混凝土強度和軸線、標高、幾何尺寸等。如有特殊要求，還應檢查混凝土的抗凍性、抗滲性等指標。

（1）混凝土的強度等級必須符合設計要求。用于檢查結構構件混凝土強度的試件，應在混凝土的澆注地點隨機抽取。取樣與試件留置應符合下列規定：

①每拌制100盤且不超過100m3的同配合比混凝土，取樣不得少于一次。

②每工作班拌制的同配合比混凝土不足100盤時，取樣不得少于一次。

③每一結構層、同一配合比的混凝土，取樣不得少于一次。

④當一次連續澆注超過1000m3時，同一配合比的混凝土每200m3取樣不得少于一次。

⑤每次取樣應至少留置一組標準試件，同條件養護試件的留置組數，可根據實際需要確定。

（2）對有抗滲要求的混凝土結構，抗滲性能符合要求。其混凝土試件應在澆注地點隨機取樣。同一工程、同一配合比的混凝土，取樣不應少于一次；留置組數可根據實際需要確定。

（3）現澆結構的外觀質量不應有嚴重缺陷，不宜有一般缺陷。

（4）現澆結構不應有影響結構性能和使用功能的尺寸偏差。混凝土設備基礎不應有影響結構性能和設備安裝的尺寸偏差。

（5）現澆結構的形狀、截面尺寸、軸線位置及標高等應符合設計的要求，其偏差不得超過《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204—2015）規定的允許偏差值。

（二）混凝土表面缺陷的修整

在混凝土的施工中，往往由于思想上和技術上的疏忽，使混凝土構件產生各種缺陷，如蜂窩、裂縫、露筋等。對這些構件必須加以修整，必要時還應補強。

對蜂窩麻面應首先將其全部深度內的薄弱層鑿除，清理干凈，并以高壓水沖洗潤濕（坑洼內不得存水），再用1∶2～1∶2.5的水泥砂漿填補抹平。若蜂窩較深，宜用低坍落度且比原混凝土強度等級高一級的細粒混凝土填補搗實，并在新補混凝土處設擋板，同時應對新補砂漿或混凝土加強養護。也可用環氧樹脂拌制的混凝土或砂漿進行修補。

對混凝土發生的裂縫，應仔細觀察。若裂縫不深，僅限于表面而且不再發展擴大時，可壓注熱瀝青、水泥漿或環氧樹脂進行修補。

對影響或減弱結構性能較嚴重的缺陷，應會同有關部門共同檢查、分析，研究處理方法。