3.2.4 混凝土的澆筑

混凝土的澆筑指的是將混凝土澆筑入模直至塑化的過程。

1．澆筑前的施工準(zhǔn)備

（1）混凝土澆筑前，應(yīng)由商品混凝土供應(yīng)商出具砂、石、水泥、外加劑的試驗(yàn)報(bào)告和配合比設(shè)計(jì)報(bào)告以及該配合比試驗(yàn)的強(qiáng)度和混凝土澆灌令。

（2）輸送泵垂直管道應(yīng)固定牢固，水平管布置宜直、轉(zhuǎn)彎宜緩，接頭應(yīng)嚴(yán)密。每段應(yīng)有支架或汽胎抬墊，炎熱季節(jié)施工宜用濕麻袋遮蓋泵管。

（3）模板的強(qiáng)度、剛度符合規(guī)定，標(biāo)高位置與結(jié)構(gòu)截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求，預(yù)留拱度正確。

（4）支撐系統(tǒng)穩(wěn)定，支架與模板的結(jié)合處穩(wěn)定可靠。

（5）模板內(nèi)無雜物，鋼筋清潔，模板縫隙和孔洞已封堵密實(shí)，模板已濕潤無積水。

（6）鋼筋與預(yù)埋件規(guī)格、數(shù)量、安裝的幾何尺寸與位置，鋼筋接頭等滿足要求。

（7）樓板鋼筋上鋪設(shè)專用通道，防止板筋變形。

（8）鋼筋工程、模板工程、水電安裝預(yù)埋均已驗(yàn)收合格。

（9）準(zhǔn)備工具：振動(dòng)棒、平板振動(dòng)器、撬棍、2m刮尺、木拖板、鐵抹子、木抹子、鐵鏟、洗管槽、絲線、存料板、串筒。

（10）操作人員應(yīng)穿戴絕緣膠鞋和絕緣手套，電纜線長度滿足要求，振動(dòng)棒符合安全要求。

2．混凝土澆筑的一般規(guī)定

（1）應(yīng)對支架（拱架）、模板、鋼筋、支座、預(yù)拱度和預(yù)埋件進(jìn)行檢查，并做好記錄，符合要求后方可澆筑。

（2）模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。模板如有縫隙，應(yīng)填塞嚴(yán)密，模板內(nèi)面應(yīng)涂刷脫模劑，木模板應(yīng)預(yù)先濕潤。澆筑混凝土前，應(yīng)檢查混凝土的均勻性和坍落度。在炎熱氣候時(shí)，混凝土入模溫度不宜高于28℃，當(dāng)混凝土絕熱溫度不低于45℃時(shí)，澆筑溫度需進(jìn)一步降低。還應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽光直射，模板與鋼筋溫度以及周圍溫度不宜超過40℃。

自高處向模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r，為防止混凝土離析，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）從高處直接傾卸時(shí)，在不發(fā)生離析的情況下，其自由傾落高度不宜超過2m。

2）當(dāng)傾卸不滿足上述要求時(shí)，應(yīng)通過串筒、溜管或振動(dòng)溜管等設(shè)施下落；傾落高度過高時(shí)，應(yīng)設(shè)置減速裝置。在串筒出料口下面，混凝土堆積高度不宜超過1m，并嚴(yán)禁用振動(dòng)棒分?jǐn)偦炷痢?/p>

（3）混凝土應(yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆筑，應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)從低處開始逐層擴(kuò)展升高，保持水平分層?；炷练謱訚仓穸炔灰顺^表3-12的規(guī)定。

（4）澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用振動(dòng)器振實(shí)，確實(shí)無法使用振動(dòng)器振實(shí)的部位才可用人工搗固。

1）使用插入式振動(dòng)器時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍；與側(cè)模應(yīng)保持50～100mm的距離；插入下層混凝土50～100mm；每一處振動(dòng)完畢后，應(yīng)邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒；應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。

2）表面振動(dòng)器的移位間距，應(yīng)以使振動(dòng)器平板能覆蓋已振實(shí)部分100mm左右為宜。

3）附著式振動(dòng)器的布置距離，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造物形狀及振動(dòng)器性能等情況并通過試驗(yàn)確定。

4）對每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止。密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。

（5）混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷，則間斷時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時(shí)間或能重塑的時(shí)間。

（6）施工縫的處置：應(yīng)鑿除處理層混凝土表面的水泥砂漿和松弱層。

鑿除時(shí)，處理層混凝土須達(dá)到下列強(qiáng)度：

1）用水沖洗鑿毛時(shí)，須達(dá)到0.5MPa；

2）用人工鑿除時(shí)，須達(dá)到2.5MPa；

3）用風(fēng)動(dòng)機(jī)鑿毛時(shí)，須達(dá)到10MPa。

經(jīng)鑿毛處理的混凝土面應(yīng)用水沖洗干凈，在澆筑次層混凝土前，對垂直施工縫宜刷一層水泥凈漿，對水平縫宜鋪一層厚為10～20mm的1∶2的水泥砂漿，或鋪一層厚約300mm的混凝土，其粗集料宜比新澆筑混凝土減少10%。重要部位及有防震要求的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋稀疏的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)在施工縫處補(bǔ)插錨固鋼筋（鋼筋直筋不小于16mm，間距不大于20mm或石榫；有抗?jié)B要求的施工縫宜做成凹形、凸形或設(shè)置止水帶）。施工縫為斜面時(shí)應(yīng)澆筑成或鑿成臺(tái)階狀。

施工縫處理后，須待處理層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后才能繼續(xù)澆筑混凝土。公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要達(dá)到的強(qiáng)度一般最低為1.2MPa，當(dāng)結(jié)構(gòu)物為鋼筋混凝土?xí)r，不得低于2.5MPa?；炷吝_(dá)到上述抗壓強(qiáng)度的時(shí)間宜通過試驗(yàn)確定。

（7）結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)對混凝土裸露面進(jìn)行修整、抹平，待定漿后再抹第二遍并壓光或拉毛。當(dāng)裸露面面積較大或氣候不良時(shí)，應(yīng)加蓋防護(hù)，但在開始養(yǎng)生前，覆蓋物不得接觸混凝土面。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)填寫混凝土施工記錄。

3．混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑方法

（1）現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的澆筑方法

框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件有基礎(chǔ)、柱、梁、板等，其中柱、梁、板等構(gòu)件是沿垂直方向重復(fù)出現(xiàn)的。施工時(shí)，一般按結(jié)構(gòu)層來劃分施工層，當(dāng)結(jié)構(gòu)平面尺寸較大時(shí)，還應(yīng)劃分施工段，以便組織各工序流水施工。

框架柱基形式多為臺(tái)階式基礎(chǔ)。臺(tái)階式基礎(chǔ)施工時(shí)一般按臺(tái)階分層澆筑，中間不允許留施工縫；傾倒混凝土?xí)r宜先邊角后中間，確?；炷脸錆M模板的各個(gè)角落，防止一側(cè)傾倒混凝土擠壓鋼筋造成柱插筋的位移；各臺(tái)階之間最好留有一定時(shí)間間歇，給下面臺(tái)階混凝土一段初步沉實(shí)的時(shí)間，以避免上下臺(tái)階之間出現(xiàn)裂縫，同時(shí)也便于上一臺(tái)階混凝土的澆筑。

在框架結(jié)構(gòu)每層每段施工時(shí)，混凝土的澆筑順序是先澆柱，后澆梁、板。柱的澆筑宜在梁板模板安裝后進(jìn)行，以便利用梁板模板穩(wěn)定柱模并作為澆筑混凝土的操作平臺(tái)；一排柱子澆筑時(shí)，應(yīng)從兩端向中間推進(jìn)，以免柱模板在橫向推力作用下向另一方傾斜；柱在澆筑前，宜在底部先鋪一層50～100mm厚與所澆混凝土成分相同的水泥砂漿，以免底部產(chǎn)生蜂窩現(xiàn)象；柱高在3m以下時(shí)，可直接從柱頂澆入混凝土，若柱高超過3m，斷面尺寸小于400mm×400mm，并有交叉分段澆筑，也可采用串筒直接從柱頂進(jìn)行澆筑；隨著柱子澆筑高度的上升，混凝土表面將積聚大量漿水，可能造成混凝土強(qiáng)度不均勻現(xiàn)象，宜在澆筑到適當(dāng)?shù)母叨葧r(shí)，適量減少混凝土的配合比用水量。

如柱、梁和板混凝土是一次連續(xù)澆筑，則應(yīng)在柱混凝土澆筑完畢后停歇1～2105h，待其初步沉實(shí)，排除泌水后，再澆筑梁、板混凝土。

梁、板混凝土一般同時(shí)澆筑，澆筑方法應(yīng)先將梁分層澆搗成階梯形，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)即與板的混凝土一同澆搗；而且傾倒混凝土的方向與澆筑方向相反。當(dāng)梁高度超過1m時(shí)，可先單獨(dú)澆筑混凝土，水平施工縫設(shè)置在板下20～30mm處。

（2）大體積混凝土澆筑

混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱為大體積混凝土。

大體積混凝土基礎(chǔ)的整體性要求高，一般要求混凝土連續(xù)澆筑，一氣呵成。施工工藝上應(yīng)做到分層澆筑、分層搗實(shí)，但又必須保證上下層混凝土在初凝之前結(jié)合好，不致形成施工縫。在特殊的情況下可以留有基礎(chǔ)后澆帶，即在大體積混凝土基礎(chǔ)中預(yù)留一條后澆的施工縫，將整塊大體積混凝土分成兩塊或若干塊澆筑，待所澆筑的混凝土經(jīng)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)干縮后，再在預(yù)留的后澆帶中澆筑補(bǔ)償收縮混凝土，使分塊的混凝土連成一個(gè)整體。

基礎(chǔ)后澆帶的澆筑考慮到補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹效應(yīng)，當(dāng)后澆帶的直徑長度大于50m時(shí)，混凝土要分兩次澆筑，時(shí)間間隔為5～7d。要求混凝土振搗密實(shí)，防止漏振，也避免過振?；炷翝仓?，在硬化前1～2h應(yīng)抹壓，以防沉降裂縫的產(chǎn)生。

1）澆筑方案

澆筑方案應(yīng)根據(jù)整體性要求、結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)等具體情況選用。

①全面分層［如圖3-14（a）所示］：在整個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)全面分層澆筑混凝土，要做到第一層全面澆筑完畢回來澆筑第二層時(shí)，第一層澆筑的混凝土還未初凝，如此逐層進(jìn)行，直至澆筑好。這種方案適用于平面尺寸不太大的結(jié)構(gòu)。施工時(shí)從短邊開始，沿長邊進(jìn)行較適宜，必要時(shí)亦可分為兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行。

②分段分層［如圖3-14（b）所示］：適宜于厚度不太大而面積或長度較大的結(jié)構(gòu)?；炷翉牡讓娱_始澆筑，進(jìn)行一定距離后回來澆筑第二層，如此依次向前澆筑以上各分層。

③斜面分層［如圖3-14（c）所示］：適用于長度超過厚度的三倍的結(jié)構(gòu)。振搗工作應(yīng)從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土施工質(zhì)量。

2）混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原因

①水泥水化熱：水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5d。

②外界氣溫變化：大體積混凝土在施工階段的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60～65℃，并且有較長的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

③混凝土的收縮：混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必需的，而約80%的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

3）混凝土溫度裂縫的控制措施

①優(yōu)選低水化熱水泥拌制混凝土，并適當(dāng)使用緩凝減水劑和微膨脹劑，減少大體積混凝土體積收縮的影響，以降低混凝土開裂的可能性。

②在保障混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，適當(dāng)降低水灰比，摻加適量粉煤灰以降低水泥用量。

③降低混凝土入模溫度，控制混凝土內(nèi)外溫差（當(dāng)無設(shè)計(jì)要求時(shí)，控制在25℃以內(nèi)），如降低拌和水溫度、骨料用水沖洗降溫、避免暴曬等。

④適當(dāng)設(shè)置后澆帶，以減少外應(yīng)力和溫度應(yīng)力，也有利于散熱，降低混凝土內(nèi)部溫度。

⑤必須二次抹面，以減少表面收縮裂縫，緊接著進(jìn)行保濕覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。

⑥可預(yù)埋冷水管，通過循環(huán)水將混凝土內(nèi)部熱量帶出，進(jìn)行人工導(dǎo)熱。

（3）水下混凝土澆筑

水下混凝土澆筑指在水下指定部位直接澆筑混凝土的施工方法。這種方法只適用于靜水或流速小的水流條件下，常用于澆筑圍堰、混凝土防滲墻、墩臺(tái)基礎(chǔ)以及水下建筑物的局部修補(bǔ)等工程。水下混凝土澆筑的方法很多，常用的有導(dǎo)管法、壓漿法和袋裝法，以導(dǎo)管法應(yīng)用最廣。

導(dǎo)管法適用于水深不超過15～25m的情況。導(dǎo)管的直徑為25～30cm，每節(jié)長1～2m，用橡皮襯墊的法蘭盤連接，底部應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)開關(guān)閥門，頂部裝設(shè)漏斗。導(dǎo)管的數(shù)量與位置應(yīng)根據(jù)澆筑范圍和導(dǎo)管的作用半徑來確定。作用半徑一般不應(yīng)大于3m。在澆筑過程中，導(dǎo)管只允許上下升降，不得左右移動(dòng)。開始澆筑時(shí)，導(dǎo)管底部應(yīng)接近地基約5～10cm，而且導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)經(jīng)常充滿混凝土，管下口必須恒埋于混凝土表面下約1m，使只有表面一層混凝土與水接觸。隨著混凝土的澆筑，徐徐提升漏斗和導(dǎo)管。每提到一個(gè)管節(jié)高度后，即拆除一個(gè)管節(jié)，直到混凝土澆出水面為止。與水接觸的表層約10cm厚的混凝土因質(zhì)量較差，最后應(yīng)全部予以清除。

（4）混凝土振搗

用混凝土拌和機(jī)拌和好的混凝土澆筑構(gòu)件時(shí)，必須排除其中氣泡進(jìn)行搗固，使混凝土密實(shí)結(jié)合，消除混凝土的蜂窩麻面等現(xiàn)象，以提高其強(qiáng)度，保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。

1）混凝土振搗器

混凝土振搗器就是機(jī)械化搗實(shí)混凝土的機(jī)具，按傳遞振動(dòng)的方法分類有內(nèi)部振搗器、外部振搗器和表面振搗器三種。

①內(nèi)部振搗器又稱插入式振搗器。工作時(shí)振動(dòng)頭插入混凝土內(nèi)部，將其振動(dòng)波直接傳給混凝土。這種振搗器多用于振壓厚度較大的混凝土層，如橋墩、橋臺(tái)基礎(chǔ)以及基樁等。它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，移動(dòng)方便，使用很廣泛。

②外部振搗器又稱附著式振搗器，是一臺(tái)具有振動(dòng)作用的電動(dòng)機(jī)，在該機(jī)的底面安裝了特制的底板，工作時(shí)底板附著在模板上，振搗器產(chǎn)生的振動(dòng)波通過底板與模板間接地傳給混凝土。這種振搗器多用于薄殼構(gòu)件、空心板梁、拱肋、T形梁等的施工。根據(jù)施工的需要，外部振搗器除附著式外，還有一種振動(dòng)臺(tái)，它是用來振搗混凝土預(yù)制品的。裝在模板內(nèi)的預(yù)制品置放在與振搗器連接的臺(tái)面上，振搗器產(chǎn)生的振動(dòng)波通過臺(tái)面與模板傳給混凝土預(yù)制品。

③表面振搗器是將它直接放在混凝土表面上，振搗器產(chǎn)生的振動(dòng)波通過與之固定的振搗底板傳給混凝土。振動(dòng)波是從混凝土表面?zhèn)魅耄史Q表面振搗器。工作時(shí)由兩人握住振搗器的手柄，根據(jù)工作需要進(jìn)行拖移。它適用于厚度不大的混凝土路面和橋面等工程的施工。

2）混凝土振搗方法

混凝土振搗方法有垂直插入、快插、慢拔等。

①插入時(shí)要快，拔出時(shí)要慢，以免在混凝土中留下空隙。

②每次插入振搗的時(shí)間為20～30s，并以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時(shí)為準(zhǔn)。

③振搗時(shí)間不宜過久，太久砂與水泥漿會(huì)分離，石子會(huì)下沉，并在混凝土表面形成砂層，影響混凝土質(zhì)量。

④振搗時(shí)振搗器應(yīng)插入下層混凝土10cm，以加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合。

⑤振搗插入前后間距一般為30～50cm，防止漏振。