小型預制構件鋼筋碰焊及混凝土高壓微霧養生施工要點

吳桐青

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 551400）

0 引言

在高速公路修建過程中，小型預制構件在預制施工時不可避免地要進行鋼筋人工綁扎以及成品混凝土養生，為了能更好地控制小型預制構件的預制質量，不僅需要保證鋼筋綁扎質量，還要對混凝土成品進行全方位的養生。

貴州大通路橋工程建設有限公司承建的貴州省六枝至安龍高速公路LATJ-9 合同段為了更好地控制小型預制構件的預制質量，組織項目經理部開展了小型預制構件質量控制創新活動，獲得了貴州省六安高速公路有限公司2022年度第二季度品質工程評比“科技創新獎”、三季度品質工程評比“四新應用獎”。同時，形成了超直徑鋼筋碰焊、高壓微霧養生等新穎的施工工法。以鋼筋碰焊代替人工綁扎鋼筋、高壓微霧養生代替灑水養生在小型預制構件質量控制方面取得很大進展。

1 工法概況

1.1 特點

第一，利用碰焊機將鋼筋半成品快速焊接成鋼筋網片，并將網片整體液壓冷彎成型完成鋼筋安裝。使用此工藝大大提高了鋼筋安裝精度和連接質量（此工藝具有不會傷及被焊工件內部結構、焊接變形與應力小、不需要焊條等填充金屬等優點），同時也提高了鋼筋安裝的工作效率[1]。第二，使用高壓微霧主機（可智能控制溫度、濕度）配合封閉式養生大棚進行混凝土成品養生。由于水霧具有快速蒸發、不浸濕地面等特點，且在封閉空間內可重復利用，因此使用此工藝進行施工現場標準養生可避免水資源浪費和減少人力投入[2]。

1.2 適用范圍

高速公路工程建設中用于小型預制構件的預制施工。

1.3 施工原理

將下好料的鋼筋放入半成品卡槽中，利用碰焊機通過碰焊工藝（碰焊機上的電極在氣動加壓作用下與焊接工件相連，然后由電極產生接觸電阻，瞬間產生高熱而實現熱熔接）代替傳統鋼筋綁扎工藝進行鋼筋網片流水線生產。然后將焊接成型的鋼筋網片利用整體冷彎機（自制設備）一次性冷彎成型，完成蓋板鋼筋骨架制作。

混凝土澆筑完成后進入高壓微霧（將養生用水使用高壓微霧主機配合專用噴嘴霧化成直徑僅為0.5～15μm 的霧滴）養生大棚（大棚四周為可伸縮透明磁吸簾，棚頂為透明彩鋼瓦。大棚內置溫度、濕度傳感器配合高壓微霧主機實現智能養生）進行養生，有效避免了因養生不足造成的工程質量問題[3]。

2 工藝流程與操作要點

2.1 工藝流程

施工準備—模具清理—涂抹脫模劑—檢查驗收，合格后開始下一道工序，若不合格應重新進行模具清理和涂抹脫模劑—模具放置—鋼筋骨架放置（包括鋼筋加工、綁扎與檢查驗收）—檢查驗收，合格后開始下一道工序，若不合格應重新進行鋼筋骨架放置—混凝土拌制—混凝土澆筑—振搗臺振搗—經振搗達到強度要求后拆除模具—構件養生—質量檢驗，經檢驗合格后堆放至存放區，若不合格則堆放至不合格區。

2.2 操作要點

2.2.1 鋼筋下料與骨架制作

首先，根據二階段施工設計圖確定路基邊溝預制蓋板鋼筋施工參數：鋼筋編號及根數：①號5 根φ16單根長111.8cm；②號4 根φ12 單根長45cm；③號6 根φ12 單根長43cm。鋼筋布置間距：①號間距10cm，兩端間距3.5cm；②號間距10cm，兩端間距5cm；③號間距10cm。鋼筋保護層厚度：以①號鋼筋為控制標準，鋼筋軸心距混凝土外表下部3.5cm，上部11.5cm。其次，將下好料的鋼筋半成品放入碰焊機半成品卡槽內，啟動碰焊機進行鋼筋網片流水線生產。最后，將生產好的鋼筋網片進行整體冷彎，待檢驗合格后用于鋼筋骨架制作[4]。

2.2.2 小型預制構件混凝土澆筑

小型預制構件混凝土澆筑采用布料機自動裝料，根據設計要求的鋼筋保護層厚度，將混凝土分多次澆筑入模[5]。

2.2.3 小型預制構件混凝土養生

混凝土澆筑完成后，使用叉車將小型預制構件運輸至養生大棚內，使用高壓微霧主機智能設置濕度、溫度。為防止混凝土表面產生收縮裂縫，混凝土在拆模前就需要進行養生，待混凝土強度達到拆模條件后拆模并繼續養生。

2.2.4 成品封裝、儲存

根據構件類型在小型構件預制場打包區進行成品打包，成品采用專用儲存架并設置專用支墊件進行儲存，嚴格控制儲存高度（不高于1.5m），并切實做好構件防潮、防火、防腐措施[6]。

2.3 勞動力組織

為確保施工順利完成，開工前做好如下勞動力組織：配置1 名管理人員，1 名技術人員，3 名鋼筋加工人員，2 名材料轉運人員和5 名混凝土及模板施工人員，共計12 人。

2.4 施工材料與機械設備

該工法沒有需要進行特別說明的施工材料，施工機械設備配置為：配置1 臺10m3混凝土罐車，用于混凝土運輸；配置1 臺混凝土布料機，用于混凝土澆筑；配置2 臺3t 叉車，用于轉運；配置1 臺YLBL-65 型小型預制構件生產線，用于生產加工；配置2 臺DMWSZY 型高壓微霧主機，用于混凝土養生；配置1 臺100kW 碰焊機，用于鋼筋焊接；配置1 臺GJ40 型鋼筋切斷機，用于鋼筋切斷；配置1 臺自制整體冷彎機，用于鋼筋彎曲。

3 質量控制

3.1 工程質量控制標準

邊溝蓋板預制質量執行《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2017）。鋼筋安裝允許偏差（采用直尺測量）要求為：受力鋼筋間隔距離按同一工作（臺）班完成總量的10% 的標準抽查，要求偏差不超過±3mm；箍筋、橫向水平鋼筋間隔距離按同一工作（臺）班完成總量的10% 的標準抽查，要求偏差不超過±2mm；鋼筋骨架長按同一工作（臺）班完成總量的10%抽查，要求偏差不超過±10mm；鋼筋骨架寬度或高度按同一工作（臺）班完成總量的10%抽查，要求偏差不超過±5mm；鋼筋保護層厚度（距表面）按同一工作（臺）班完成總量的10%的標準抽查，要求偏差不超過±3mm；鋼筋保護層厚度（距底面）按同一工作（臺）班完成總量的10%抽查，要求偏差不超過±5mm。混凝土構件生產允許偏差（采用鋼尺和塞尺測量）要求為：邊長按構件總數的30%的標準抽查，要求偏差不超過+3mm 和-2mm；厚度按構件總數的30%抽查，要求偏差不超過±3mm；對角線差按構件總數的30%抽查，要求偏差不超過±2mm；表面平整度按構件總數的30%抽查，要求偏差不超過2mm。

3.2 質量保證措施

第一，鋼筋加工參數必須與規范及設計要求完全相符，下料之前做好鋼筋調直作業，同時充分考慮其彎曲伸長率。第二，所有模具都要在使用前做好打磨與拋光作業，清除黏附的雜物，然后均勻涂刷一層脫模劑（注意不能遺漏）。第三，混凝土必須充分攪拌，攪拌時間必須充足，混凝土攪拌均勻后，其顏色應保持一致。第四，混凝土的振搗應嚴格按照相關操作規程實施，不能過振、漏振與欠振，振搗的合格標準為混凝土沉落并不再產生氣泡，同時表面開始明顯浮漿。第五，澆筑混凝土時，應保證鋼筋位置和保護層厚度正確，并加強檢查驗收。第六，拆模要在混凝土實際強度不低于2.5MPa 的情況下進行，同時注意拆模過程中不能破壞混凝土表面（導致麻面）和棱角。第七，混凝土拆模后按照規范進行養生，防止產生裂紋。

4 安全措施

第一，完善安全責任網絡，落實安全生產責任制。把安全始終放在首位，并做好預防工作，防患于未然。按照制定的條例，在深入掌握施工方的情況和工程類別及特征的前提下，委派素質過硬的安全員，或在班組中挑選兼職人員負責安全管理。尤其是對于現場施工用電，必須設立專門負責人。第二，嚴格按照防火、防風、防觸電、防機械傷害及防化學腐蝕等相關規定和施工要求做好安全預防工作，設立專門的安全標識。第三，在用電線路架設方面，以三相五線制為宜，每個電氣設備及其線路都應具備很高絕緣水平，場內線路均應采用穿管預埋，所有設備按照“三級配電，二級保護”進行配置[7]。

5 效益分析

第一，該工法將鋼筋綁扎安裝變為碰焊安裝，避免了人工扎絲綁扎產生的連接質量問題，同時配合整體液壓冷彎，減少了施工工序，大大提高了鋼筋的安裝效率（使用碰焊整體彎曲的施工效率是普通人工綁扎施工的2 倍），為以后類似情況下的鋼筋安裝施工提供了有益的借鑒。該工法提高了施工技術水平，創造了令人滿意的綜合效益。第二，相較于過去習慣使用的灑水養生方法，使用高壓微霧主機配合封閉大棚進行養生，用水量極少（僅為灑水養生的10%），有效避免了水資源的浪費；使用高壓微霧主機預設養生溫度、濕度，配合棚內傳感器進行智能控制養生，既降低了人工消耗，又避免了人為因素造成的養生不及時，保證了工程質量，具有較好的環境效益與經濟效益。

6 工法應用

貴州省六枝至安龍高速公路LATJ-9 合同段小型構件預制場設置于K70+600—K72+040 平街互通A匝、E 匝、主線K 環形區內，建設面積為2716m2，其中大棚搭設面積為2007m2，根據小型預制構件的特點，預制場分為鋼筋加工區、生產區、養生區、打包區、成品區、通道區等功能區[8]。

小型構件預制場主要預制對象為路基邊溝蓋板，混凝土用量為2623.13m3（約32789 塊）。預制場平面布置如圖1 所示，邊溝蓋板設計如圖2 所示。

圖1 小型構件預制場平面布置圖（單位：cm）

圖2 邊溝蓋板設計圖（單位：cm）

小型構件預制場通過監理及業主驗收后，正式進行批量生產。工程施工過程中通過使用碰焊工法，邊溝蓋板鋼筋間距及連接質量得到有效控制；通過使用高壓微霧養生，小型預制構件混凝土質量也得到提高。采用“碰焊、高壓微霧”工法施工后，改進了小型預制構件的鋼筋綁扎、混凝土養生工藝，施工全過程處于安全、穩定、快捷、智能、優質的可控狀態，避免了因人工綁扎鋼筋和混凝土養生不足產生的工程質量問題[9]。

7 結語

綜上所述，在高速公路工程建設過程中往往需要用到很多小型預制構件，雖然當前小型預制構件生產工藝已經比較成熟，但包含鋼筋綁扎與混凝土養生在內的環節都需要采用人工完成，質量控制難度較大。針對這一實際問題，本文提出了鋼筋碰焊技術與混凝土高壓微霧養生技術，在介紹技術特點與原理等基本內容的同時，結合貴州省六枝至安龍高速公路LATJ-9 合同段實際情況，通過技術應用實踐，驗證了該技術的合理性與可行性，旨在為其他類似高速公路小型預制構件生產提供技術參考，使鋼筋碰焊與混凝土高壓微霧養生技術得到更加廣泛的應用。