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鋼結(jié)構(gòu)橋V形墩自密實(shí)微膨脹混凝土壓注施工技術(shù)

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中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司科技創(chuàng)效推廣應(yīng)用技術(shù)名錄
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（一五零）鋼結(jié)構(gòu)橋V形墩自密實(shí)微膨脹混凝土壓注施工技術(shù)
1. 技術(shù)背景
成都東部新區(qū)絳溪四線絳溪河大橋鋼結(jié)構(gòu)墩柱設(shè)計(jì)外形為“V”形且異常纖細(xì)，斜腿水平投影長(zhǎng)
為21m，高為11m，不規(guī)則箱型截面高為700~1200mm，寬為1400~2000mm，箱室中設(shè)有不等距橫隔板、
加勁肋加勁，內(nèi)灌混凝土握裹剪力釘后與鋼結(jié)構(gòu)V 墩共同受力，為攻克在該含有縱橫加勁肋的狹小
V 墩箱室內(nèi)灌注混凝土且確保其密實(shí)度的難題，通過采用自密實(shí)微膨脹混凝土，在V 墩墩身開口由
輸送泵分段從下到上壓注混凝土完成施工，由此總結(jié)形成了鋼結(jié)構(gòu)橋狹小空間墩腔自密實(shí)微膨脹混
凝土施工技術(shù)
絳溪河大橋施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)文件下發(fā)后，技術(shù)部門對(duì)重難點(diǎn)部位進(jìn)行了梳理，其中主橋V 墩狹小
空間腔體內(nèi)需灌注混凝土，而狹小空間腔體內(nèi)有較多的加勁肋板易對(duì)混凝土填充后的密實(shí)度實(shí)施質(zhì)
量提出較大的挑戰(zhàn)，各技術(shù)人員聯(lián)合其他施工單位技術(shù)人員進(jìn)行多次討論并咨詢了設(shè)計(jì)專家和混凝
土施工攪拌站相關(guān)技術(shù)人員，發(fā)現(xiàn)由上至下進(jìn)行混凝土灌注難以實(shí)現(xiàn)V 墩腔體內(nèi)混凝土的充盈效果，
后期將會(huì)進(jìn)行返工或重復(fù)工作，造成實(shí)體質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，經(jīng)考察借鑒同為鋼結(jié)構(gòu)的鋼拱橋腔
內(nèi)混凝土灌注技術(shù)，研究后發(fā)現(xiàn)在V 墩墩身開口由輸送泵分段從下到上壓注混凝土能夠帶來良好的
經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2. 技術(shù)簡(jiǎn)介
采用自密實(shí)微膨脹高流動(dòng)性泵送混凝土，利用鋼材可焊接性和可切割性特點(diǎn)，通過在墩身下段
開孔安裝注漿管和泵管由下至上分段壓注混凝土，最終完成鋼結(jié)構(gòu)橋狹小空間墩腔自密實(shí)微膨脹混
凝土施工。
3. 適用范圍
本技術(shù)適用于在鋼結(jié)構(gòu)橋墩狹小空間內(nèi)進(jìn)行灌注混凝土施工。
4. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
4.1. 施工工藝流程
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測(cè)量定位
墩身開孔
泵管試泵
安裝注漿管及止逆閥
分段泵送混凝土
切除注漿管
混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土檢測(cè)
圖4.1 施工工藝流程圖
4.2. 施工操作要點(diǎn)
4.2.1. 測(cè)量定位
根據(jù)V 形墩箱室形狀及箱室內(nèi)加勁肋的分布情況分段確定混凝土泵送入口的位置，通過結(jié)合
設(shè)計(jì)圖紙和對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體結(jié)構(gòu)的高度確保開孔位置位于箱室內(nèi)相鄰加勁肋之間，孔位在V 形墩表
面的位置需按分段情況設(shè)置在單個(gè)混凝土澆筑段的下方，開孔定位需在后廠加工完成?？孜辉O(shè)置
示意如圖4.2.1 所示：
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圖4.2.1 孔位設(shè)置示意圖
4.2.2 墩身開孔
1 墩身開孔預(yù)先在加工廠開孔，開孔設(shè)備采用等離子火焰切割機(jī)。
2 開孔直徑大小為125mm，形狀為正圓形，孔內(nèi)壁適當(dāng)傾斜，以便注漿管固定和焊接。
3 根據(jù)混凝土分段澆筑情況在V 形墩每側(cè)均開設(shè)3 個(gè)壓漿孔，其中下墩柱段底部1 個(gè)，兩端
斜腿距根部約80cm 處各1 個(gè)，下墩柱段與斜腿間的轉(zhuǎn)換平臺(tái)處開設(shè)同直徑氣孔以進(jìn)行下墩柱段混
凝土排氣及轉(zhuǎn)換平臺(tái)混凝土澆筑。
4 開孔時(shí)注意內(nèi)壁總體向上傾斜，以減少混凝土進(jìn)入V 形墩箱體內(nèi)直接沖擊內(nèi)壁增大混凝土
向上的頂升力。
4.2.3 安裝注漿管及止逆閥
1 在墩身開孔的位置安裝Φ115×10×700mm 鋼管作為壓漿管，壓漿管安裝完畢后需進(jìn)行焊接
與墩身開孔孔壁緊密連接。
2 注漿管與泵送管間設(shè)置止逆閥連接，注漿管端采用焊接，泵送管端采用箍帽連接。
3 各金屬管口連接處進(jìn)行補(bǔ)焊確保無氣孔露出。
4 為了防止在混凝土泵送頂升澆筑過程中閘板縫漏氣，止逆閥連接口處需用黃油涂縫，或者
加密封圈墊在閘板縫內(nèi)。
5 依照上述方式，分別完成單個(gè)V 形墩兩側(cè)6 處注漿管及止逆閥的安裝，施工示意圖如圖4.2.2
所示。
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圖4.2.2 注漿管及止逆閥安裝施工示意圖
4.2.4 泵管試泵
1 混凝土泵送系統(tǒng)安裝完畢后在開展混凝土壓注施工前需進(jìn)行調(diào)試，并采用清水試泵，檢查
是否漏焊和排氣孔能否正常排氣和冒漿。
2 試泵清水需完全注滿腔體達(dá)到模擬后期混凝土澆筑的情況，同時(shí)清洗V 形墩腔室，以增強(qiáng)
混凝土與腔室內(nèi)栓釘?shù)奈展阅堋?
4.2.5 分段泵送混凝土
1 自密實(shí)微膨脹混凝土需具備足夠的坍落度和擴(kuò)展度，且滿足混凝土的強(qiáng)度及可泵性能。
2 計(jì)算好各段混凝土的預(yù)計(jì)方量，確?；炷翂鹤⒐ぷ鞒掷m(xù)不斷，盡可能一次性完成。
3 混凝土泵送采用兩套設(shè)備同時(shí)施工，以保證V 形墩下墩柱段橫橋向、斜腿段縱橋向左右兩
側(cè)同時(shí)進(jìn)行混凝土頂升。
4 泵車型號(hào)為HBT80C，其泵送能力45m3/h，最大泵送壓力16Mpa，最大輸送水平距離為700m，
垂直高度為150m；為保證混凝土壓注一次成功，現(xiàn)場(chǎng)額外備用1 臺(tái)柴油地泵，以防止意外機(jī)械事
故的發(fā)生。
5 開始泵送時(shí)，泵機(jī)應(yīng)處于低速壓注狀態(tài)，并注意觀察泵的壓力和各種部件工作情況，待壓
注順利后方可提高壓注速度。
6 壓注混凝土?xí)r,料斗應(yīng)裝滿混凝土，在混凝土壓注過程中,如吸入空氣，應(yīng)立即反泵，將混
凝土抽回到料斗內(nèi)，待除去空氣后改為正轉(zhuǎn)。
7 泵送混凝土的壓注頂升應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，盡量避免停泵，當(dāng)混凝土供應(yīng)不足時(shí)，宜降低壓注速
度，以免中斷。
8 當(dāng)混凝土壓注困難時(shí)，泵壓升高，管路產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)，不可以勉強(qiáng)壓注，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行檢查，
并放慢壓注速度或使泵反轉(zhuǎn)，以防堵塞。
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9 壓注混凝土?xí)r，料斗應(yīng)裝滿混凝土，在混凝土壓注過程中,如吸入空氣，應(yīng)立即反泵，將混
凝土抽回到料斗內(nèi)，待除去空氣后改為正轉(zhuǎn)。
10 當(dāng)輸送泵被堵塞時(shí)，可以木槌敲擊管路，找出堵塞管段，關(guān)閉止逆閥，待混凝土泵卸壓后
拆卸堵管管段，取出堵管混凝土雜物，并檢查其余管道無堵塞后才可接管。重新壓注混凝土?xí)r，
應(yīng)打開止逆閥再行泵送。
11 泵送過程中隨時(shí)觀察泵送壓力，發(fā)現(xiàn)泵送困難不能很快處理時(shí)及時(shí)換用備用接頭。
12 混凝土壓注過程中需安排專人檢查氣孔通氣情況并時(shí)刻關(guān)注混凝土是否冒漿，當(dāng)頂部氣孔
冒漿后應(yīng)及時(shí)停止混凝土壓注，墩身掛染的水泥漿需采用高壓水槍及時(shí)沖洗干凈。
13 下墩柱段的混凝土壓注書順序示意圖如圖4.2.3 所示：
圖4.2.3 下墩柱段混凝土壓注順序示意圖
4.2.6 切除注漿管
1 待混凝土初凝時(shí)切除注漿管焊口，取出管頭，同時(shí)處理打磨好管孔壁面。
2 采用同材質(zhì)鋼板補(bǔ)充焊接注漿孔，做好焊面坡口處理。
4.2.7 混凝土養(yǎng)護(hù)
1 混凝土壓注施工完畢后需及時(shí)封堵裸露面，注意不得擾動(dòng)逐步初凝和終凝的混凝土。
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2 由于混凝土的水化熱是在封閉空間中產(chǎn)生，混凝土可始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，形成持久的保溫
保濕系統(tǒng)，故不再開展其余的養(yǎng)護(hù)措施。
4.2.8 混凝土檢測(cè)
1 混凝土需檢測(cè)標(biāo)養(yǎng)試塊的抗壓、抗折和抗拉強(qiáng)度。
2 達(dá)到600℃天后采用超聲波無損檢測(cè)的方式檢測(cè)混凝土的密實(shí)性，對(duì)未密實(shí)的部位采用鉆孔
壓漿補(bǔ)強(qiáng)。
5. 材料與設(shè)備（參考廠家）
5.1 材料
主要材料見表6.1。
表5.1 主要材料表
序號(hào)材料名稱型號(hào)技術(shù)指標(biāo)用途
1 水/ / 試泵
2 柴油0# / 柴油泵
3 水泥P.O42.5R P.O42.5R
拌制自密實(shí)微膨
脹混凝土
4 粉煤灰二級(jí)二級(jí)
5 機(jī)制砂/ 中砂
6 碎石5～16mm /
7 碎石16~26.5mm /
8 膨脹劑/ 高效膨脹劑
9 外加劑/ 聚羧酸高效堿水劑
5.2 設(shè)備
主要機(jī)械設(shè)備見表6.2。
表5.2 主要機(jī)械設(shè)備表
序
號(hào)
名稱規(guī)格型號(hào)技術(shù)指標(biāo)用途
1 高壓柴油泵HBT80C 45m3/h 泵送混凝土
2 混凝土罐車/ 7m3 運(yùn)輸混凝土
3 電焊、氧焊切割設(shè)備530×280×485mm LGK-63MA 現(xiàn)場(chǎng)開洞、封洞用
4 直臂式高空作業(yè)平臺(tái)ZT30J 19.78m 人員操作平臺(tái)
5 高壓水槍KR50 22L/min 沖洗泥漿
6 對(duì)講機(jī)122*56*36mm 3.8v 施工聯(lián)絡(luò)
7 榔頭STHT51390-8-23 158g 敲擊鋼管
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8 泵管A 125mm 壓注泵送混凝土
9 壓漿管7mm 125mm 壓注泵送混凝土
10 止逆閥HC41X-16/10 125mm 防止混凝土回流
11 商品混凝土攪拌站HZS90 90m³/h 同時(shí)拌和或備用
6. 效益計(jì)算分析
通過對(duì)是否由下至上壓注混凝土的方式進(jìn)行分析，按40 天完工計(jì)，按照作業(yè)人員單人（作業(yè)
人員數(shù)量為10 人）工資300 元每工日計(jì)，按現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備（包括運(yùn)輸、舉升設(shè)備）2000 元每工
日計(jì)，按預(yù)計(jì)打孔數(shù)量200 元每個(gè)計(jì)，則可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析如表10.1 所示。
表6.1 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析表
效益形式施工方法
人工總數(shù)
（人）
打孔
（個(gè)）
機(jī)械
（臺(tái)班）
備注
直接效益
由下至上壓注施工400 24 40 直接效益計(jì)提前完工產(chǎn)生的
由上至下灌注施工 400 0 40 工期效益
間接效益
由下至上壓注施工20 0 2 間接效益計(jì)返工需多出的人
由上至下灌注施工 100 64 10 工、打孔、機(jī)械成本
節(jié)約成本：（400+100）*300-（400+20）*300+64*200-24*200+（40+10）*2000-（40+2）*2000=48000 元
通過對(duì)比分析可得出采用由下至上壓注施工的施工工序，避免了返工情況的發(fā)生，預(yù)計(jì)可以
產(chǎn)生4.8 萬元的經(jīng)濟(jì)效益。
7. 應(yīng)用實(shí)例（典型照片）
1.注漿管橡膠圈2.注漿管止逆閥
3.止逆閥安裝Ⅰ 4.止逆閥安裝Ⅱ
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5.高壓柴油泵泵壓設(shè)備6.混凝土澆筑Ⅰ
7.混凝土澆筑Ⅱ 8.混凝土澆筑Ⅲ
9.混凝土澆筑Ⅳ 10.止逆閥關(guān)閉
8. 技術(shù)咨詢服務(wù)單位聯(lián)系方式
技術(shù)提供單位中建一局總承包公司
主要完成人張弛宇、任翔、孫冬雪、蔣顥、王崇振
技術(shù)咨詢聯(lián)系人張馳宇聯(lián)系電話18030792717

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