小型预制构件钢筋碰焊及混凝土高压微雾养生施工要点

吴桐青

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 551400）

在高速公路修建过程中，小型预制构件在预制施工时不可避免地要进行钢筋人工绑扎以及成品混凝土养生，为了能更好地控制小型预制构件的预制质量，不仅需要保证钢筋绑扎质量，还要对混凝土成品进行全方位的养生。

贵州大通路桥工程建设有限公司承建的贵州省六枝至安龙高速公路LATJ-9 合同段为了更好地控制小型预制构件的预制质量，组织项目经理部开展了小型预制构件质量控制创新活动，获得了贵州省六安高速公路有限公司2022年度第二季度品质工程评比“科技创新奖”、三季度品质工程评比“四新应用奖”。同时，形成了超直径钢筋碰焊、高压微雾养生等新颖的施工工法。以钢筋碰焊代替人工绑扎钢筋、高压微雾养生代替洒水养生在小型预制构件质量控制方面取得很大进展。

1.1 特点

第一，利用碰焊机将钢筋半成品快速焊接成钢筋网片，并将网片整体液压冷弯成型完成钢筋安装。使用此工艺大大提高了钢筋安装精度和连接质量（此工艺具有不会伤及被焊工件内部结构、焊接变形与应力小、不需要焊条等填充金属等优点），同时也提高了钢筋安装的工作效率[1]。第二，使用高压微雾主机（可智能控制温度、湿度）配合封闭式养生大棚进行混凝土成品养生。由于水雾具有快速蒸发、不浸湿地面等特点，且在封闭空间内可重复利用，因此使用此工艺进行施工现场标准养生可避免水资源浪费和减少人力投入[2]。

1.2 适用范围

高速公路工程建设中用于小型预制构件的预制施工。

1.3 施工原理

将下好料的钢筋放入半成品卡槽中，利用碰焊机通过碰焊工艺（碰焊机上的电极在气动加压作用下与焊接工件相连，然后由电极产生接触电阻，瞬间产生高热而实现热熔接）代替传统钢筋绑扎工艺进行钢筋网片流水线生产。然后将焊接成型的钢筋网片利用整体冷弯机（自制设备）一次性冷弯成型，完成盖板钢筋骨架制作。

混凝土浇筑完成后进入高压微雾（将养生用水使用高压微雾主机配合专用喷嘴雾化成直径仅为0.5～15μm 的雾滴）养生大棚（大棚四周为可伸缩透明磁吸帘，棚顶为透明彩钢瓦。大棚内置温度、湿度传感器配合高压微雾主机实现智能养生）进行养生，有效避免了因养生不足造成的工程质量问题[3]。

2.1 工艺流程

施工准备—模具清理—涂抹脱模剂—检查验收，合格后开始下一道工序，若不合格应重新进行模具清理和涂抹脱模剂—模具放置—钢筋骨架放置（包括钢筋加工、绑扎与检查验收）—检查验收，合格后开始下一道工序，若不合格应重新进行钢筋骨架放置—混凝土拌制—混凝土浇筑—振捣台振捣—经振捣达到强度要求后拆除模具—构件养生—质量检验，经检验合格后堆放至存放区，若不合格则堆放至不合格区。

2.2 操作要点

2.2.1 钢筋下料与骨架制作

首先，根据二阶段施工设计图确定路基边沟预制盖板钢筋施工参数：钢筋编号及根数：①号5 根φ16单根长111.8cm；
②号4 根φ12 单根长45cm；
③号6 根φ12 单根长43cm。钢筋布置间距：①号间距10cm，两端间距3.5cm；
②号间距10cm，两端间距5cm；
③号间距10cm。钢筋保护层厚度：以①号钢筋为控制标准，钢筋轴心距混凝土外表下部3.5cm，上部11.5cm。其次，将下好料的钢筋半成品放入碰焊机半成品卡槽内，启动碰焊机进行钢筋网片流水线生产。最后，将生产好的钢筋网片进行整体冷弯，待检验合格后用于钢筋骨架制作[4]。

2.2.2 小型预制构件混凝土浇筑

小型预制构件混凝土浇筑采用布料机自动装料，根据设计要求的钢筋保护层厚度，将混凝土分多次浇筑入模[5]。

2.2.3 小型预制构件混凝土养生

混凝土浇筑完成后，使用叉车将小型预制构件运输至养生大棚内，使用高压微雾主机智能设置湿度、温度。为防止混凝土表面产生收缩裂缝，混凝土在拆模前就需要进行养生，待混凝土强度达到拆模条件后拆模并继续养生。

2.2.4 成品封装、储存

根据构件类型在小型构件预制场打包区进行成品打包，成品采用专用储存架并设置专用支垫件进行储存，严格控制储存高度（不高于1.5m），并切实做好构件防潮、防火、防腐措施[6]。

2.3 劳动力组织

为确保施工顺利完成，开工前做好如下劳动力组织：配置1 名管理人员，1 名技术人员，3 名钢筋加工人员，2 名材料转运人员和5 名混凝土及模板施工人员，共计12 人。

2.4 施工材料与机械设备

该工法没有需要进行特别说明的施工材料，施工机械设备配置为：配置1 台10m3混凝土罐车，用于混凝土运输；
配置1 台混凝土布料机，用于混凝土浇筑；
配置2 台3t 叉车，用于转运；
配置1 台YLBL-65 型小型预制构件生产线，用于生产加工；
配置2 台DMWSZY 型高压微雾主机，用于混凝土养生；
配置1 台100kW 碰焊机，用于钢筋焊接；
配置1 台GJ40 型钢筋切断机，用于钢筋切断；
配置1 台自制整体冷弯机，用于钢筋弯曲。

3.1 工程质量控制标准

边沟盖板预制质量执行《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2017）。钢筋安装允许偏差（采用直尺测量）要求为：受力钢筋间隔距离按同一工作（台）班完成总量的10% 的标准抽查，要求偏差不超过±3mm；
箍筋、横向水平钢筋间隔距离按同一工作（台）班完成总量的10% 的标准抽查，要求偏差不超过±2mm；
钢筋骨架长按同一工作（台）班完成总量的10%抽查，要求偏差不超过±10mm；
钢筋骨架宽度或高度按同一工作（台）班完成总量的10%抽查，要求偏差不超过±5mm；
钢筋保护层厚度（距表面）按同一工作（台）班完成总量的10%的标准抽查，要求偏差不超过±3mm；
钢筋保护层厚度（距底面）按同一工作（台）班完成总量的10%抽查，要求偏差不超过±5mm。混凝土构件生产允许偏差（采用钢尺和塞尺测量）要求为：边长按构件总数的30%的标准抽查，要求偏差不超过+3mm 和-2mm；
厚度按构件总数的30%抽查，要求偏差不超过±3mm；
对角线差按构件总数的30%抽查，要求偏差不超过±2mm；
表面平整度按构件总数的30%抽查，要求偏差不超过2mm。

3.2 质量保证措施

第一，钢筋加工参数必须与规范及设计要求完全相符，下料之前做好钢筋调直作业，同时充分考虑其弯曲伸长率。第二，所有模具都要在使用前做好打磨与抛光作业，清除黏附的杂物，然后均匀涂刷一层脱模剂（注意不能遗漏）。第三，混凝土必须充分搅拌，搅拌时间必须充足，混凝土搅拌均匀后，其颜色应保持一致。第四，混凝土的振捣应严格按照相关操作规程实施，不能过振、漏振与欠振，振捣的合格标准为混凝土沉落并不再产生气泡，同时表面开始明显浮浆。第五，浇筑混凝土时，应保证钢筋位置和保护层厚度正确，并加强检查验收。第六，拆模要在混凝土实际强度不低于2.5MPa 的情况下进行，同时注意拆模过程中不能破坏混凝土表面（导致麻面）和棱角。第七，混凝土拆模后按照规范进行养生，防止产生裂纹。

第一，完善安全责任网络，落实安全生产责任制。把安全始终放在首位，并做好预防工作，防患于未然。按照制定的条例，在深入掌握施工方的情况和工程类别及特征的前提下，委派素质过硬的安全员，或在班组中挑选兼职人员负责安全管理。尤其是对于现场施工用电，必须设立专门负责人。第二，严格按照防火、防风、防触电、防机械伤害及防化学腐蚀等相关规定和施工要求做好安全预防工作，设立专门的安全标识。第三，在用电线路架设方面，以三相五线制为宜，每个电气设备及其线路都应具备很高绝缘水平，场内线路均应采用穿管预埋，所有设备按照“三级配电，二级保护”进行配置[7]。

第一，该工法将钢筋绑扎安装变为碰焊安装，避免了人工扎丝绑扎产生的连接质量问题，同时配合整体液压冷弯，减少了施工工序，大大提高了钢筋的安装效率（使用碰焊整体弯曲的施工效率是普通人工绑扎施工的2 倍），为以后类似情况下的钢筋安装施工提供了有益的借鉴。该工法提高了施工技术水平，创造了令人满意的综合效益。第二，相较于过去习惯使用的洒水养生方法，使用高压微雾主机配合封闭大棚进行养生，用水量极少（仅为洒水养生的10%），有效避免了水资源的浪费；
使用高压微雾主机预设养生温度、湿度，配合棚内传感器进行智能控制养生，既降低了人工消耗，又避免了人为因素造成的养生不及时，保证了工程质量，具有较好的环境效益与经济效益。

贵州省六枝至安龙高速公路LATJ-9 合同段小型构件预制场设置于K70+600—K72+040 平街互通A匝、E 匝、主线K 环形区内，建设面积为2716m2，其中大棚搭设面积为2007m2，根据小型预制构件的特点，预制场分为钢筋加工区、生产区、养生区、打包区、成品区、通道区等功能区[8]。

小型构件预制场主要预制对象为路基边沟盖板，混凝土用量为2623.13m3（约32789 块）。预制场平面布置如图1 所示，边沟盖板设计如图2 所示。

图1 小型构件预制场平面布置图（单位：cm）

图2 边沟盖板设计图（单位：cm）

小型构件预制场通过监理及业主验收后，正式进行批量生产。工程施工过程中通过使用碰焊工法，边沟盖板钢筋间距及连接质量得到有效控制；
通过使用高压微雾养生，小型预制构件混凝土质量也得到提高。采用“碰焊、高压微雾”工法施工后，改进了小型预制构件的钢筋绑扎、混凝土养生工艺，施工全过程处于安全、稳定、快捷、智能、优质的可控状态，避免了因人工绑扎钢筋和混凝土养生不足产生的工程质量问题[9]。

综上所述，在高速公路工程建设过程中往往需要用到很多小型预制构件，虽然当前小型预制构件生产工艺已经比较成熟，但包含钢筋绑扎与混凝土养生在内的环节都需要采用人工完成，质量控制难度较大。针对这一实际问题，本文提出了钢筋碰焊技术与混凝土高压微雾养生技术，在介绍技术特点与原理等基本内容的同时，结合贵州省六枝至安龙高速公路LATJ-9 合同段实际情况，通过技术应用实践，验证了该技术的合理性与可行性，旨在为其他类似高速公路小型预制构件生产提供技术参考，使钢筋碰焊与混凝土高压微雾养生技术得到更加广泛的应用。