高速公路精品化預製構件施工工法

《高速公路精品化預製構件施工工法》是河南省公路工程局集團有限公司、河南三建建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是乾英輝、高漸斌、劉運霞、李青、趙月英。該工法適用於高速公路尺寸較小的混凝土防護預製件、小蓋板、路緣石。

《高速公路精品化預製構件施工工法》主要的工法特點是：施工工藝簡單、質量可靠、施工安全可集中工廠化生產；模板內側無需塗抹隔離劑，節約成本，且滿足環保要求。

2011年9月30日，《高速公路精品化預製構件施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：高速公路精品化預製構件施工工法
• 工法編號：GJEJGF185-2010
• 完成單位：河南省公路工程局集團有限公司、河南三建建設集團有限公司
• 主要完成人：乾英輝、高漸斌、劉運霞、李青、趙月英
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

作為高速公路防護工程的外露部分，小型預製件的外觀質量就顯得尤為重要。經過工地實踐和反覆試驗，在保證該預製件內在質量的前提下，使外觀質量得到了提高，真正達到了混凝土表面光滑如玉、光亮可鑑的“清水混凝土效果”。由於《高速公路精品化預製構件施工工法》工藝先進，故具有社會效益。

工法特點

《高速公路精品化預製構件施工工法》的工法特點是：

一、由於採用高強塑膠模板，克服了鋼模笨重、容易漏漿、損壞的缺點，尺寸規則較統一，提高了預製件外露面外觀質量，能夠達到混凝土表面平整光滑，色澤均勻，無碰損和污染，消除了混凝土施工中的質量通病。

二、強化了振搗工藝。將傳統的豎向垂直插入振搗轉變成平面附著振搗，提高了振搗效果。

三、最佳化了配合比。加入了粉煤灰和“增亮劑”，使得結構物“內實外美”。

四、施工工藝簡單、質量可靠、施工安全、可集中工廠化生產。

五、模板內側無需塗抹隔離劑，節約成本，且滿足環保要求。

操作原理

適用範圍

《高速公路精品化預製構件施工工法》適用於高速公路尺寸較小的混凝土防護預製件、小蓋板、路緣石。

工藝原理

《高速公路精品化預製構件施工工法》的工藝原理敘述如下：

通過對原材料的嚴格控制，對鋼模板、高強塑模剛度、強度、加工精度的強制要求、對混凝土的製備和振搗進行控制，保證模板表面平整、光滑、接縫嚴密無漏漿，保證混凝土外露面達到清水混凝土的標準。

施工工藝

• 工藝流程

《高速公路精品化預製構件施工工法》的施工工藝流程見下圖。

施工工藝流程

操作要點

《高速公路精品化預製構件施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備

1.場地準備：小件預製採用集中預製，首先對場地進行整平、混凝土硬化，劃定原材料區、混凝土拌合區、小件製作區、養護區、存放區。

2.模板製備：應採用優質高強塑膠模具，塑模底板厚度須不低於3毫米，側板厚度須不低於4毫米。加強棱間距不大於5厘米。

3.混凝土配合比確定：應至少採取三種配合比進行試驗，在同樣滿足強度要求下，選擇外觀質量最佳的混凝土配合比。

4.振動台製備

（1）為防止振動台板在施工過程中變形振動台鋼板厚不宜小於8毫米。鋼板下背帶筋應牢固支撐（建議採用8號槽鋼）並與振動台鋼板滿焊。背帶筋的位置應左右前後對稱，振動電機居中布置。

（2）根據振動台板重量和預計所振動預製件的重量來確定振動台板下彈簧類型。彈簧沿台板四角布置。

（3）振動台電機功率宜介於1.1~1.5千瓦之間。

（4）為防止混凝土添加和振動過程中灑落至振動台上，影響振動質量。在振動台上鋪設一道以Φ16圓鋼為原材焊接在一起的篦子。

（5）振動台面積不宜過大，以防振動力在邊角處衰減，建議最大不大於1米×2米。振動台高度以人工操作方便為宜，大約高70~80厘米。

二、混凝土施工質量控制

1.按照試驗室的施工配合比拌制混凝土。拌制的混凝土要色澤均勻，無離析和泌水現象，和易性好。拌制後及時檢查混凝土的坍落度等質量指標是否符合要求，坍落度宜控制在4~5毫米之間。

2.在混凝土中按水泥重量的2%~2.5%摻加亮光劑，可有效增加混凝土表面光澤。

3.混凝土拌合時間應符合下表中規定。

混凝土攪拌時間

攪拌機類別	攪拌機容量（升）	混凝土坍落度（毫米）
		<30	30~60	>70
		混凝土最短攪拌時間（分鐘）
自落式	≤400	2	1.5	1
	≤800	2.5	2	1.5
	≤1200	/	2.5	1.5
強制式	≤400	1.5	1	1
	≤1500	2.5	1.5	1.5
備註：①攪拌細沙混凝土或摻有外加劑的混凝土時，攪拌時間應適當延長1～2分鐘；②外加劑應先調成適當濃度的溶液再摻入；③攪拌機裝料數量（裝入粗骨料、細骨料、水泥等松體積的總數）不應大於攪拌機標定容量的110%；④攪拌時間不宜過長，每一工作班至少應抽查兩次；⑤表列時間為從攪拌加水算起；⑥當採用其他形式的攪拌設備時，攪拌的最短時間應按設備說明書的規定或經試驗確定。

4.混凝土生產過程中，一定要嚴格按試驗確定的配合比投料，並嚴格控制水灰比和攪拌時間，隨氣候變化隨時抽驗砂子、碎石的含水率，以及時調整用水量。

5.混凝土添加至模具中時，應一次填足，不得出現斷續添加現象，以避免後添加部分混凝土振動時間不足出現氣泡，振動密實的標準以混凝土表面泛漿、不再冒氣泡為準，振動時間一般情況下應不低於3分鐘。

6.應在混凝土初凝前將底面平整收面。

7.混凝土初凝後應及時覆蓋灑水養護，避免出現乾縮裂紋。

8.脫模後，為避免棉氈掉色污染混凝土表面，應採用無紡土工布予以灑水覆蓋，養護時間不低於7天。

三、塑模的循環使用

1.混凝土強度上升至30%即可進行拆模。

2.為便於拆模，根據塑膠模具膨脹係數大於混凝土膨脹係數的特性，建議在當日氣溫最高時脫模。

3.拆模過程中應小心謹慎，確保不出現啃邊、掉角及磕碰現象。

4.拆除塑模後，模板上不可避免會粘上部分混凝土殘渣，用常規敲擊、打磨不但清除不徹底而且容易將塑模損壞，建議採用以下步驟：

（1）將塑模在26%鹽酸桶中浸泡2~3分鐘。

（2）將塑模從鹽酸中取出，再溶解3~5分鐘。

（3）用光滑的竹批刮除混凝土殘渣。

（4）在水池中過水涮洗。

經過以上程式後，塑模光亮如新。

5.塑模在使用前，套用乾淨毛巾將模內灰塵、雜質清除乾淨。

6.應將清洗乾淨的模具堆放整齊。

四、預製件的碼放

1.預製件碼放場地應平整，有條件的應予以硬化處理。

2.預製件養護期滿後，方可運至存儲區存放。

3.存放時應合理規劃，預製件按型號、種類分開碼垛。如：拱形骨架堆放不宜超過5層，六棱塊堆放不宜超過10層。

4.為方便運輸和防止在運輸過程中碰損，在最下層預製件下應襯墊木托。

5.碼放時每塊預製件之間的接觸面必須用棉氈或特製塑膠泡沫隔離，以防磨損或碰損掉角。

6.碼垛整齊後，用打包帶打包成型，便於裝車、運輸。

五、高溫期混凝土施工時，對水泥、砂石料採取遮陰防曬措施，以降低骨料溫度，可在砂石料堆上噴水降溫，拌合用水採取冷卻裝置，儘量縮短混凝土的拌合及運輸澆築時間。

六、雨期混凝土施工時，對原材料採取防潮和遮雨設施，當室外日平均氣溫連續5天低於5攝氏度時，制定冬季澆築混凝土及養護的施工方案，採用的施工方法和設備應保證在澆築後的頭7天表面溫度不低於10攝氏度。

材料設備

《高速公路精品化預製構件施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、水泥：必須採用業主準入選定廠家水泥，嚴禁採用小廠水泥、雜牌水泥，同一座橋樑預製件或同一自然段應採用同一廠家同一批次的水泥。

二、中粗砂：採用級配良好、質地堅硬、顆粒潔淨（含泥量小於2%、粒徑小於5毫米）的河砂。

三、碎石：採用顆粒級配均勻，質地堅硬含泥量小於1%的碎石。原材料應有足夠的存量，保證同一結構物混凝土顏色基本一致。

四、外加劑：亮光劑要求固定廠商、品牌、摻量。對首批進場的亮光劑經現場試驗滿足要求後，應立即進行“封樣”，以後進場的每批來料均與“封樣”進行對比，發現有明顯色差的不得使用。

五、要求每一施工作業隊施工現場配備強制式混凝土攪拌機1台，振動平板3台、小型裝載機1台、磅秤3台、運輸車輛若干、高強塑膠模具若干套。

質量控制

《高速公路精品化預製構件施工工法》的質量控制要求如下：

一、混凝土拌合用水經試驗達到要求後方可使用，砂石料、水泥的相關指標均需符合《公路橋涵施工技術規範》JTJ 041-2000的有關規定。

二、預製件要做到內實外美，外露面平整、光潔，稜角順直分明，色澤均勻一致，無蜂窩、麻面、氣泡、漏漿、劃痕、缺棱少角、起皮等現象。

三、在堆放、運輸、安裝過程中應小心謹慎，防止碰損。

四、塑膠模具循環使用一段時間後，應對變形進行量測，與設計尺寸不相符的不得繼續使用。

安全措施

採用《高速公路精品化預製構件施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、成立安全生產領導小組，建立健全安全生產管理體系。

二、制定安全管理目標，參建人員認真宣傳並層層分解貫徹落實。

三、堅持開展民眾性的安全生產意識教育，施工中做好班前安全技術交底工作。

四、進入施工現場必須遵守施工現場的安全規定和有關安全操作規程，進入施工現場必須戴安全帽。

五、特殊工種按規定要佩戴好防護用品。

六、崗位分工明確，各種機械的使用必須由專人操作，且持證上崗。各種施工機械未經施工負責人批准，不得駛出施工區。

七、各種機電設備使用前必須進行全面檢查，只有檢查合格後才能起動，調試正常後才能正常工作，必須具有可靠的防護和接地裝置。

八、施工現場臨時用電嚴格執行《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規定。

九、施工現場在醒目的地方設定齊全的安全宣傳標語牌、操作規程牌。

十、夜間施工要有充足的照明，大風及雷雨天氣應停止施工作業。

十一、嚴禁各種機械超負荷運轉或帶病作業。

環保措施

《高速公路精品化預製構件施工工法》的環保措施如下：

一、成立對應的施工環境衛生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規章制度，做好交通環境疏導，充分滿足便民要求，隨時接受相關單位的監督檢查。

二、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內，合理布置、規範圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。

三、對施工中可能影響到的各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施中的監測、應對和驗證。同時，將相關方案和要求向全體施工人員詳細交底。

四、設立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。

五、定期清運並做好棄渣及其他工程材料運輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環境衛生指標進行處理達標外，並按當地環保要求的指定地點排放。棄渣及其他工程廢棄物按工程建設指定的地點和方案進行合理堆放和處治。

六、優先選用先進的環保機械。採取設立隔聲牆、隔聲罩等消聲措施降低施工噪聲到允許值以下，同時儘可能避免夜間施工。

七、對施工場地道路進行硬化，並在晴天經常對施工通行道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

效益分析

《高速公路精品化預製構件施工工法》的效益分析如下：

一、該工藝技術將可集中工廠化生產，施工產生的振動、噪聲、粉塵等公害也得到了最大限度的降低。模板內側無需塗抹隔離劑，節約成本，且滿足環保要求。社會效益和環境效益明顯。

二、該工藝技術在提高施工質量的前提下施工工藝簡單，形成流水作業，提高了生產效率，產生了較好的經濟效益。

三、採用該工法技術施工的預製件質量可靠、造價低，施工安全，技術成熟。符合科學國家的可持續的發展，符合建設提出的創優施工的理念，符合公路工程精品化施工的趨勢要求。通過這項技術的工地實踐與套用，提高了混凝土預製件的外觀質量達“清水混凝土的效果”。該工法創造了社會效益和環保效益。

套用實例

《高速公路精品化預製構件施工工法》的套用實例如下：

一、京珠國道主幹線鄭州至漯河高速公路改擴建工程土建二標防護工程，護坡腳路基斜長1米範圍內做M7.5水泥砂漿砌片石護角，上部為C20預製混凝土拱形骨架防護，共4427立方米。預製時間6個月。按該工法施工技術要求預製的拱形骨架塊和六棱塊，外觀上看表面色澤一致、泛光，稜角分明、氣泡完全杜絕，手感順滑。

二、安陽至新鄉高速公路改擴建十二標段，開竣工2008年5月~2010年10月，通過套用該工法施工，共預製小型預製方量3228萬方，經造價計算節約投資2.69萬元，經濟效益、社會效益良好。

三、焦作至桐柏高速公路泌陽段工程土建七標，開工時間2007年10月，竣工時間2009年10月，通過套用該工法施工，該標段小預製件1415萬方，經過施工過程的測算節約投資1.19萬元，經濟效益及社會效益良好。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《高速公路精品化預製構件施工工法》被評定為中國國家二級工法。