第四节 基础浇制
一、准备工作
1.人员：15～25人。
2.工具：小方锨、大方锨、尖头锨、铁叉子、水桶、储水箱、小竹梯、捣固器、捣杆、捣固铲、电工工具、配电板、插入式振捣器、大扳手、木工手锯、丁字尺、钢卷尺、皮尺、水平尺、线坠、手锤、铁抹子、起钉锤等。
3.材料：胶皮水管、抬筐、抬杠、三芯橡皮电缆、钢柱基础框架、模型板、基础螺栓、铁线钉、扒钉、方木、木板、细绑线、塑料布或水泥纸袋、黄油、镀锌铁皮、草袋子等。
4.资料：接触网平面图、基础图。
二、作业方法、步骤
（一）混凝土材料的选用
混凝土是以水泥为胶结材料，以砂、石作骨料，与水按一定的比例混合搅拌，经过凝结硬化后形成的一种人造石材。
1.水
自来水、井水、清洁的河水、饮用水等均可用来浇制混凝土。
含有糖类、油类以及酸、碱性强的水均不能使用。
2.水泥
接触网基础常用的品种有普通水泥、矿渣水泥和火山灰质水泥。
水泥的规格是以标号来表示的。一般选用的水泥标号比配制混凝土标号高10MPa号，其标号不得低于27.5MPa号。
确定水泥标号的主要依据是28天抗压强度。水泥各龄期的强度见表2.4.1。
表2.4.1 水泥各龄期强度表
3.砂
基础混凝土一般使用天然河砂，且粒径为0.35～0.5mm的中粗砂。
砂粒要质地坚硬、洁净，含泥量不得大于砂重的5％。
4.石
基础混凝土多采用碎石，且粒径30～50mm为宜。
碎石要质地坚硬，强度不得小于所灌筑混凝土等级的1.5倍，含泥量不得大于石子重量的2％，不得使用风化石。
（二）混凝土水灰比、配合比和级配
1.水灰比
水灰比就是混凝土中水和水泥的重量比。
接触网基础混凝土施工中，水灰比一般取0.5～0.8。
2.配合比
配合比是指混凝土组成材料之间的重量比。一般以水∶水泥∶砂∶石表示，水泥为基数1。混凝土的配合比和水灰比应通过实验选定。
3.混凝土的“级配”
石料大小不同的颗粒相混合，其混合比率称为级配。
机械拌合时，最大颗粒不宜大于100mm，人工拌合时不宜大于80mm。
石料分级配料比率见表2.4.2。
表2.4.2 石料分级配料比率参考表
（三）每立方米混凝土用料
每立方米现浇碎石混凝土用料可参照表2.4.3。
表2.4.3 现浇碎石混凝土配合比（单位：m3）
续上表
续上表
（四）混凝土的强度试验
接触网钢柱基础混凝土的设计强度一般为11MPa。
1.制作试块
在工程浇筑混凝土的同时，取浇灌中的一部分混凝土做成试块。试块尺寸做成边长为200mm或150mm的立方体，与混凝土同等条件下养护28天。试块以三块为一组，不同标号的及不同配合成分的混凝土应分别制作试件。一般每50m3混凝土至少做一组试块。
2.试块试验
对试块的试验应由试验人员进行。混凝土试块的试验报告应作为基础工程竣工文件之一。
（五）钢柱基础浇制
1.模型板的安装
模型板的安装主要技术指标是使其限界、方向和高差符合设计要求，钢柱侧面限界位置如图2.4.1所示。
（1）计算模型板的限界
Cx基=Cx柱-S1-S2
式中 Cx基——基础侧面限界；
Cx柱——钢柱设计侧面限界；
S1——钢柱底部主角钢至基础边的距离；
S2——轨面处钢柱内缘的倾斜值（与钢柱底部比较）。
图2.4.1 钢柱侧面限界位置图
根据计算确定的限界值，并考虑限界允许施工误差0～100mm，测定模型板限界。
模型板限界用钢卷尺和线坠配合测量。
（2）方向
模型板的方向决定了基础方向。施工技术要求每组软横跨支柱中心连线应垂直于车站正线，偏差不应大于3°。进行模型板安装时，应符合这一要求，这样才能保证基础和钢柱符合要求。在施工中，一般用细绳和线坠配合，使模型板内、外侧中心点与对面基础（或基坑）中心线在一条直线上，并且垂直于正线。
（3）高差
高差是指模型板顶面与相邻股道轨面之间的垂直距离，也就是基础顶面标高。
基础标高的规定为：线路两侧和位于线路中间的基础顶面，应高出地面100～200mm，一般应低于轨面200～500mm；位于站台上的基础顶面，应高出站台面100～200mm。
基础标高用丁字尺和皮尺配合测量。
将模型板限界、方向和高差调整复核无误后，在其顶面安装基础螺栓框架，并进行加固，使模型板能承受浇制时所施加的荷重，然后将基础螺栓固定在框架上，基础螺栓应外露框架140mm，固定后将螺栓螺纹部分涂油，并用塑料布或水泥纸袋包扎保护，并使基础螺栓下部弯钩指向基础中心。
在土质密实无裂缝地带可以采用就地浇筑的方式，但基础顶面至地面200mm范围内应采用模型板。
2.搅拌
根据基础混凝土的标号备好材料进行搅拌。混凝土的搅拌方法有人工搅拌和机械搅拌两种。因接触网基础较分散，且受地形限制，所以一般采用人工搅拌方法。
人工搅拌混凝土是在钢板（即搅拌混凝土平台）上进行的，先将砂倒在钢板上，再将水泥倒在砂上，4个人分别站在钢板两侧，用铁锹至少反复干拌二遍，直到颜色均匀为止，将石子倒入，干拌一遍，然后渐渐加入定量的水湿拌三遍，拌到全部颜色一致，石子与水泥砂浆没有分离与不均匀的现象为止。翻拌时应防止浆水外流，并不得有裸露石子，应使石子表面被水泥砂浆包裹。
3.浇制
浇制混凝土前，在基础坑底应先铺100mm厚的石子。
混凝土搅拌均匀后即向坑内灌筑。为保证混凝土不发生离析现象，混凝土的自由下落高度不应大于3m，否则应设置斜槽或竖向吊桶等措施。浇制应连续进行，不得间歇。特殊情况下间歇不得超过2h。分层灌筑，边灌边捣。
4.振捣
混凝土的振捣有机械和人工两种方法。
（1）机械振捣
机械振捣能增加混凝土的密实度和灌筑层之间的粘结力。目前多采用电动软轴插入式振捣器。
振捣方法有垂直振捣（振捣器垂直插入混凝土）和斜向振捣（振捣器斜向插入混凝土）两种。两种方法均可采用（图2.4.2）。
振捣时，振捣器应插入下层混凝土30～50mm；不得触及模型板及螺栓，与模型板保持100mm的距离，振捣器振捣不到的地方用人工捣实。
图2.4.2 捣固的两种方法
每一插点振捣的时间不能过短，也不能过长。时间过短，振捣不密实，时间过长，容易产生分离现象；特别是稀混凝土这种现象更明显。
一般情况下，每一插点的时间，最短不少于10s，最长应不大于60s，而以20～30s为合适。
振捣器振捣混凝土时，是一点一点地挨着振捣的，点间移动的距离不能过大，否则容易产生漏振现象。在实际操作中，如按直线行列移动时，其移动距离大致为作用半径的1.5倍[图2.4.3（a）]；如按交错行列方式移动，其移动距离大致为作用半径的1.75倍[图2.4.3（b）]。
图2.4.3 插入式振捣器移动位置示意图
使用插入式振捣器要使其自然顺利插入，不要猛插，更不要把软轴折成死弯，软轴不能插到混凝土中去，否则容易损坏机件。
使用振捣器振捣时，混凝土有下列现象时，即表示振捣时间已够：①不再显著沉落；②不再发生气泡；③表面平整并出现水泥浆、外观均匀。
（2）人工振捣
人工捣固时使用捣固锤、捣杆和捣固铲，如图2.4.4所示。
捣固锤用以捣固混凝土表面；捣杆用以捣固钢筋密布的混凝土，使用时紧靠钢筋上下插动，使水泥砂浆包紧钢筋，以增加混凝土与钢筋的黏着力；用捣固铲紧靠模板用力向混凝土中插动，并向里挤压，使水泥砂浆流入铲和模板之间，避免混凝土出现麻面。
图2.4.4 人工捣固工具
1—捣固锤；2—捣杆；3—捣固铲
人工振捣混凝土，劳动强度大，振捣效果差，一般在无电源等特殊情况下采用。人工振捣每次灌筑的混凝土不宜过多，250mm一层为宜。
5.片石填充
浇制基础允许填充片石，但应遵守下列规定：
（1）填入片石的数量不应大于混凝土结构体积的25％；
（2）应选用无裂缝、无夹层和未锻烧过的片石，不宜使用卵石；
（3）片石的尺寸不应大于所在位置基础结构最小尺寸的1/3；
（4）片石的抗压极限强度不应小于29.4MPa；
（5）片石在填充前应用水冲洗干净；
（6）片石与模型板的距离不应小于150mm，并不得与基础螺栓接触；
（7）片石间距应能使振捣器振捣，不宜小于100mm；
（8）上、下层片石间距不应小于100mm，在最上层片石的表面，必须有不少于100mm的混凝土覆盖层。
6.养护
混凝上的养护是保证其正常硬化、防止出现脱水或干缩现象的一项必要措施，一般常采用自然养护和蒸汽养护。
接触网基础的养护采用自然养护。当温度高于+5℃时，用湿草帘、湿麻袋或湿砂将混凝土覆盖，并经常浇水，保持其湿润。一般在浇制完毕后10～12h内，应即开始遮盖并浇水。在炎热和有风的天气中，浇制后2～3h以内开始遮盖和浇水。
养护时间由水泥型号和气候条件而定。如普通水泥一般为10～14天，火山灰水泥和矿渣水泥一般为14～21天，对防止裂缝有严格要求时，至少养护28天以上。浇水次数以保持混凝土表面经常湿润为原则，当气温低于+5℃时，不得浇水。
7.拆模及修补
基础模型板的拆除，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损坏时进行。
基础拆模后，如有蜂窝麻面，可用钢刷清除干净，以1∶2或1∶2.5的水泥砂浆修补；蜂窝空洞较多或有裂纹、露筋时，应凿去全部深度薄弱的混凝土和个别突出的石子，钢刷清除表面，以细骨料混凝土修补，其等级应比基础本身高一级并仔细捣实。
（六）基础帽的浇制
钢柱及钢柱的接地线安装完毕，并且在接触悬挂调整后，用75号混凝土做成基础帽，将地脚螺栓的外露部分以及钢柱的底部杆件全部封闭于混凝土内，以防止浸水腐蚀基础螺栓及钢柱垫片等。
基础帽为非实体状，也就是壳形基础帽，这样便于维修时更换。
基础帽形状如图2.4.5所示。
基础帽施工前，可将基础顶面上距基础边75mm以内用碎石或砖排码整齐，基本形成一个顶帽，然后按规定形状安装基础帽模型板，将其空隙部分用75号混凝土灌筑，混凝土可集中或分散搅拌，其顶面用泥抹子抹成规定形状（中间高，四周低），浇筑后进行养护，待混凝土达到设计要求强度的50％后，方可拆模。
图2.4.5 浇筑基础帽（图中虚线部分为基础帽）
浇筑基础帽时需注意：
1.浇筑基础帽应在钢柱、基础承载后进行。
2.基础帽浇筑前，基础螺栓应涂油或包扎保护物。
3.基础帽中心不灌筑混凝土部分如为碎石，应夯实，如为砖则应整齐排列、不留缝隙。
4.基础帽制成后，顶面不允许有积水现象。
（七）杯型基础浇制
杯型基础用于硬横跨圆支柱的固定，其结构形式如图2.4.6所示。
图2.4.6 杯型基础示意图
杯型基础分两次完成，先浇制基础，填充混凝土待支柱竖立并整正后再进行。基础内布置有钢筋网，施工时其中间部分用铁皮圆桶（内模）控制定位。
1.安放底盘
底盘用钢筋焊成，主要是定位和固定内模。将底盘三个支腿打入坑底约150mm，其中心孔应位于基础中心铅垂线上，且高出坑底300～350mm。将中心定位钎通过孔中心打入坑底150～200mm。
2.坑底铺垫石砟
在基坑底部铺垫100mm厚的石砟。
3.浇制底部混凝土
基础底部浇筑200mm混凝土。
4.安放钢筋骨架
将钢筋骨架放入基坑中，并使骨架根部插入混凝土层50～100mm，骨架中心应与基坑中心铅垂线重合。
5.安放内模
内模置放于底盘三个支腿内，并竖立于已浇制的混凝土表层上。
6.浇制混凝土
按配合比配制并拌合，在内模外侧进行灌筑。在灌筑过程中应不断调正钢筋骨架、内模，使其铅垂中心线与基础铅垂中心线保持重合。
7.骨架与内模的校正
用钢筋焊一定位架，其中心焊一打有小孔的扁钢。将定位架放在内模上，把线坠线穿过小孔并使线坠尖部悬于定位钎顶，如相互对正，则说明内模位置正确，如不重合则应调整内模。
8.抹面与养护
基础露出地面部分应设局部模型板，混凝土灌满后将顶面抹平。养护方法与钢柱基础相同。
9.填充混凝土
支柱整正符合标准后用细石混凝土在支柱周围灌筑，并用钢钎捣实。为了保证硬横梁安装可靠，应先将一侧支柱固定，另一侧支柱整正后用木楔先做临时固定，待硬横梁安装后再填充混凝土。
（八）冬季混凝土施工
冬季混凝土施工方法很多这里主要介绍原材料加热法和添加化学，剂法两种。
1.原材料加热法
将拌制混凝土用的水和骨料加热，使其装入搅拌机时保持正常温度，一般灌筑时应不低于+5℃。其中水可在锅内加热。砂石的加热在不太冷的情况下，白天日照，晚间覆盖，必要时烘烤。烘烤方法：在工地上搭上铁板，设火坑或通入蒸气。
采用原材料加热法应该注意：
（1）严格控制水温，因为水温超过规定，与水泥接触后会发生假凝现象，可以预先和砂石拌和，使其互相调温。
（2）延长搅拌时间（应比非冬季施工延长一半左右）。
（3）水泥严禁加热，可在施工前3～4天搬入室内。
混凝土及其组成材料最高允许温度见表2.4.4。
表2.4.4 混凝土及其组成材料最高允许温度
2.添加化学剂法
搅拌混凝土时在水中加入适量的化学试剂，可以使混凝土早期强度迅速增长，也可以防止冻害，以致在冻结前混凝土达到强度要求，或降低冰点使混凝土不致受冻，这样的方法叫化学剂法。
使用化学试剂一般有两个目的：
（1）降低冰点；
（2）缩短混凝土凝固时间。
因此，这些化学试剂也称为早强剂、防冻剂及混合剂。
早强剂一般应用氯化钙，氯化钙掺量由试验而定，在钢筋混凝土中，其掺量不得超过水泥重量的2％，亦不能超过6kg/m3，在无筋混凝土中，其掺量不得超过水泥重量的3％（均以无水状态计）。
防冻剂可采用氯化钠（食盐）或尿素，用以降低水的冰点。掺量为水量的3％～5％，在-10℃以上的气温下，混凝土不会发生冻害。
在基础施工中可采用混合剂，例如：用食盐和三乙醇胺混合剂，即将食盐和三乙醇胺按规定比例溶于少量水中，配制成较浓的早强剂溶液放置于容器内，在搅拌混凝土时，按每次搅拌所需的早强剂用量，量取相应的浓溶液体积与拌合水一齐搅拌。一般用量为50kg水泥加250g食盐，加25g三乙醇胺。
还有采用亚硝酸钠和硫酸钠的方法，适于-10℃环境下施工，其掺量可参照表2.4.5。
表2.4.5 亚硝酸钠、硫酸钠混合剂掺量（按水泥重量计）
三、质量标准
1.钢柱基础质量标准
（1）基础的顶面标高标准：
基础标高的规定为：线路两侧和位于线路中间的基础顶面，应高出地面100～200mm，一般应低于轨面200～500mm；位于站台上的基础顶面，应高出站台面100～200mm。
（2）基础外形尺寸及螺栓位置应符合设计要求，允许施工偏差参照表2.4.6。
表2.4.6 基础施工偏差表
（3）每灌筑50m3混凝土（或每个小站）应做一组试块（每组3块），同批试块极限强度的平均值不得低于设计标号，任意一组试块强度的最低值不得低于设计标号的85％。同批试块中，低于设计标号的试块组数：当试块为3～5组时，不得多于1组，当试块为6～16组时，不得多于2组。
（4）基础的抗压极限强度，应以按标准条件养护28天的试块作抗压试验，其试验结果作为评定基础是否能达到设计标号的依据。
（5）基础外表不应露筋和有较多的蜂窝、麻面。
（6）每组软横跨基础中心连线，应垂直于车站正线，偏差不应超过3°。
2.杯型基础施工质量标准
（1）基础顶面应高出地面200mm；两侧基础顶面距股道最高轨面的距离应相等，且不大于600mm。
（2）应保证内模铅垂中心线与支柱安装中心线相重合。浇制过程中注意调整内模，使其处于垂直状态。
（3）混凝土用料标准、配合比、拌合要求、捣固要求等与钢柱基础相同。
（4）基础浇制完毕后应将基础杯口覆盖，以防落入石块等物，影响支柱安装。
四、安全注意事项
1.灌筑基础前应对基坑进行安全检查，检查基坑的稳固程度，是否有塌方的危险。有塌方危险的基坑应进行修整，须保证在浇筑过程中的安全，坑内有杂物应清理干净。
2.立模、灌筑、拆模作业时，应在施工地点的线路两端设置防护（远离线路的除外），对行车安全有影响时，应事先与车站值班员办理准许施工手续。
3.施工前搭作业架台时，施工料具的放置及施工后拆除作业架等均应放置稳固，不得侵入铁路建筑接近限界。
4.支模前应检查基坑有无裂缝和塌方危险，坑边1m范围内不得堆放料具，向坑内传递料具应用绳索系往缓慢下放，小型料具应放在工具袋内，不得上下投掷或随处乱放；装好的模板不得有露在模板外边的钉尖。
5.施工过程中如有列车通过，应暂时停止作业，撤离现场至安全地点，面向列车尾部，待到列车通过后再继续作业。
6.人工搅拌时，搅拌台架必须牢固，由一人统一指挥。禁止站在模型板上或一只脚踏在模型板上及支梁上工作。
7.坑内有人捣固或其他作业时，坑上应有人防护，防止石砟落下伤人。使用振捣器捣固时，必须派专人负责电源开关。振捣器的接地必须良好，并要随时调顺电线，不得压断、扭结或挂绕在导电物体上，也不得浸入水中，移动时不得硬拉电线；有漏电时必须修好后方可使用。
8.拆模板时，不得用大锤打拆或拉拆方法，应按拆模要求拆除；随拆随将模板送到指定地点，不准乱扔、乱放。养护用的草帘、草袋用完后，应随时清理，堆放到指定地点。
9.混凝土的添加剂应严格保管，浇筑后剩下的添加剂应有专人负责；瓶装添加剂使用后应回收空瓶。防止污染；使用添加剂时一般应配戴橡皮手套，禁止与皮肤直接接触。