旋挖钻灌注桩.docx
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旋挖钻灌注桩
⑵桥梁工程
桥梁下部施工进度指标
桥梁下部及现浇梁施工进度指标表
项目名称
工期指标
采用旋挖钻机施工钻孔桩
1.5天/根(平均)
承台
10天/个
实心墩(<10m)
10天/个
托盘
7天/个
空心墩
5天/4m
每个墩台从基础至墩台身完成
40~60天/个
移动模架施工简支梁
15天/孔
不同跨度悬灌连续梁施工进度指标:
连续梁悬臂施工周期表(d)
序号
跨度形式
0#梁段
1#-N#梁段
(按10d/段)
中跨合拢段
边跨合拢段
转体施工
合计
1
32+48+32
45
70
20
20
10
165
40+56+40
45
80
20
20
10
175
3
40+64+40
60
90
20
20
190
4
48+80+48
60
100
20
20
200
1#移动模架施工安排顺序表
日期
2013年1月
2013年2月
2013年3月
2013年4月
2013年5月
2013年6月
2013年7月
2013年8月
2013年9月
2013年10月
2013年11月
2013年12月
锦屏牛谷河特大桥
进场
拼装
兰台-66跨
第66-65跨
第65-64跨
第64-63跨
冬休
日期
2014年1月
2014年2月
2014年3月
2014年4月
2014年5月
2014年6月
2014年7月
2014年8月
2014年9月
2014年10月
2014年11月
2014年12月
秤钩驿特大桥
冬休
冬休
第63-62跨
第62-61跨
第61-60跨
第60-12跨
第13-14跨
第14-15跨
第16-17跨
第18-19跨
第20跨
拆除
日期
2015年1月
2015年2月
2015年3月
2015年4月
2015年5月
2015年6月
2015年7月
2015年8月
2015年9月
2015年10月
2015年11月
2015年12月
转至宛川河特大桥
冬休
拼装
第40跨
第41-42跨
第44-44跨
第45-46跨
第47-48跨
第49跨
拆除
2#移动模架施工安排顺序表
日期
2014年1月
2014年2月
2014年3月
2014年4月
2014年5月
2014年6月
2014年7月
2014年8月
2014年9月
2014年10月
2014年11月
2014年12月
道沟河特大桥
第1跨
第2-3跨
第3-4跨
第5-6跨
第7-8跨
进场
拼装
第20-21跨
第21-22跨
冬休
日期
2015年1月
2015年2月
2015年3月
2015年4月
2015年5月
2015年6月
2015年7月
2015年8月
2015年9月
2015年10月
2015年11月
2015年12月
徐家川大桥
冬休
拼装
第7跨
第6-5跨
第4-3跨
第2-1跨
拆除
日期
2015年1月
2015年2月
2015年3月
2015年4月
2015年5月
2015年6月
2015年7月
2015年8月
2015年9月
2015年10月
2015年11月
2015年12月
甘草店中桥
拼装
第1跨
第2-3跨
拆除
3#移动模架施工安排顺序表
日期
2013年1月
2013年2月
2013年3月
2013年4月
2013年5月
2013年6月
2013年7月
2013年8月
2013年9月
2013年10月
2013年11月
2013年12月
宛川河特大桥
第4-5跨
第6-7跨
第8-9跨
冬休
日期
2014年1月
2014年2月
2014年3月
2014年4月
2014年5月
2014年6月
2014年7月
2014年8月
2014年9月
2014年10月
2014年11月
2014年12月
宛川河特大桥
进场
拼装
第20-19跨
第12-13跨
第14-15跨
第16-17跨
第18-19跨
第20-21跨
第22-23跨
第24-25跨
第26-27跨
冬休
日期
2015年1月
2015年2月
2015年3月
2015年4月
2015年5月
2015年6月
2015年7月
2015年8月
2015年9月
2015年10月
2015年11月
2015年12月
宛川河特大桥
冬休
冬休
第28-29跨
第30-31跨
第32-33跨
第34-35跨
第36跨
拆除
桥梁施工危害辨识及风险评价
序号
作业活动
危害因素
可能发生的危害事件
现有控制措施
风险
等级
备注
1
深孔桩钻孔
坍孔、钻机倾覆、人员掉入孔内或泥浆池、机具伤人
人员伤害及机械事故
根据钻孔地质采取调整泥浆措施防止坍孔;孔桩、泥浆池周围设置安全防护及警示标示。
并设专职安全员巡查。
低
2
承台施工
基坑失稳、地下水、人员掉入
基坑坍塌、人员伤害
根据设计地质情况放坡开挖、做好围堰及基坑防护,采取降水或抽水措施、基坑四周做好防护剂警示标示。
并设专职安全员巡查。
中
3
锦屏牛谷河特大桥41、42#墩台施工
与G310国道相邻施工,施工人员横穿公路
挖方体进入国道G310影响运营安全、人员伤害
公路界外设置防护围挡;施工前积极联系相关单位,办理有关手续,并在既有公路上设置安全警示标示。
并设专职安全员巡查。
中
4
锦屏牛谷河特大桥连续梁跨既有公路
上跨G310国道挂篮施工,国道车流量大,施工人员横穿公路
高空坠落对运营安全影响、人员伤害
编制专项安全方案,挂篮全封闭,上方设防护,防止掉物到公路上,施工前积极联系相关单位,办理有关手续,搭设安全防护通道。
并设专职安全员巡查。
高
5
锦屏牛谷河特大桥与乡村道路
与乡村道路存在安全隐患
人员掉入空、泥浆池、基坑及机械伤害
线路左右附近有学校,在施工孔桩、泥浆池,基坑、墩身时,周围设置安全防护及警示标示,并设专职安全员巡查。
中
6
移动模架
模架拼装、高空作业、机械倾覆
高空坠落、模架垮塌、机械事故
加强桁架连接检查,,不违规操作,做好安全防护,并设专职安全员巡查。
中
7
高墩施工
模板拼装、高空作业、高空坠落
高空坠落、机械事故、人员伤害
加强模板连接检查,佩戴安全防护设施,不违规操作,做好安全防护,并设专职安全员巡查。
中
一、现场概况
京沪高速铁路TJ-2标段内德禹特大桥DK344+000~DK359+000段位于山东省德州市陵县、平原县境内,地形平坦,地势开阔,沿途跨越315、318省道,同时线路多次跨越农田区、苗圃和小河道以及两个村庄。
本段由474个桥墩组成。
基础采用钻孔桩基础,桩径有1.0m、1.25m两种形式,其中桩径1.0m3838根,桩径1.25m48根,共计灌注砼143725m3,钢筋4616.5t。
二、工艺流程及施工方案
(一)工艺流程
1、钻孔桩施工必须遵循试验先行的原则,通过试桩摸索适用于不同地质状况的成孔工艺,总结施工经验,为正式桥梁桩基施工提供施工工艺参数,同时验证地质钻探资料或设计参数,为优化设计提供依据。
试桩位置必须严格按照设计院提供的试桩桩位进行。
2、钻孔桩施工工艺流程见下图。
(二)施工方案
1、施工准备
(1)组织机械、设备及人员进场。
(2)施工用水、用电及便道等有关临时工程满足施工需要。
(3)场地准备
平整场地,清除杂物,更换软土,夯打密实。
钻机座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。
(4)进场材料满足连续施工的要求,并通过原材料检验合格。
(5)桩位布置
按照基线控制网及桥墩设计坐标,用全站仪精确放出桩位,报请监理工程师对桩位进行复测。
(6)泥浆池设置
每四个墩位开挖一个6m×6m×1.5m的泥浆池和一个4m×4m×1.5m的沉淀池。
在每个墩的旁边开挖一个4m3的临时泥浆池,当混凝土灌注时,孔内排出的泥浆先流入临时泥浆池,然后用泥浆泵抽入沉淀池中,经沉淀、过滤处理后流入泥浆池,用于下一桩基钻孔护壁。
钻孔时的泥浆则由泥浆池通过泥浆泵抽入孔内。
池子底部和四周要铺设塑料薄膜或采取其它封闭措施,防止水流渗入造成坑壁坍塌。
工艺流程图
2、泥浆制备
根据施工段落的地层情况,采用静态泥浆法施工。
泥浆采用膨润土制备。
泥浆要提前12h预拌好,采用泥浆搅拌机拌制或人工拌制。
为提高泥浆粘度和胶体率,在泥浆中掺入适量的火碱和纤维素。
膨润土的一般用量为水的8%,即8kg膨润土可掺100kg的水;火碱掺入量为孔中泥浆的0.1%~0.4%;纤维素掺入量为膨润土的0.05%~0.1%,具体掺入量根据现场地质情况及泥浆确定。
造浆后要试验全部性能指标,钻孔过程中也要随时检验泥浆比重和含砂率等,并填写泥浆试验记录表。
钻孔施工时随着孔深的增加对孔内泥浆及时添制、净化,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,沉淀处理后利用于下一基桩钻孔护壁中。
泥浆性能指标,按地质情况确定,应符合下列规定:
泥浆比重:
入孔泥浆比重为1.1~1.3;
粘度:
一般地层16~22s,松散易坍地层19~28s。
含砂率:
新制泥浆不大于4%。
胶体率:
不小于95%。
PH值:
大于6.5。
3、钻机就位及埋设护筒
钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕,作业班组对钻机就位自检。
护筒为钢护筒,采用10mm的钢板制做,内径大于桩径20cm,根据施工地段地表地质情况的不同,护筒长度控制在2~6m。
护筒埋设:
先放出桩位点,过桩位中心点拉十字线在护筒外80cm~100cm处设控制桩(控制护桩必须埋设在不影响施工的位置),将钻头对准桩位钻至1m左右,再用钻头侧壁上的边刀扩至护筒外径尺寸,然后用钻机上的副卷扬将护筒吊放进孔内,用水平尺和吊线锤校验护筒竖直度,最后用钻头将钢护筒压入到预定位置,即护筒顶面高出施工地面0.2~0.3m。
护筒周围必须夯填密实,确保护筒不下沉、不位移。
埋设护筒后,用测量仪器复核桩位,调整桅杆垂直度、锁定桅杆高度和旋挖钻机原始角度,以便在甩土旋转后自动对中复位。
护筒埋设好后,就护筒顶面中心与桩位偏差(不得大于5cm)、倾斜度(不得大于1%)等项目及时向监理工程师报检,经确认符合要求后,进行下道工序。
4、钻孔
钻孔时,孔内水位宜高于护筒底脚0.5米以上或地下水位以上1.5~2m。
开始钻进时,适当控制进尺,待钻头全部进入地层后,方可加快钻进速度,当遇见砂土层和软土层时应减慢钻进速度并适当增加泥浆比重和粘度。
随着钻进深度的增加及时补充泥浆,保持孔内水头压力,防止塌孔。
在钻进过程中,经常检查钻杆垂直度,防止出现斜孔;经常检查泥浆的各项指标;同时注意观察地层的变化,在其变化处应捞取渣样,判断地质的类型,与设计提供的地质剖面图相对照,并作详细记录,钻渣样应编号保存,以便分析备查。
在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。
处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。
钻孔作业保持连续进行,不中断。
5、终孔检查
钻孔完成后,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行自检,合格后报请监理工程师进行终孔检查。
孔径及孔形自检时采用钢筋笼式简易检孔器。
简易笼式检孔器用Φ25钢筋制做,长度为设计孔径的4倍,外径等于设计孔径。
使用检孔器检查时,吊车将检孔器吊平稳,下放,如能顺利下放至孔底,则孔径符合设计要求;如不能下放,一般需在卡笼位置用掏砂斗进行扩孔,直到检孔器能够顺利下放为止。
孔深采用100米测绳和测锤量测,然后采用经检测合格的50m钢尺进行复核。
孔位自检采用预先埋置的护桩进行。
检孔合格后立即填写终孔检查证,向驻地监理工程师报检,经监理工程师确认地质情况、孔深、孔径、孔位及桩孔倾斜度等均符合要求后,方可进行下道工序的施工。
探测笼示意图
6、第一次清孔
终孔检查合格后,马上进行清孔。
清孔应达到以下标准:
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,粘度17~20s,含砂率小于2%,孔底沉渣厚度不大于20cm。
清孔后,就泥浆比重、稠度及含砂率、沉渣厚度等项目向监理工程师报检,经确认符合要求后,方可进行下道工序的施工。
本次清孔后的孔深作为灌注混凝土或二次清孔后测沉淤的依据。
7、钢筋笼骨架的制作安装
(1)钢筋笼制作
先制作加强箍筋,并在其上标出主筋位置,在主筋范围内放好全部的加强箍筋。
按加强筋上所示位置相互对准,焊接主筋,形成钢筋骨架,加强箍筋按图纸要求设置,然后按设计间距安装箍筋。
钢筋保护层采用混凝土滚轮进行控制,具体做法:
滚轮用与桩基同标号的混凝土制作,中间穿φ12的钢筋焊接在钢筋笼的主筋上,中间圆洞边至圆柱体外缘为70mm,厚度采用60mm。
混凝土滚轮示意图
钢筋接头尽量采用对接焊。
如不能采用对接焊,方可采用单面搭接焊。
I级钢筋焊缝长度不小于8d,Ⅱ级钢筋焊缝长度不小于10d(d为钢筋直径)。
同一截面上接头数量不超过50%,相邻接头断面间距不小于35d,且不得小于50cm。
加工好的钢筋笼按安装要求分节、分类编号堆存。
(2)钢筋笼运输
由于钢筋笼在钢筋加工厂统一制作,需用平板运输车运至施工现场。
在运输工程中,必须将钢筋笼加以固定,确保钢筋笼不变形。
(3)钢筋笼吊装
钢筋笼运至现场后,在现场拼装成不大于27米钢筋笼节,然后用汽车吊吊装入孔。
钢筋笼吊装前,要向监理工程师报检,经检查、确认钢筋种类及材质、钢筋根数、长度及布置间距、接头位置及数量、焊接形式及焊接质量、焊缝长度、保护层厚度、钢筋笼垂直度等均符合设计和规范要求后,方可进行吊装入孔施工。
骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形,采用多点吊。
吊点设置如图所示。
起吊时主、副吊钩同时上提,待钢筋骨架缓慢离开地面后,副吊钩停止起吊,继续提升主吊钩。
随着主吊钩不断提升,慢慢放松副吊钩各吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。
检查骨架是否顺直。
骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。
在下放过程中,在孔口将加强箍筋内的临时固定筋去掉,以防导管下放时受阻。
钢筋骨架不能直接支撑在钢护筒上,必须在离护筒周边30cm处放置方木,搭设支撑平台,将骨架用钢管临时支撑于支撑平台。
为控制钢筋笼安装高度的准确性,在钢筋笼上端对称设置两根吊筋。
吊筋选用φ16钢筋,焊接在主筋上,搭接长度为10d,钢筋笼吊装完毕后,将吊筋固定在方木上,防止钢筋骨架的倾斜、移动和上浮。
吊筋的净长按下式计算:
吊筋净长=支撑方木顶标高-设计承台底标高-钢筋笼伸入承台部分长度。
钢筋笼吊装到位后,经监理工程师确认钢筋笼长度及垂直度、平面位置偏差、底面高程偏差等项目符合设计及规范要求后,方可进行下一道工序的施工。
钢筋笼吊装时、入孔后要准确、牢固定位,钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于10mm,底面高程偏差不大于±100mm。
8、声波检测管安装
D38、D39号墩钻孔桩桩长均超过52m,按设计要求在钢筋笼内侧设置通长超声波检测管,检测管接头顺直牢靠,与钢筋笼的主筋牢固连接,其下端口用钢板密封。
为确保混凝土灌注后管道畅通,检测管安装后,在检测管内注水,上口用木塞封口,严禁泥浆或水泥浆进入管内。
9、导管、漏斗、储料斗安装
(1)导管
钢筋下到位后,再次测泥浆比重、含砂率、稠度及孔深,当以上指标均达到要求时,便可下导管。
导管采用内径为30cm的钢导管,内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
导管按自下而上顺序编号和标示尺度。
在使用前和使用一个时期后,除应对其规格、质量和拼装构造进行认真检查外,还需做拼装、过球、水密等试验。
水密试验时的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力,也不应小于导管壁可能承受的最大内压力Pmax。
Pmax可按下式计算:
Pmax=1.5(rchcmax-rwHw)
式中:
Pmax——导管壁可能承受的最大内压力(kPa);
rc——混凝土容重(kN/m3),取24kN/m3;
hcmax——导管内混凝土柱最大高度(m),采用导管全长;
rw——孔内泥浆的容重(kN/m3),取11kN/m3;
Hw——孔内泥浆的深度(m)。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。
导管接头采用螺旋丝扣连接,并设防松装置。
导管位于钻孔中央,在浇筑混凝土前,进行升降试验。
导管吊装升降设备能力,与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应,并有一定的安全储备。
导管安装后,其底部距孔底有250~400mm的空间。
当导管的材质、长度及密水性符合规范要求,经监理工程师认可后,方能进行水下混凝土的灌注。
(2)漏斗
漏斗采用5mm厚的钢板制成1.5m×1.5m×1.2m的棱锥形,漏斗容量为3m3。
10、浇注混凝土前二次清孔
浇注混凝土前,应再次量测孔深和沉渣厚度,若沉渣厚度大于20cm,则应进行二次清孔,方法同第一次清孔中的换浆清孔法。
当孔底沉渣厚度小于20cm,泥浆比重比不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s时,经监理工程师确认后,立即灌注水下混凝土。
11、灌注水下混凝土
1)导管法灌注水下混凝土有关参数计算
(1)漏斗需要高度hc
式中:
Hw—为预计浇筑混凝土面至钻孔孔中泥浆面的高度,按3.5米计;
vw—为孔中泥浆容重,取11KN/m3;
vc—为混凝土拌和物容重,取24KN/m3;
P0—为使导管内混凝土下落至导管底并将导管外混凝土顶升时所需的超压力,取
。
,取
(2)封底混凝土v计算
v≥
式中:
v—为首批封底混凝土所需数量(m3);
h1—孔内混凝土面达到Hc时,导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压所需要的高度,
≥
。
Hc—首批封底混凝土面到孔底的高度,
。
Hw—封底后混凝土面以上泥浆深度(m);
D—井孔直径;
d—导管内径;
h2—导管初次埋置深度,取h=1.5米;
h3—导管底端至钻孔底面间隙,取h3=0.4米。
表1
注:
其它桩长按此计算法依次类推
2)水下混凝土的灌注
第二次清孔后马上灌注水下混凝土。
混凝土在拌和站集中拌制,采用混凝土运输罐车运输,导管法灌注。
混凝土灌注前报请监理工程师进行全过程旁站。
灌注前必须对混凝土的坍落度、扩展度、含气量及入模温度进行检测,并做好记录。
待检测指标符合要求后,方可灌注混凝土。
初灌前在装混凝土漏斗底设置可靠的橡胶隔水球。
备足首盘封底混凝土数量,灌注首批混凝土。
为了防止发生断桩现象,浇注首盘混凝土时,储料斗和提升斗中的混凝土量,应满足混凝土冲击隔水球全部下落后,初次埋置导管1~3m的要求,具体参照表1控制。
首批混凝土灌入孔底后,立即探测孔内混凝土面高度,计算出导管埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。
灌注开始后,应紧凑地,连续地进行,严禁中途停工,在灌注过程中要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测深不准确。
灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
3)灌注混凝土测深
孔内混凝土测深采用重锤法,重锤的形状是锥形,底面直径不小于10cm,重量不小于5kg。
用提前标定好的专用测绳(采用校验过的钢尺进行比长,标定)系锤吊入孔内,使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面(或表面下10~20厘米)根据测绳所示锤的沉入深度来推算混凝土灌注深度和导管埋深。
测深时要仔细,并以灌注混凝土的数量校对以防误测。
4)导管埋深控制
灌注混凝土时,导管埋入混凝土的深度,一般宜控制在2~6m较好。
大于6m以上时,易发生堵管事故。
因此控制导管埋深,直接影响成桩质量,所以拔管前须仔细测探混凝土面深度,用测深锤测孔时,采用三点测法,防止误测。
导管拆除时动作要快,时间一般不宜超过15分钟,一次拆管长度不超过6m。
要防止螺栓、橡胶垫和各种工具等掉入孔中。
当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,而使导管漏水或阻塞。
在灌注混凝土时,每根桩应留取不少于四组试件(监理单位两组,施工单位两组),并随时抽查混凝土的坍落度。
试件采用标准养护,强度测试后填制试验报告。
在浇注即将结束时,导管内混凝土柱高度减小,压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大。
如果混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,使浇注工作顺利进行,泥浆引流至泥浆池处理,以防止污染。
在桩顶达到设计标高后再向上多浇注1.0m,以确保桩顶质量。
灌注水下混凝土前和灌注过程中应填写检查证并做好施工记录。
12、成桩检验
桩基施工完毕后,报请监理进行旁站对桩顶标高、桩基直径、桩身质量及强度进行检验、验收;同时报请第三方逐根采用无损检测法对桩基进行均质性和完整性检验:
对于桩长小于52米的桩基进行小应变检测,对于桩长大于等于52米的桩基进行超声波检测,对质量有疑问的桩基采用钻芯取样的方法进行检测。
13、灌注过程中异常情况的处理
(1)堵管
造成原因:
混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而堵管;导管进水造成混凝土离析等。
防治措施:
在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验室确定,坍落度宜为18~22cm。
为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。
应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,以避免导管进水。
在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。
在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
(2)钢筋笼上浮
造成原因:
钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝土面接近钢筋笼底口,导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;由于混凝土灌注超过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
防治措施:
钢筋笼初始位置应定位准确,并在孔口固定牢固。
加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土