船闸工程大体积混凝土浇筑施工方案(精选9篇)
一、工程概况
XX船闸位于宿州市城南的蕲县节制闸南侧,船闸按Ⅳ级标准,500吨级设计。由闸首、闸室、导航墙等主体工程和引航道、靠船墩等工程组成。上下闸首采用钢筋砼整体式结构,闸室采用钢筋砼坞式结构,导航设施采用钢筋砼扶壁、框架结构,砼及钢筋砼2.2万方。按照图纸设计及总体施工组织设计要求,最大一次砼浇筑为闸首底板第一次砼,该底板厚度为1.5m,采用C25普通混凝土,基础底板平面尺寸为18m*24m,整个基础底板的混凝土量约为650立方米。计划基础底板混凝土浇灌时间为33小时。
二、施工预备工作
一般认为结构断面最小尺寸在1m-3m以上,同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土为大体积砼。大体积混凝土的施工技术要求比较高,在施工中主要是防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的预备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1、材料选择
水泥:考虑普通水泥水化热较高,应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的凤阳珍珠复合水泥,标号为PC32.5,同时通过掺加FDN-3外加剂及粉煤灰可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。
粗骨料:采用碎石,粒径4.75-31.5mm,含泥量不大于2,泥块含量不大于0.7.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
细骨料:采用中砂,天然砂,含泥量不大于5,泥块含量不大于2选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,粉煤灰取代水泥的最大限量为25%.粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量为13.6%,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,混凝土确定采用襄樊金旭建材厂生产的FDN-3缓凝减水剂,每立方米混凝土2.936kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。
2、混凝土配合比
混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计,具体情况详见砼配合比设计。粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供给情况,以满足施工的要求。
3、现场预备工作
(1)浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
(2)基础底板钢筋施工完毕,并进行隐蔽工程验收。
(3)基础底板模板采用竹胶板,支撑采用钢管扣件,施工完毕后报检。
(4)将基础底板上表面标高抄测在钢筋或模板上,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。
(5)浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、棉絮等应提前预备好。
(6)联系好施工用电,以保证混凝土振捣及施工照明用,同时配备1台120KW发电机备用。
(7)现场所有机具,包括砼输送泵、振捣棒等机械设备都要检修完好,保证砼能按时顺利浇筑(考虑到现场的实际情况,计划采用汽车泵浇筑砼)砼拌合采用JS1000型拌和机拌合,每小时产量按20m3考虑。
(8)为确保砼浇筑的连续性,事先要联系好备用的商品砼站,以备应急。
(9)砼运输利用橄榄车,共三台,额定方量为9m3。安排好交通协管人员进行交通疏导和管制。
(10)砼浇筑前要进行详细的施工技术交底,被交底人员应包括施工现场管理人员、施工人员、后勤人员、安保人员、交通协管人员等。(11)管理人员、施工人员、后勤人员、安保人员、交通协管人员等昼夜排班,坚守岗位,各负其责,保证混凝土连续浇灌的顺利进行。
三、大体积混凝土温度和温度控制措施
根据大体积砼浇筑的相关要求及控制温度裂缝的需要,砼浇筑时应对基础底板混凝土进行温度检测;基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值,该温升值一般略小于绝热温升值。一般在混凝土浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。规范规定,对大体积混凝土养护,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体,要求时,温差不宜超过25度;本工程设计无具体要求,即按规范执行。根据相关工程的施工经验,施工过程中应采取采用即时地下水拌和砼,提前洒水降低粗骨料温度,罐车保湿淋水等措施降低砼入模温度。现浇砼温度控制在不具备降温的条件下,采用保温措施。保温材料采用多层塑料薄膜夹棉絮的方法,表面温度的控制根据温度测量情况采取及时调整保温层的厚度的办法。
四、大体积混凝土施工
1、混凝土浇筑
混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺,施工方向从18m全宽范围向24m方向浇筑。根据泵车布料杆的长度,划定浇筑区域。浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流动,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺,使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题,也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过6h。浇筑时间在傍晚6点钟开始,利用两个夜间和一个白天进行。混凝土浇筑时在泵车的出灰口处配置3~4台振捣器,因为混凝土的坍落度比较大,在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右,2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。由于混凝土坍落度比较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。现场按每浇筑100方制作3组试块,1组压7d强度,1组压28d强度归技术档案资料用;l组作为14d强度备用。其他施工工艺同普通砼浇筑。
2、混凝土测温及养护
本工程计划用玻璃棒式温度计对砼温度进行测量,以随时掌握砼温差动态。用玻璃棒式温度计测量砼内部温度,可在底板基础中预留测温孔。根据本工程实际情况,计划预设四组测温孔。每组由三根普通钢管组成,相互间距1m,底部要密封。三根钢管分别伸到砼的上部(砼上表面下40cm处)、中部及下部(垫层往上30cm处)。预埋位置为门槛二次砼处,详细位置根据现场具体情况现场确定。基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。预埋时测温管与钢筋绑扎牢固,以免位移或损坏。每组测温管用胶带做上标记,便于区分深度和便于保温后查找。配备专职测温人员,按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责,按时(砼浇筑3-5天内2-4小时,以后4-6小时)按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。测温工作应连续进行,每测一次,要记录好测点、时间及温度,同时绘制温度时间曲线图。记录结果及时向技术部门汇报,并经技术部门同意后方可停止测温。测温时发现混凝土内部最高温度与外部温度之差达到25度或温度异常,应及时通知技术部门和项目技术负责人,以便及时采取措施。测温孔在门槛二次砼浇筑前利用等强度弱膨胀砂浆封堵。混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,然后在上面覆盖一层棉絮,最后在棉絮上再覆盖一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免棉絮因吸水受潮而降低保温性能。预埋、插筋部位是保温的难点,要注重盖严,防止造成温差较大。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。
五、主要治理措施
1、拌制混凝土的原材料均需进行检验,合格后方可使用。同时要注重各项原材料的温度,以保证混凝土的入模温度(实测)与理论计算(按经验数值,一般为25度左右)基本相近。
2、在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂,掺量要准确。
3、施工现场对混凝土要逐车进行检查,测定混凝土的坍落度和温度,检查混凝坍落度和温度是否同设计及要求的情况相符。混凝土塌落度损失控制在2cm以下,温差应控制在8度以下,同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
关键词:建筑工程,大体积混凝土浇筑,施工技术
一、浇筑前的准备工作
施工企业在进行大体积混凝土浇筑施工前要先做好一系列的准备工作。
1. 采购
施工企业应通过市场对比, 选定在生产能力、技术力量、服务质量等方面均符合国家相关规定的混凝土搅拌公司统一进行材料的采购工作, 同时由监理、业主和施工三方对采购的材料进行抽样检查, 以保证材料的质量。
2. 混凝土制作
混凝土的制作是进行浇筑施工的基础, 在制定配合比时, 相关单位可以委托具有相关资质的搅拌站试验室确定混凝土配合比及外加剂用量, 然后上报各施工相关单位进行配比合理性的讨论与认定;在材料选择上, 施工企业应该在控制工程成本的基础上, 根据施工项目所在地的实际情况进行, 例如某建筑工程施工区由于地形、地质限制无矿渣水泥, 因此为节省建筑成本, 其在水泥选择上只能采用普通硅酸盐, 并加入适量的掺加粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥, 以减小水泥用量, 改善混凝土的塑性和可泵性;在粗骨料的选择上, 则利用卵石保证骨料连续积配, 以保证混凝土具有较好的和易性和较高的抗压强度;在细骨料选择上, 使用由细度模数3.5的机制砂和细度模数1.2细砂制成的混合砂, 同时严格控制砂、石的含泥量。
在混凝土搅拌、运输进场时, 技术控制部门应适当掺加高效减水剂, 推迟水化热的峰期值, 然后加入膨胀剂, 使混凝土得到补偿收缩;采用冰水搅拌, 同时对机制砂、石子进行喷淋, 以降低砂、石温度;限制水泥的进场时间, 以控制水泥温度;运输中对水泥罐车采取隔热措施, 并将混凝土的入模温度控制在30℃以内, 以保证混凝土质量。
3. 裂缝控制分析
虽然消除大体积混凝土结构中的裂缝是不可能的, 但是我们可以利用对相关数据的分析、计算, 对裂缝进行有效的控制, 相关部门在预测裂缝时通常会进行以下数据的计算:混凝土导热系数、混凝土比热、热扩散系数、混凝土水化升温值、混凝土各龄期收缩变形值、混凝土弹性收缩应力等, 当然除了这些数据, 技术人员还要充分考虑施工期间的天气情况, 以保证控制措施的全面性。
二、浇筑过程中的技术控制
准备工作做足之后, 便进入可浇筑施工, 这一过程是大体积混凝土施工技术控制的关键也是技术控制最容易出现纰漏的环节, 因此相关人员、相关部门应该本着“质量第一”的态度, 将技术控制与质量监督贯穿在浇筑过程始终, 首先, 在混凝土进场前, 为控制混凝土质量, 监督部门应该将混凝土从出搅拌机到运至施工现场这一过程的时间控制在一小时之内, 如发现混凝土已出现初凝现象, 应禁止入场, 以防止加水使用等违规操作的出现;其次, 为防止混凝土表面开裂, 施工部门可以在底板掺加杜拉纤维, 而在缴入纤维的过程中, 应该将添加范围控制在一定的厚度以内;再次, 浇筑时可才用采用一次性连续浇捣的方式, 分层浇筑, 混凝土在振捣过程中宜将振动棒上下略有抽动, 使上下混凝土振动均匀, 每次振捣时间以20~30s为宜, 直至混凝土表面不再出现气泡、泛出灰浆为止, 振捣时, 要尽量避免碰撞受力钢筋、定位钢筋、管道预埋件等。振捣棒插点采用行列式的次序移动, 每次移动距离不超过混凝土振捣棒的有效作用半径的1.25倍, 一般振动棒的作用半径为30~40cm, 振捣操作一方面要“快插慢拔”, 防止混凝土内部振捣不实, 一方面也要采取“先振低处, 后振高处”, 的方案, 防止高低坡面处混凝土出现振捣“松顶”现象;最后, 对已浇筑的混凝土, 采取每隔半小时, 进行一次二次振捣, 以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙, 从而提高混凝土的密实度和抗裂性, 浇筑成型后, 施工人员要按照设计标高用刮尺刮平, 在初凝前用木抹子抹平、压实, 以闭合收水裂缝。
三、浇筑后的养护工作
养护工作是保证大体积混凝土结构正常使用的重要步骤, 养护工作主要分为内部养护和外部养护两种。内部养护工作的目标就是采取措施降低混凝土结构的内部温度, 以缩小其内外温差, 控制开裂, 相关部门在进行内部养护时, 可采用循环冷却水降温方法进行养护, 例如某工程为实现混凝土结构的内部降温, 在筏板基础旁边砌筑一个蓄水池, 同时使用普通钢管加工制成冷却水用的循环水管, 然后将冷却水管分层布置, 各层水管安装完毕后, 又进行了压水试验, 以检验水管连接的严密性。水管铺设工程完毕后, 就可以进行水循环了, 水循环的频率以每隔半个小时循环一次, 每次循环冷却半小时的方案最为适宜。
外部养护与内部养护并不是完全分离的, 如某工程的养护部门在进行外部养护时先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜, 后覆盖湿麻袋一层, 再在混凝土表面蓄水20cm水以进行养护, 而这些蓄水量就是混凝土内部循环完的冷却水, 而这样利用混凝土内部的循环水对混凝土表面进行养护的方案, 不仅有效地降低混凝土内外的温差, 也节约了对养护水的加热措施的经济投入。除此之外, 外部养护工作人员还要在筏板基础中布置适当深度和数量的测温点, 然后利用自动测温器分别测量混凝土结构不同深度的温度以及大气温度, 测量后技术人员应该作好记录并将每天测温情况及时向项目技术部门汇报, 技术部门根据温度变化情况, 预测大体积混凝土的裂缝情况, 并做出相应的预防措施。
四、结论
一、大体积混凝土浇筑特点
大体积混凝土是指尺寸不小于1米的横断面,是建筑工程中一种常见的混凝土结构。在建筑施工过程中,水泥的水化热会导致混凝土内外有温差,这一问题需要应用专门的技术进行解决,用以有效控制混凝土裂缝问题。大体积混凝土与常规混凝土不同,具有显著的特点,主要包括以下几个方面:
1、混凝土用量大。大体积混凝土的体积大于一般混凝土,进行浇筑时,需要大量的混凝土材料。
2、施工条件特殊。浇筑大体积混凝土一般在地下进行,空间条件较差,环境比较复杂。
3、需要较高水平的施工技术。浇筑大体积混凝土整体结构大、厚度大,浇筑时应通过连续不断的浇筑方式,保证混凝土的完整性,且保证混凝土中没有缝隙。因此,这种高质量要求和持续性的浇筑施工需要较高技术来支撑。
4、易出现裂缝。浇筑大体积混凝土的过程中,水泥散发较大的水化热量,大体积混凝土由于体积较大,集聚在混凝土内部的热量不易散发出来,使内部温度持续较高,但是,混凝土外部热量在短时间内就可以散发出来,使混凝土外部温度降低,这样形成的温差就会引发应力,这种温差应力直接引起混凝土产生裂缝,影响了大体积混凝土的质量。
5、需做好维护工作。大体积混凝土的结构厚度大,体积大,易出现裂缝,必须做好后期维护工作,否则混凝土的质量将逐渐恶化,影响到建筑的建设质量。
二、浇筑大体积混凝土的施工技术
(一)浇筑准备工作
浇筑大体积混凝土前期,应做好相关的准备工作,主要有施工用具、混凝土用材和相关技术支持等。
1、施工用具:塔吊、尖锹、平锹、耙子、混凝土地泵插入式振捣器、平板振捣器、配电箱、铝合金刮尺、水泵等
2、材料:利用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣硅酸盐水泥等进行混凝土制作,这些混凝土的水化热不高,适合大体积混凝土的浇筑。使用水泥时,需保证其中没有固化水泥,有质量保证说明和复验单,符合建设工程质量要求。确定混凝土配合比时,可以用一定量的粉煤灰取代水泥,一般是15%~20%。粉煤灰的含碱量和含硫量均不高,烧失量也不大,用水量不多,能够一定幅度的降低混凝土的水化热,使混凝土更加完善,减小大体积混凝土施工难度。
骨料在大体积混凝土中占有较大比例,是混凝土中重要的部分,应慎重选择。挑选骨料时,查看骨料表面状态,无弱包裹层、岩石弹模不高、线膨胀系数不高且级配优良的骨料是最佳选择。混凝土中用砂应选择中砂,石子直径较大的卵石或碎石,砂中含泥量低于或等于3%,石子中含泥量低于或等于1%。混凝土用水应用纯净水,其中没有任何有害物质。其他添加剂的使用应按照建设工程的要求和规范进行,可以降低水泥在大体积混凝土单位体积的用量,但是仍然需要注意其质量符合规范。
3、技术支持:浇筑大体积混凝土前,与混凝土供应企业办理预拌混凝土委托单以及其他申请,主要对混凝土强度级别、方量、坍落度、浇筑时间、初凝时间和终凝时间等进行委托。浇筑前,检查浇筑用具、机械设施的性能,配备技术人员进行即时检查和修理。浇筑过程中,施工环境较差,因此,应对施工现场的水力和电力正常供应进行确认,同时,为避免临时停水、停电而使施工的电器停顿,工作人员应配备搅拌器具和人工振捣器。
(二)施工阶段技术
1、混凝土的搅拌
混凝土搅拌工作对混凝土的抗压能力以及整体结构有着重要的影响。混凝土配合比按照要求设置,且严格检查水泥的种类和质量,并控制搅拌的时间。搅拌过程中,根据需求添加一定量的外加剂,对添加的量进行严格控制,将误差控制在5%以内。搅拌时,应在不同部位均匀添加,以免由于局部过量导致搅拌不均的情况。搅拌完毕后,使用移动泵和拖泵运输混凝土。配备的技术支持人员应具有相应的专业知识,对混凝土泵的操作和结构、运行状况掌握牢固,对相应的容易损坏的部件熟悉程度较高,并准备相应的替换零件。技术人员应对发生的意外状况具备应对能力,并在实际操作中能及时进行处理。
2、混凝土的浇筑
浇筑大体积混凝土施工过程中,浇筑技术有余面分层浇筑技术、全面分层浇筑技术和分段分层浇筑技术。
余面分层浇筑技术应用条件是混凝土的长度是厚度的3倍以上。浇筑大体积混凝土时,混凝土会出现斜面,需要施工人员在浇筑时不断地振捣混凝土。若浇筑大体积混凝土时没有及时解决斜面问题,就会导致大体积混凝土截面过大而产生裂缝,影响混凝土质量。在应用余面分层浇筑技术时,还应注意温度对浇筑的影响,应在施工现场采取相应的遮阳办法,减少日光直射,降低温度。
全面分层浇筑技术的应用条件是混凝土结构面比较大,浇筑时,先全面浇筑建筑工程的第一层,混凝土未凝结前,全面浇筑第二层,以此类推,逐层浇筑,直至大体积混凝土浇筑完成。
分段分层浇筑技术的应用条件是混凝土厚度较小,但是其面积比较大,且长度较长的结构。在浇筑混凝土的实际操作中,全面分层浇筑的工作强度大,搅拌机和运输机器无法完全实现整个建设工程的施工要求,此时,应采用分段分层浇筑技术。应用该技术进行浇筑时,从最底层开始浇筑,进行第二段混凝土浇筑时应与底层隔开一定的距离,然后再浇筑其他各层混凝土。图1为不同的浇筑方法。
图1 浇筑方法
3混凝土的维护
对混凝土进行维护主要有保温和保湿的方法。保湿主要是为了使混凝土强度在潮湿的环境中得到保持,不会由于混凝土表面水分丢失而出现干缩,甚至出现裂缝,促进了水泥水化过程的顺利进行,提高了混凝土抗拉伸的能力。保温主要是为了保持混凝土的表面温度,减小混凝土的内外温差,以免混凝土表面出现裂缝,提高混凝土的抗拉能力,避免混凝土出现贯穿性裂缝。
三、优化大体积混凝土浇筑技术措施
(一)提高混凝土质量
混凝土质量是浇筑施工的基础,建立混凝土质量控制体系,对保证混凝土质量有重要作用。对材料的采购、运输、入库、转运、入工地等方面进行严格控制,保证所用材料在此过程中没有出现质量问题,为正式使用提供质量保障。同时,应科学应用相应的材料比例配备混凝土,控制混凝土水热化的程度,对材料的性能进行分析和比较,尽量选用低水热化的材料配置混凝土。且对砂子和石子的含泥量进行严格要求,提高混凝土的强度、可振捣性。
(二)控制温度,减少裂缝出现率
浇筑大体积混凝土时,为了降低混凝土入模温度,可用冷水冷却或者用砂子覆盖其表面的方法降低搅拌时的温度,添加适量的缓凝剂,延长混凝土的运送时间,用较慢的速度进浇筑等方法,使混凝土内部结构温度逐渐散发,使浇筑过程顺利完成。
结束语
综上所述,在大体积混凝土施工中,混凝土由于其体积较大,使水泥水热化散发的热量在混凝土内部无法散发出来,使混凝土因温度应力产生裂缝,对混凝土的质量产生了严重影响。因此,进行大体积混凝土浇筑的准备工作、施工技术以及维护工作尤其重要,应对施工的各个环节进行质量控制。应用较高的技术应对混凝土裂缝问题时,应对裂缝出现的原因进行综合分析,采取相应的处理和预防措施,将出现裂缝的地方进行修补或者在裂缝出现初期进行预防,以减少混凝土裂缝的发生,提高混凝土的整体性结构,保证工程的质量。
参考文献:
[1]才素平.大体积混凝土施工技术及其应用[D].西安建筑科技大学,2009.
[2]刘亮.浅谈大体积混凝土施工技术及预防措施[J].科技致富向导,2012,26:229+139.
一、编制依据
《混凝土施工及验收规范》(国家行业标准); 《地基与基础施工图纸》; 《施工手册》第四版;
我公司的土建作业指导书《混凝土施工》;
国家及电力公司有关安全施工、操作的规程规范和我公司安全管理制度; 我公司质量、安全、环境与卫生职业健康管理制度;
二、风机基础施工简介
1、风机定位;
2、土石方工程;
3、模板施工;
4、钢筋施工;
5、混凝土浇筑施工;
三、分项施工措施及技术要求
1、风机定位
1、严格按照图纸和土方施工规程规范、作业指导书施工; ○
2、根据建设单位、设计单位提供的风机坐标,采用GPS定位仪确定位置; ○
3、坐标、标高尺寸进行核查,坐标、标高误差控制在额定范围内; ○
4、对放线后基槽的几何尺寸进行复查,几何尺寸偏差控制在0—10mm之间,核对○画线后基槽轴线,控制轴线偏差在0—5mm之间。
2、土方开挖
1、土方开挖采用机械挖土,人工清基。○
2、标高及宽度、坡度控制。基坑开挖至1.10米 ○
3、为防止地面水流入基坑,在开挖线外部做400mm高挡水围堰。○
4、机械开挖至距基底1.0米时,人工清理基土,避免基底扰动。○
5、对于基础底面以下有露出的孤石、漂石应予以清楚至基础底面以下150mm,然○后用砂石垫层回填至基础混凝土垫层底。
6、开挖完成或基础处理完成后,及时办理验收手续。○
3、土方回填
1、回填前作好砼工程隐蔽记录并办理验收签证手续。回填前应清除坑内淤泥和○杂物,对原土夯实一遍后,再进行回填。
2、回填材料必须符合设计及规范要求,不得混入杂物。○
3、回填应按有关规定要求,○由坑内最低部位开始自下而上分层铺筑,每层虚铺土厚度应≤300mm,用小型柴油振动碾压机压实,一般来回碾压3~4遍(需根据现场试验确定)。振动碾压机移动时,做到一碾压半碾。如必须分段填筑,交接处应留出阶形接头,上、下层错缝间距应≥1m,以后继续回填时应分层搭接夯实,使新老回填层接合严密。
4、每层回填碾压后,必须通知试验室取样做试验,试验合格后方可继续上层回○填,试验不合格的回填必须返工,直至达到设计及规范要求。
5、严禁雨天进行回填,下雨时应及时排水,不得使回填层浸泡。○
4、垫层浇筑
1、基础垫层按设计要求为C15素混凝土垫层,其厚度为100mm,基础半径为8m,○垫层半径为8.1m。表面大于基础截面积;
2、○垫层施工时可直接将素混凝土灌至处理好的基槽上,提前用水准仪在基槽内钉好标高控制桩并挂线找平,抹平后核对标高和表面平整误差;垫层上设置3块预埋钢板,钢板尺寸为:400×400×20mm。
3、基础垫层用钢板进行支模板,模板要求支撑牢固,拆装方便。○
4、垫层素混凝土骨料应进行复检,以确保垫层质量; ○
5、垫层施工应有质检人员当场验收。○
6、垫层砼留置标养试块一组。○
5、模板施工
1、施工时应选用刚度、强度以及表面平整度符合施工规程规范要求的合格模板;○本工程在施工前,按照施工图纸设计,购买4mm厚钢板及80×8角钢进行制作,先在制作好的平台上进行放样,放好样按照1500mm为模数进行切割、焊接。底部模板高度为1000mm,顶部模板高度为:1400mm,最后一块模板的尺寸按照放样尺寸剩余部分进行加工。
2、模板支撑前垫层应弹好轴线及边线,钢筋应绑扎完成,预埋穿线管完成,基础○环吊装完成,接地扁铁安装完成;
3、模板组合用螺栓进行固定,由于基础为圆形基础,挤压模板受力均匀,模板○外侧不用进行特殊加固,垂直误差应小于3mm,标高误差控制在3mm;
4、模板支撑后,其强度应符合施工要求,牢固稳定,结构的几何尺寸偏差应控制○在2—5mm内,模板接缝的缝隙偏差应在0~1mm内;
5、模板施工完成后应有质检人员当场验收,严格执行三级检验制度,验收合格后○报监理及建设单位审批。模板验收完成后签发砼浇筑通知单。
6、钢筋工程
1、钢筋应进行复检,钢筋表面应无锈蚀、油迹、机械损伤,对有锈蚀、油迹的钢○筋应加以处理后方可使用;本工程全部使用的是三级螺纹钢,其检验结果合格后方可下料制作。
2、钢筋需进行弯勾或弯起加工时,应符合施工规程规范要求。○
3、钢筋的长度偏差不应大于10mm,绑扎钢筋其主筋、副筋间距、排距偏差不大○于15mm,箍筋间距偏差不大于10mm,绑扎后不应有松股现象;
4、钢筋在混凝土中其保护层应按设计要求设置,其偏差不应大于10mm; ○
5、钢筋加工和绑扎施工中,质检人员现场验收。○
4、混凝土
4.1、混凝土水泥等骨料等应进行复检,选用粒径较小的骨料,控制砂石含泥量,并严格按配合比通知单控制水灰比进行拌和,其坍落度保证在160~180mm之间; 4.2、混凝土机械拌制和运输应严格控制搅拌时间不小于180秒和运输时间不超过90分;
4.3、混凝土浇注前应检查模板内是否有杂物和泥土,还应采取防跑漏浆的措施; 3.4、混凝土入模时,采取措施加强模内通风,加速模内热量散发;
4.5、混凝土振捣应均匀快插慢起,在振捣上层时应插入下层深度大于50mm;为防止出现温度裂缝加设三根测温管,分别布置在距顶面5cm,底面5cm和中间偏下一点处;
4.6、在浇筑完毕后,应留有一定时间在进行表面压光;
4.7、混凝土拆模时机要符合混凝土强度要求,拆模不得损毁成台的边角,规定合理的拆模时间;
4.8、混凝土浇筑完成后应采取覆盖、浇水养护,并规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,避免暴晒,注意保湿;
4.9、混凝土施工每班应及时留有试块,以备检测混凝土质量,按照砼方量应留置4组标养试块,一组同条件试块;
4.10、混凝土施工期中质检人员现场抽检,隐蔽基础在达到一定强度后及时进行回填土自然养护;
4.11、合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑工程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积高差过大。
4.12、砼浇筑前签发砼浇筑通知单,严格按照配合比进行配料搅拌。(1)施工按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)标准执行。(2)砼浇注前检查所有钢筋、埋管、接地与其它埋件位置准确,标高无误,绑扎与焊接牢固;经质检记录后可浇注砼,按《混凝土结构工程施工质量验收规范》施工。基础砼浇筑到标高后底座环外用高标号砂浆向外流水坡抹光压实,内向排水管流水坡抹光压实,按规程进行养护。
(3)浇筑混凝土应分段分层进行,浇筑每层高度应根据结构特点,钢筋疏密决定,一般为震捣器长度的1.25倍,最大不要超过50㎝。使用插入式震捣器(两台75mm)应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,作到均匀震实。移动间距不大于震捣作用的1.5倍(一般为30-40㎝),震捣上一层时应插入下层5㎝,以清除两层间的接缝。浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,并应在前层混凝土凝结之前,将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按水泥的品种及砼的凝结条件确定,一般超过2小时,应按施工缝处理。砼浇筑过程中,要注意保证保护层厚度及钢筋位置的正确性。不得踩踏钢筋,不得移动预埋件和预留洞原来的位置,如发现偏差,及时纠正。浇筑时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动,变化或堵塞情况,发现问题及时停止浇灌,并在以浇筑的砼凝结前修整完好。基础砼浇筑到高程后底座环外用原浆向外流水坡抹光压实,内向排水管流水坡抹光压实。
(4)砼龄期满足拆模条件进行拆模,进行外观检查砼浇注质量和管口通畅并复验上法兰上表面的水平度,认定合格后,方可进行下道工序施工。
(5)做好砼浇筑质量检查和接地等隐蔽工程记录完成,进行基础土方回填夯实,密实度满足风电机安装要求,两周后进行接地电阻的检测。
(6)对已浇筑完毕的砼,应加以覆盖和浇水,并应符合下列规定:应在浇筑完毕的12小时以内对混凝土加以覆盖浇水;混凝土的浇水养护时间,对采用硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的砼,不得少于14天;浇水次数应能保持砼处于湿润状态;混凝土的养护用水应与拌合用水相同;大面积砼浇筑时加设测温孔,养护可采取蓄水养护或可采取不透水、气的塑料薄膜覆盖养护。(7)混凝土浇筑及养护要求
a、浇筑时的混凝土应保证有较好的均匀性和较强的密实性; b、所有现场搅拌的混凝土必须防雨、雪和防冻,直至浇筑完毕; c、基础浇筑施工应连续,不留施工缝;
d、浇筑振捣要快速,均匀连续,振捣器插入振捣有效部位1.25倍;
e、日平均气温低于-5摄氏度时不能往现场制备混凝土卡车式搅拌机中加水。当日平均气温在0摄氏度和-5摄氏度之间时,在混凝土中加足够的防冻剂; f、混凝土出灌温度不低于12℃,入模温度不低于10℃,间歇不超过15min。g、混凝土表面必须处理平整。不允许存在大于0.2mm的缝; H、混凝土达到设计强度的30℅后应及时回填,自然养护; I、混凝土测试时,每个基础混凝土至少取四批试件。(8)砼浇筑前必须清除模板内的积水。
四、施工质量措施
1、严格按照设计蓝图和混凝土施工规程规范、作业指导书施工;
2、对混凝土施工中各分项工程,质检员参与并进行检验,分项工程经三级自检合格后再报请监理人员现场验收;
3、严格控制施工误差,及时核对标高、轴线、几何尺寸,并复查上道工序质量,对检查出的质量问题要及时进行整改;
4、按规定要求留置混凝土试块,作为混凝土强度评定和生产质量评价;
5、严格控制混凝土骨料质量,并随机进行抽检,对不合格的骨料不得进场使用;
6、严格控制混凝土搅拌质量,质检员随机检查水、水泥、砂、石的配比误差和水灰比,控制坍落度不超过允许范围;
7、对已经成型的混凝土结构应采取必要的保护措施;
8、施工班组及时做好施工记录,及时办理签证手续。
五、大体积砼温控措施
1、为了有效的控制大体积砼裂缝的出现,主要在控制温升和减少温度应力及增加滑动层等方面采取措施。
1.1、主要控制配合比水泥用量、坍落度、外加剂的品种; 1.2、控制原材料的含泥量; 1.3、砼的浇筑方法的选择; 1.4、砼浇筑后的养护和测温; 1.5、施工时温度和速度的控制;
2、作业内容 2.1、原材的选择
2.1.1、水泥选用普通P.O42.5中低水化热硅酸盐水泥。2.1.2、砂子宜选用中、粗砂,控制其含泥量不得大于2%。
2.1.3、石子不宜选用大粒径石子,以5~40mm为宜,控制其含泥量不得大于1%,同时控制石子形状尽量减少针片状和超规石子。2.2、配合比的确定
2.2.1、根据施工要求配合比设计要求坍落度控制在160~180mm范围内。2.2.2、外加剂掺合量宜在2%。2.3、砼的搅拌
2.3.1、必须严格按配合比进行配料,尽量减少投料误差,确保足够搅拌时间。2.3.2、严格控制砼出机温度。(通过降低砂、石、水泥、水的入机温度来控制)2.3.3、严格控制投料时夹带泥土。2.4、砼的运输 2.4.1、砼的运输一定要及时。2.4.2、运输和停放时防止太阳直射。2.5、砼的浇灌
2.5.1、砼浇灌前首先在垫层表面浇水进行湿润,以减少垫层对水的吸收。2.5.2、控制入模温度,减少冷量损失。
2.5.3、浇灌时应从多点浇灌,振捣密实均匀,以确保砼内的气泡及时排出,增强其强度。
2.5.4、搅拌车在卸料前,要求砼在泵车内高速运转,确保放料时砼质量均匀,同时在浇灌时以一个坡高循序推进,一次到顶的浇灌方法。这样即可减少砼外露面面积,又便于排放大量泌水。有利于提高砼质量和抗裂。2.5.5、浇灌前根据测温线的布置图合理布置测温点。2.6、砼的养护
2.6.1、在砼浇筑之后,做好砼的保温保湿养护,充分发挥徐变特征,降低温度应力。
2.6.2、随时进行测温观测,注意内外温差,根据砼内部温度及外部温度的差,及时采取有效的保温、降温措施;使其内外温差不大于25摄氏度。2.7、测温记录要求
2.7.1、1~3天,每2小时测温一次;4~7天,每4小时测温一次;9~14 天,每8小时测温一次;视温差实际情况,控制内外温差小于25℃,温度平稳后即可停止测温。
2.7.2、控制拆模时间,必须保证内外温差小于20℃以后方可进行拆模。2.7.3、在砼强度未达到设计要求强度前不得进行外界强力冲压,以确保其在正常情况下养护。
3、作业结束的检查验收和应达到的质量标准 3.1、作业结束后由质量部门组织,请监理进行整体验收。3.2、砼28天强度必须符合设计要求。
4、作业环境应达到的条件 4.1、作业时必须有充足的工作面; 4.2、作业面夜间施工要求有充足的照明; 4.3、尽量避免恶劣天气施工。
六、安全施工措施与危险源识别、预控
1、安全施工措施
1.1、坚决贯彻“安全第一,预防为主”的方针;
1.2、施工人员进场施工绝对服从安全监察人员和施工管理人员的管理; 1.3、施工人员进入现场后必须按规范要求佩带安全防护用品,正确配戴安全帽; 1.4、施工前,应检查施工机械和工器具的安全可靠性和使用性能; 1.5、做好施工技术交底工作和安全作业命令票的签发工作;
1.6、各道工序施工中现场技术人员应在场指导施工,避免盲目和违章作业; 1.7、基础混凝土施工,应设专人操作机动、电动机械,杜绝无证上岗操作; 1.8、文明施工,作到“工完、料尽、场地清”。
2、危险源识别、预防控制 2.1、机械
机械定人定岗专人操作,操作人员应必须经过培训考核才能上岗工作;定期检查机械的使用性能,经常维护保养和修理;杜绝带病机械进场使用;用电设备的拆、装应有专业人员操作,电源应按照规范的规定使用,严禁超负荷;运输车辆现场限速15km;夜间施工应有足够的照明设施。2.2、其他
钢筋应堆放整齐,且有专用的加工场地和货架;焊接施工应使用专用焊帽,雨、雪、大风气候严禁焊接施工;模板在施工场地内应放置整齐,不用的模板放平放稳。
七、环境与卫生健康管理措施
1、环境问题识别与控制
混凝土原材料运输过程应减少遗洒对环境的影响,水泥使用过程中应减少散失后对环境的影响;
2、卫生与健康问题识别与控制
减少噪声对施工人员的伤害,特别是夜间施工;
关键词:桥梁工程;大体积混凝土;施工;质量控制
1桥梁工程大体积混凝土施工概述
在桥梁工程施工过程中影响质量的因素有很多,但是最为关键影响就是大体积混凝土的施工质量。因此,应当高度重视大体积混凝土在桥梁施工中的质量,一方面应当注重对常规混凝土塌落度、强度、养护等条件的控制,另一方面还应当对混凝土内外温差、入模温度等因素的控制,以确保温度上升过程中变化均匀,预防温差变化过大导致的混凝土质量问题。
2大体积混凝土施工中质量控制
2.1原材料质量控制
2.1.1混凝土原材料。水泥、骨料、粉煤灰、添加剂是大体积混凝土施工中主要的原材料,因此要想保证大体积混凝土施工质量,必须要从这些原材料入手。选择原材料过程中应注意选择低水化热的水泥品类,以确保质量需要;骨料选择应当以无杂质、光滑度高为标准;同时还要使用一定数量的粉煤灰来降低混凝土水化热,代替水泥使用;添加剂的使用要确保匹配水泥标号。2.1.2混凝土的拌和与运输。大体积混凝土施工对于混凝土的使用数量、运输时间、温度控制、拌和质量有着极为严格的要求,且在浇筑施工开始后,不能间歇作业,必须一次完成,这就需要在混凝土搅拌过程中必须做好各个方面的协调,加强对搅拌质量的监管,搅拌站管理人员应当充分协调,严格控制相关问题发生。首先,应当控制好混凝土的温度。温度因素在大体积混凝土浇筑中影响最为关键,浇筑作业要严格控制入模温度,确保施工质量。其次,应当根据大体积混凝土进行浇筑的施工面积合理预算严格控制运输时间和车辆数目,除了正常工程车辆外,为了应对施工过程中的突发状况和特殊需求,还需要配备应急车辆。因为混凝土施工一旦供应不及时极易导致产生混凝土冷缝,对混凝土施工质量产生严重影响,所以必须要保障车辆运输及时。再次,对于通过罐车运送拌和好的混凝土过程中,不能添加任何材料进入搅拌好的混凝土,并严格按照规定时间,确保混凝土在初凝前进入浇筑现场,使用应当合理预估出入模振捣的时间,浇筑作业使用的混凝土质量。最后,应当提高搅拌站管理人员管理水平,确保协调能力的提高,确保第一时间发现问题第一时间解决问题,最终实现浇筑施工质量的优秀。
2.2大体积混凝土施工质量控制
2.2.1施工准备工作的加强。桥梁工程因为本身体积较大,所以在施工面积角度来说混凝土使用量较多。影响浇筑过程质量的因素也较为广泛,因此应当控制好施工前的质量。首先,应当配备专业素质水平高的测温工作人员和专业的测温设备,除此之外还要确定好合适的测温点材料和测温点位置,在工程特殊需要时,测温工作应当交由专业机构开展。其次,在开工之前,质检人员应当抽样试验所需的原材料,对原材料是否符合材料标准的规范要求进行检查。再次,在施工之前,监理人员还应当结合根据桥梁工程的具体特点,制定涵盖施工工艺、人员分工、进度安排、应急预案、质量控制等在内的大体积混凝土施工过程方案,以动态的监督监控施工的全过程。2.2.2加强混凝土浇筑施工质量控制。(1)对浇筑流程进行优化。在桥梁工程大体积混凝土施工中,应当对浇筑流程进行不断优化,确保所以工序安全、稳定、高效、科学进行施工,不断提高浇筑流程科学性和合理性,确保浇筑设备和材料实现高效率。另外,还应当对振捣施工时间进行严格控制,为了优化浇筑流程,质检工作人员在整个施工过程中要履职尽责严格控制。(2)对混凝土浇筑和振捣施工工艺加强质量监督。一方面,施工人员在桥梁工程在大体积混凝土施工过程中,应当注重混凝土浇筑和振捣施工工艺的质量控制。为了预防混凝土在施工过程中出现塌落度损失,应当严格控制对角施工。为了预防塌落度损失,大体积混弄土施工过程中,施工管理人员应当时刻提醒和监督工作人员,一是注意观察运输车,避免塌落,二是分层浇筑施工中,必要要在明显位置作出每层浇筑的标记符号,以对每层浇筑的厚度进行更好的掌握,确保各层厚度一致。另一方面,施工人员在进行振捣施工时,应当进行分层振捣,并对底板混凝土振捣进行密切关注,并且从底层开始逐层向上均匀实施振捣施工。除此之外,为了提高振捣施工内部的密实程度,应当先对坑洼处振捣然后再对高处进行振捣,确保高低接触处混凝土不会出现脱节塌陷。
2.3严格控制伸缩缝留置和处理
对于控制混凝土内外的温差以及施工组织的材料供应来说,大体积混凝土施工中的伸缩缝对其有很大的好处,其不但能使混凝土体积不断减少,而且还能使混凝土的水化热情况降低,进而使混凝土内部温度不断减少,提高了混凝土的质量。伸缩缝的处理应当待先期混凝土施工强度和时间达标后进行,浇筑前,应当恰当处理伸缩缝,先将结合面处进行凿毛处理,然后再对钢筋进行必要的修理,浇水润湿,在伸缩缝处用加膨胀剂处理的高一标号混凝土进行封闭,然后按时养护浇水,使伸缩缝与先期混凝土同时达到强度。有必要时,还要在伸缩缝处使用卷材防水层进行处理。
2.4混凝土养护期间的质量控制
在完成桥梁工程大体积混凝土施工后,应当高度重视对混凝土养护工作的加强,以防止出现混凝土的裂纹现象。在施工结束后,工作人员应当持续观察温度的变化,在选择混凝土测温点和测温过程中,测温位置应当具有代表性,且应当将所有的测温点编好序号,以便及时的掌握和控制混凝土温度,对混凝土外部环境间和内部与外部之间温度差进行有效的控制,确保控制在25℃以内,一旦稳定发生变化偏离正常值,就必须要采取必要的养护方法进行干预,确保将混凝土内外层温度差控制在合理的范围内。
3结语
综上所述,大体积混凝土的施工质量问题在整个的桥梁工程施工过程中对于施工质量的影响最大。所以,注重从多角度和整体性上关注大体积混凝土系统的施工要素控制意义重大,因为大体积混凝土施工是一项庞大的系统工程,牵涉面广、施工程序多、影响因素广、参与工种复杂等特点都会影响其施工质量。这就需要施工工作对大体积混凝土施工的关键部位进行熟悉掌握,严格控制大体积混凝土的各工序施工质量。除此之外,相关的监理单位和工作人员还要对施工质量进行严格的监督,发现问题立即整改,使整个桥梁工程的施工质量得到保障。
参考文献
[1]杨兴龙.大体积承台裂缝控制计算分析与设计措施[J].山西交通科技,2013(1):69-71.[2]陈良锋.大体积承台砼施工质量控制之关键[J].企业技术开发,2012(31):30-33.[3]于飞.基于路桥施工成本的路桥施工质量管理策略探讨[J].黑龙江科技信息,2015(34):42
北京雁栖湖生态发展示范区位于北京市怀柔区,是承担首都国际交往职能,北京雁栖湖生态发展示范区对外联络通道(京承高速公路~范崎路)工程(怀丰路段)南起开放路环岛,北至中高路,道路全长3.483km。本标段为2#标段,跨越现况京承铁路,标段范围为:H1K1+035.4~H3K1+190.4;全长155m。桥梁面积3760㎡,桥梁型式为3*25m预应力混凝土连续箱梁+30m+25m+25m小箱梁。0#-3#轴预应力砼连续箱梁,横向分为两幅桥,单幅桥宽12m,单幅箱梁为单箱双室布置;3#-6#轴为预制小箱梁横断面布置7片梁,梁距3.4m,梁高1.6m,3#-4#轴跨京承铁路小箱梁长30m,梁重110T。
现浇箱梁混凝土标号为C50W6,每幅方量为667m3,两幅箱梁混凝土方量为1334 m3。
箱梁标准断面图:
二、箱梁混凝土浇筑方案
75m箱梁的结构特点是:斜腹板厚度为45cm,且钢筋密又有波纹管,空隙较小,混凝土浇注困难,如何保证混凝土浇注质量是75m箱梁施工的重点和难点。混凝土浇注质量的好坏主要取决于两点:1.混凝土拌和质量;2.混凝土的振捣质量。为了保证预制梁的浇注质量,主要采取如下具体措施:
(1)、严格控制混凝土拌和质量:
混凝土采用商品混凝土,在混凝土配置时严格控制混凝土原材料质量,原材料的各项性能必须符合规范要求。
混凝土拌和质量:砼拌合按重量比采用自动计量拌和机拌制,严格控制配合比。严格控制混凝土坍落度,塌落度控制在18~22cm,保证混凝土的和易性。
混凝土以分次投料工艺拌制,拌和时间一般不小于1.5min。(2)、振捣设备的选用:
针对75m箱梁的结构特点,施工前需准备Φ50、Φ30的插入式振动棒各15个,并准备振捣扁铲数把。
(3)、优化施工组织:
浇注前对振捣工人进行技术交底和工艺交流,分工明确,责任到人,划分振捣区域。
(4)、严格振捣操作规范:
混凝土分层浇注厚度控制在30cm左右,一定要本着“少下料勤振捣”的原则,确保混凝土振捣密实。浇注上层混凝土时,振动棒要插入下层混凝土中5~6cm,振动棒振捣时本着快插慢拔的原则,移动距离不超过作用半径1.5倍。振捣时间以表面泛浆,混凝土不再下沉并无气泡冒出为准。浇注时经常检查模板、孔道、锚垫板位置是否正确,并及时修整。捣固棒不能触及波纹管,以免波纹管捣破漏浆。注意保证捣固质量,尤其锚下砼不易触及部分应加强捣固。
(5)、合理安排浇注顺序:
混凝土拟从箱梁两端逐步向中间推进,混凝土浇筑原则:倾斜分层,水平分段,分层厚度在30cm左右,倾斜面控制在1:4左右,具体如下:
①、混凝土分层浇注,浇注顺序是:底板→腹板下部→腹板中部→腹板上缘→顶板。根据混凝土初凝时间及速度,每层混凝土推进的距离间距为6-8米。
②、第一层先浇底板,底板的横向及纵向混凝土采用斜向浇筑方法,按1:7来计算浇筑长度,因混凝土塌落度在18~22cm左右,故竖向1横向流动即为7。
③、第二层浇注腹板下部及中部,浇注该段时,因波纹管较多,振动棒难以插入,是振捣的难点,采取人工用扁铲配合捣实。
④、第三层浇注腹板上部,该处倒角较多,容易产生蜂窝、麻面现象,为了保证该处混凝土浇注质量,一定要坚决执行少下料,勤振捣的原则。
⑤、第四层浇注顶板混凝土,浇注时要注意控制混凝土面高度和平整度;振捣时先用插入式振捣器振捣,然后用平板式振动器拖一遍。
(6)、施工组织及安排:
合理组织是75m预制箱梁混凝土浇注成功的关键性因素,具体组织及安排如下:
混凝土采用罐车运至施工现场,2台混凝土泵车进行浇注。有足够的罐车运输混凝土,除两台作业泵车外,备用一台泵车,防止作业泵车出现意外。
振捣设备:浇注前准备齐全各种振捣设备,主要设备如下:Φ50、Φ30振动棒15个。施工人员及管理人员:因混凝土是连续性作业,时间长,所以要配齐各个环节的操作人员及管理人员,具体人员安排如下:
操作人员:
浇注现场:振捣手12人,辅助人员(主要是铲混凝土,移动振动器等)8人,振捣手连续工作时间不得大于6小时。
其他人员:电工2人,模板工15人,钢筋工5人,主要任务是用电管理及施工过程中观察模板和钢筋,发现异常及时纠正,壮工80人用于混凝土浇筑过程中掏底板混凝土,同时需瓦工10名,负责混凝土面层找平工作。
(7)、砼养护
大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行施工,施工体积厚大。由此带来的问题是,水泥的水化热不易散发,引起的温升大,从而引起的体积变化也大,由于冷却时受到外部及内部的约束,又由于混凝土的低抗拉能力,从而产生裂缝。因此,大体积混凝土施工中最常见的质量问题是温度裂缝,而水泥水化热又是大体积混凝土中主要温度因素,由此可见对于大体积混凝土施工阶段来讲,浇筑方案的选择,是决定工程质量和造价的重要因素之一。整体连续浇筑具有结构整体性好、施工周期短和抗渗性好等优点,但当所浇筑混凝土的厚度超过1.3m时,应采取分层浇筑,分层厚度宜为0.6~1.0m。因此,综合大体积混凝土浇筑施工经验,分层浇筑应具有以下3个主要优点:
⑴可防止因水化热散发不出而引起的裂缝。由于混凝土是热的不良导体,当所浇筑的混凝土厚度较大时,混凝土内部由水化热而引起的温度较高,与外界气温形成较大温差,易形成混凝土表面裂缝。
⑵对支模系统有利。例如在超厚混凝土整板结构转换层施工中,若采用常规模板支撑体系,下层楼面将承受较大的施工荷载,有可能破坏下层结构,若采用分层浇筑方案,靠第一层先浇板承受后浇板的施工荷载,可大大减少施工中支模的费用。
⑶可减少混凝土的一次浇筑量,易组织施工。工程实践证明,大体积混凝土分层浇筑法是一种有效的温控措施,为有效利用这种施工方法,必须首先弄清楚分层浇筑过程中的温度场与温度应力场问题。本文分析了分层浇筑过程中大体积混凝土的温度场与温度应力场计算的特点,然后对利用有限元程序ANSYS模拟分层浇筑施工过程中的温度场与温度应力场的问题进行了探讨。
2 分层浇筑过程中大体积混凝土的温度场与应力场计算特点
计算大体积混凝土结构的温度应力,首先根据热传导理论,计算结构各点在各瞬时的温度,即确定温度场,然后根据结构前后两个温度场之差的温度作用,按热弹性力学求出温度应力,即确定应力场。大体积混凝土的温度场求解属线性的瞬态温度场问题,温度应力属热弹性力学问题,而关于大体积混凝土温度与温度应力的计算,实践中已有一整套的基于手算的计算理论与公式,但将其应用于分层浇筑的大体积混凝土工程时,由于温度场与应力场的约束条件的变化,必然会产生一定的误差。
⑴温度场边界条件的变化。温度场问题即热传导问题,大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用而发热,其边界条件一般也随时间变化,所以大体积混凝土的温度场问题也为有热源的瞬态温度场问题。而大体积混凝土在分层浇筑过程中,下层混凝土与上层混凝土之间存在着浇筑间隙,在浇筑间隙内,下层混凝土表面与空气接触(第三类边界条件),有利于混凝土的散热,当上层混凝土浇筑完毕后,下层混凝土表面与上层混凝土接触(第四类边界条件),而目前已有的基于手算的计算理论很难反映此时的温度场边界条件的变化。
⑵温度应力场边界条件的变化。对于分层浇筑的第二层及以上的各层混凝土,下部混凝土对上部混凝土的约束可按岩石地基考虑,同时考虑下部的混凝土体为新浇筑混凝土,存在着应力松弛与收缩现象,上述因素有利于缓解上部混凝土的温度应力对于大体积混凝土的第一层浇筑层,在龄期为t时,上部浇筑了第二浇筑层(中层)。对于中层,底层是使其产生温度应力的约束,中层混凝土在降温时,底层混凝土的约束使其不能自由的收缩,即对其产生一个向外的拉力即温度拉应力。反过来,这个对中层的拉应力对于底层来说则是向内的压应力,即中层对于底层也是一个约束,这个约束迫使底层收缩,是有利而非有害的。这也可以从另一方面来解释:在浇筑混凝土后,在混凝土内部由于降温差引起的混凝土的收缩量是随着龄期而不断减少的,由于底层比中层先浇筑s天,故在各时间段中层的收缩量总大于底层,由于这两个收缩不同步,其差值将由中层作用于底层上而产生压应力。对于底层来讲,这个附加的压应力将会抵消一部分由地面约束带来的较大拉应力,有利于防止贯穿性裂缝的出现。
3 基于ANSYS的大体积混凝土分层浇筑施工过程的仿真分析
模拟大体积混凝土的浇筑过程需采用ANSYS软件的单元“死活”功能,即ekill命令和ealive命令。在仿真分析中先把整个模型建好并进行全部网格剖分,再利用ekill命令将所有单元“杀死”,在计算过程中,可以按要求激活模型中对应于当前浇筑层中的单元,并施加边界条件,计算完成后,先去掉边界条件,再按要求激活下一浇筑层,如此可达到仿真整个结构分层、分块施工。利用ANSYS内部函数*DO,并以龄期为荷载步来控制程序的执行和各项参数及边界条件、初始条件的变化。图l列出分层浇筑施工阶段仿真分析的简要流程。
4 算例分析
⑴算例模型说明
一棱柱体大体积混凝土底板,混凝土为C35,配合比见表l所示,平面尺寸为50mm×50m,厚度为2.1m,底板浇筑在土壤地基上。底板下土壤地基选取尺寸为70m×70m,厚度5m。利用通用有限元软件ANSYS对该大体积混凝土施工养护期(28d)进行热-结构祸合分析。热分析时,针对底板及土壤,选用Solid70热单元,混凝土上部由空气对流散热,下部混凝土经土壤导热,土壤四周加绝热边界条件。结构分析时,针对底板及土壤,选用Solid45结构单元,土壤四周加固定约束。对该算例中的混凝土板,首先选择整体连续浇筑施工方案,其次选择分层浇筑施工方案,对两种方案计算结果进行了对比。
⑵温度场及温度应力场仿真分析结果
经过Ansys分析后可知,整体连续浇筑时混凝土板中心温度最高拉应力达到3.2MPa,而C35混凝土28d的抗拉强度为1.607MPa,由此判断该混凝土板开裂。对该板采用分层浇筑施工方案,分3层浇筑,每层浇筑厚度为0.7m,每层浇筑时间间隔为5d,该施工方案下,混凝土板中心点最高温升为42℃,其最大温度拉应力为1.37MPa,低于C35混凝土28d的抗拉强度1.607MPa,由此判断,对该混凝土板采用分层浇筑施工方案来预防混凝土开裂可行。
5 结束语
【摘要】 由于大体积混凝土的普遍常见,在这段时期,施工单位对大体积混凝土的施工重视程度降低,套用和单凭经验主义也较普遍,施工管理人员的质量控制意识松懈,放松了对大体积混凝土监测、监控工作,在大体积混凝土的浇筑、养护工作中,也较为随意,没有足够的重视。因而,就大体积混凝土的施工,本文提出质量控制措施方法,希望对现场施工起到一定的指导作用,能够引起对质量控制的重视。
【关键字】 裂缝;降温养护;浇筑方案
一、前言
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土,出现再大的均匀收缩,也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时,内部就会产生拉应力,当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂。
混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20%,在混凝土浇筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2-10)x10-4范围内,这种干缩是由表及里的一个相当长的过程,大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程,产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态,混凝土还可有一定的膨胀恢复。
值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响,大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生,有利于表层混凝土强度的增长,以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。
大体积混凝土浇筑凝结后,温度迅速上升,通常经3d—5d达到峰值,然后开始缓慢降温。温度变化产生体积胀缩,线胀缩值符合△L=Lo.a.△T的规律,这里线胀缩值数取1x10-5(1/0C)。因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低,而且混凝土弹性模量较低,所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时,处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝,起初的细微裂缝会引起应力集中,裂缝可逐渐加宽加长,最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。
混凝土降温值=温度+水化热温升值-环境温度。其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件(主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施)等。
为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用,同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力,应该减慢降温速度。一般规定,混凝土内外温差不大于25℃,降温速度不大于1.50C/d.
二、混凝土配合比设计
对配合比设计的主要要求是:既要保证设计强度,又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性,又要降低水泥和水的用量。
(1)选用水化热低的32.5MPa矿渣水泥,水泥用量仅为340 kg/m3.
(2)大掺量I级粉煤灰(国外高达30 %)。掺量高达100 kg/m3 ,占水泥用量的29%,占胶凝材料总量的21%.在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。矿渣水泥本身就掺有20%一70%活性或惰性掺合料,再在矿渣水泥中掺近30%的粉煤灰,而且要配制大坍落度的C40混凝土,非常少见。这个掺量巳接近GBJ146-9.粉煤灰混凝土应用技术规范的规定的上限。
三、混凝土的浇筑方案选用
全面分层,采取二次振捣方案。混凝土初凝以后,不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣,称二次振捣),这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离,从而提高混凝土与钢筋的握裹力,提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
全面分层,二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣,使混凝土又恢复和易性。这样,当下层混凝土一直浇完42m后,再浇上层,不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行,也有利于保证混凝土质量,但需要增加人力和振动设备,是否采用应做技术经济比较。
四、预测温度、设计养护方案
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下,大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值-环境温度。
为了防止大体积混凝土裂缝的产生,通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力,并据此制定了降低浇筑温度腔制温升值措施,预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。
这个温度是昼夜平均浇筑温度,如果白天最高气温是35℃,这时的浇筑温度Tj= 31.4℃。为了降低Tj,采取如下措施:料场石子进仓前用凉水冲洗,水泥在筒仓内存放15d以上,晴天泵管用湿岩棉被覆盖,气温高时拌合水中加冰降温。其中,拌合水中加冰效果最好。
可见,每使混凝土浇筑温度下降1℃,平均要使拌合水温下降近6℃。要使混凝土浇筑温度下降3℃,至少每m3混凝土要加0℃冰40 kg.无论如何,在工程中实际浇筑温度Tj,都不能超过32℃。
五、确定保温材料的厚度,预测混凝土表面温度
一般规定:混凝土内表温差T1-T2≤25℃对于较厚的混凝土,此温差值可适当放宽。
由此可见,即使在炎热的夏季,大体积混凝上在降温阶段要“保温”养护。
经过计算,提出两种养护方案供施工时选择。
一种是盖一层塑料薄膜和一层3 cm厚的防水岩棉被。
另一种是蓄水2cm-12cm养护,深度随当时混凝土内外温差增减。前者的优点是保温性能较好,可缩小混凝土内表温差,减慢降温速度,从而有利于混凝土抗裂,但缺点是可能因降温速度过慢而延长养护时间;但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时,较难采取临时加强保温的措施。
实际施工中采用了第一种养护方案,养护效果很好。塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿,既保证了表层混凝土的强度增长,又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩,还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。
岩棉被的效果也恰到好处,当混凝土表面温度过高,不利于降温时,局部揭开岩棉被加快降温。下过几场大雨后,岩棉被被水浸透,导热系数增大,使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1.30C/d-1.50C/d范围之内。
六、结束语
(1)基础大体积混凝土施工,一次浇筑量大,厚度大,强度等级高,在夏季炎热天气施工,技术难度大。混凝土浇筑后,经过3个星期保温保湿养护,效果理想。
要施工好超厚、高强度等级的大体积混凝土,关键要有一个先进的混凝土配合比,有一套严谨的施工组织设计,有一套科学的养护工艺,有一种严谨的工作作风。
(2)配制大体积混凝土,关键在于水化热要低,大掺量I级粉煤灰和低用量的矿渣32.5MPa水泥相结合是该工程成功的关键之一。它有效地降低了水化热,提高了可泵性,从而提高了表层混凝土的强度。
在大体积混凝土的湿热养护条件下,混凝土早期强度发展得很好,有效地防止了混凝土裂缝的出现。
微膨胀剂确实起到了补偿收缩作用。根据计算,自降温开始,混凝土表层就应该出现拉应力。可是在实测中,始终未测到拉应力。除混凝土松弛,养护阶段没发生干缩外,微膨胀剂功不可没。
(3)大体积混凝土施工,养护和浇筑同样重要。保湿是前提,控制降温速度是关键,监测是根据。
【关键词】大体积;基础;混凝土;浇筑;难点;要点
【中图分类号】TU37 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2012)09-0310-01
一、大体积基础混凝土浇筑的难点
大体积基础混凝土浇筑的施工技术难点就是避免混凝土表面形成裂缝,造成这种现象的原因较多,下文就将解析其中两个主要原因。
(一)水泥水化热
水泥在水化工程中往往会散发大量的热量,这些热量也就是大体积基础混凝土内部温度上升的最主要热量来源。大体积基础混凝土的结构断面比较厚,以致于水化热会聚集在其结构内部不容易散失,从而导致混凝土内部的温度急速上升。水泥水化热引发的绝热温升现象,通常和混凝土单位体积中的水泥用量以及水泥的品种有关系,而且随着混凝土龄期的增长,混凝土内部的最高温度会发生在其浇筑施工的3~5d。刚完成浇筑施工的混凝土强度比较低,对水化热快速温升所引发的变形约束力不高,温度应力比较小。随着混凝土龄期的不断延长,混凝土的强度才能得以增大,从而有效地约束混凝土内部降温所引发的收缩变形,与此同时却会产生较大的温度应力,当产生的温度应力比混凝土的极限抗拉强度还要大的时候,就会形成温度裂缝。
(二)内外约束条件
当混凝土结构随着温度的变化而发生变形的时候,往往会受到一些约束条件的影响,从而阻碍它的变形自由。这里的约束条件通常是来自于支座或者是另外构件对结构物变形的约束,或者是因为温度变化而导致各个质点变形不均匀而形成的互相约束。在完成混凝土浇筑施工的2~5d天之后,水化热基本上就全部释放结束,此时混凝土便开始进入降温状态。在这个过程中,降温是伴随着混凝土的硬化而进行的,混凝土的弹性模量也会逐渐增长,混凝土内部降温比较大,外部降温比较小。当形成冷缩现象的时候,混凝土的收缩会受到外界约束条件的限制,导致混凝土的内部产生比较大的拉应力,从而导致混凝土出现开裂现象。此时如果混凝土的强度不够高,其抵抗开裂现象的能力就比较低。当混凝土的温度收缩应力大于当时混凝土的抗拉强度的时候,就会形成贯穿于混凝土整个截面的裂缝,严重地降低混凝土结构的整体性、耐久性、安全性等性能。
二、大体积基础混凝土浇筑技术要点
(一)优选混凝土原材料,优化配合比
1.水泥的选择
通常情况下,应该选择低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥、掺入适量粉煤灰的硅酸盐水泥。比如C35大体积基础混凝土就应该选用水化热比较低的水泥,而且还应该尽量降低水泥的用量。
2.掺用混合材料
掺用混合材料是为了更好地减小混凝土的绝热温升以及提升混凝土自身的抗裂能力水平,当前大多数的建筑工程都选用粉煤灰,并且这种粉煤灰还能够提高混凝土的后期强度。
3.掺加外加剂
目前市场上的外加剂可谓是丰富多彩,品种繁多,比如减水剂、早强剂、缓凝剂等,它们具备减水和增塑的功能,在确保混凝土坍落度以及稳定强度的情况下,能够有效地减少用水量,节省水泥用量,降低混凝土的绝热温升。其中缓凝剂通常是用于夏季,而早强剂往往是用于冬季。某工程在大体积基础混凝土浇筑施工过程中,就选用了外加高效缓凝减水剂技术,在混凝土中增添了10%的外加剂量,施工结果证明混凝土在添加了这种外加剂后,能够有效地推迟混凝土的水化时问,从而防止了浇注温度和水化热同时产生。
4.优化配合比
施工单位应该在确保混凝土应有强度以及流动性的前提下,最大限度地节约水泥用量,降低绝热温升。
(二)正确的混凝土浇筑方法
大体积基础混凝土的浇筑方法可以选用分层连续浇筑法或者推移式连续浇筑法,其中分层连续浇筑法是當前大多数施工单位所常用的方法,其施工要点如下:
1.完成第一层混凝土浇筑工作之后,应该其初凝之前继续第二层的浇筑施工,逐层进行。施工的时候,应该从一边开工,沿着圆弧依照顺时针、逆时针两个方向同时浇筑,然后在另一边会合。需要注意的是,混凝土每一层布料的厚度不能小于300mm,在浇筑施工的时候要选用汽车泵进行下料,混凝土的自由倾落高度万万不能超过3m。
2.选用插入式的振捣器,插入的振捣棒可以和混凝土表面保持垂直状态,或者是40~50°倾斜插入,使用振捣棒的时候坚持“快插慢拔”的原则,每个插点的振捣时间以30s为最佳。为了有效地确保混凝土的浇筑质量,应该在完成第一次振捣操作的20~30分钟之后,再继续第二次振捣作业,以此来提高混凝土的密实度。
3.在浇筑混凝土的时候,应该尽量控制混凝土的密实度和均匀度,避免混凝土发生分层隔离现象;混凝土的水灰比以及坍落度应该随着浇筑高度的增加而减小;经常性地仔细检查模板和钢筋的实际情况,如果发生变形、移位现象,务必要及时暂停浇筑施工,进行修复,而且要在混凝土凝结之前完成修复工作;混凝土的沉降和干缩极容易引发非结构性表面裂缝的产生,因此在混凝土最终凝结之前进行二次抹面。
(三)控制混凝土的浇筑温度
混凝土的浇筑温度越低,就更容易控制混凝土的内外温差以及温度应力。通常情况下,混凝土由塑性状态变为弹性状态的时候,浇筑温度越低,开裂的产生率就越小。在大体积基础混凝土施工过程中,浇注温度下降6℃,混凝土的最大温升值就会下降3℃。浇筑温度越高就越容易加快水泥水化的速度,如果浇筑温度上升10℃,那么混凝土的内部温度会随之上升13~15℃。当前施工单位往往是利用冷却水和水、预冷骨料、加冰拌合等措施在降低混凝土的出机口温度。
(四)养护工作
当混凝土完成抹压之后,如果上面不存在无明显的脚印,应该及时用塑料薄膜将混凝土覆盖严实,以此来避免热量被透风漏气、水分蒸发散失现象带走,在塑料薄膜上面加盖两层布毡进行养护。如果晚上温度比较低,那么在入夜之前应该再加盖一道布毡。混凝土的养护时间不能小于14天。
三、结语
【船闸工程大体积混凝土浇筑施工方案】推荐阅读:
桥梁工程中大体积混凝土裂缝问题分析论文09-16
沥青混凝土路面工程施工方案10-11
水利水电工程混凝土施工技术探索论文06-30
高速公路沥青混凝土路面工程施工总结21页11-24
村道工程施工方案06-06
管道工程安全施工方案06-28
店面工程施工方案07-03
采暖工程施工方案07-25