一、编制依据、原则及范围 .................................................................................................3
1.1、编制依据..............................................................................................................3 1.2、编制原则..............................................................................................................3 1.3、编制范围..............................................................................................................3 二、工程概况 ......................................................................................................................3
2.1线路概况 ................................................................................................................3 2.2地质概况 ................................................................................................................4 三、施工方案 ......................................................................................................................4
3.1施工顺序 ................................................................................................................4 3.2施工准备 ................................................................................................................4 3.3施工测量放样 .........................................................................................................5 3.4基坑开挖 ................................................................................................................6 3.5凿除桩头、桩基检测...............................................................................................6 3.6垫层浇筑 ................................................................................................................6 3.7钢筋加工与安装......................................................................................................6 3.8墩身钢筋及承台沉降观测桩的埋设..........................................................................8 3.9综合接地系统的布置...............................................................................................8 3.10承台冷却管的埋设 .............................................................................................. 10 3.10模板施工 ............................................................................................................ 11 3.11混凝土施工 ......................................................................................................... 12 3.12混凝土养护 ......................................................................................................... 13 3.13拆模 ................................................................................................................... 14 3.14基坑回填 ............................................................................................................ 14 四、混凝土测温及温度计算 ............................................................................................... 14
4.1测温制度 .............................................................................................................. 14 4.2温差控制 .............................................................................................................. 14 4.3测温和保温........................................................................................................... 15 4.4温度计算 .............................................................................................................. 15
1 大体积混凝土施工方案 五、大体积混凝土施工的主要问题 ..................................................................................... 20 六、混凝土裂缝的预防措施 ............................................................................................... 21 七、质量保证措施 ............................................................................................................. 21 八、混凝土质量标准 .......................................................................................................... 22 九、安全保证措施 ............................................................................................................. 22
2 大体积混凝土施工方案 大体积混凝土施工方案
一、编制依据、原则及范围 1.1、编制依据
国家、原铁道部及河南省现行的有关法律、法规、政策及其它条例; ##铁路客运专线招投标相关文件;
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》 TB 10752-2010 ; 《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 TB 10424-2010 ; 《高速铁路桥涵工程施工技术指南》 铁建设【2010】241号 ; 《铁路工程施工安全技术规程》TB 10301-2009; 《##客专专线虞城特大桥施工图》(##客专施桥-13-Ⅴ); 《桥梁综合参考图一》(##客专施桥-桥参-2);
已到各桥梁施工图、相关配套图纸及相关设计文件、现场调查相关资料,及多年相关工程的施工经验及配套的设备情况; 1.2、编制原则
在充分理解设计文件的基础上,以设计图纸为依据,采用先进、合理、经济、可行的施工方案。
整个工程全过程对环境破坏最小、占用场地最少,对周围环境采取保护措施,避免对周围环境的破坏。
充分应用先进的科学技术和施工设备,做到机械化作业、标准化作业、流水作业,坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性、安全可靠性相结合的原则。 强化质量管理,树立优良工程观念,创一流施工水平,创精品工程。 实施项目管理,通过对劳务、设备、材料、资金、方案、信息、时间与空间条件的优化处置,实现成本、工期、质量及社会效益的预期目标。
遵守招标文件各项条款要求,全面响应招标文件,认真贯彻招标文件要求。
1.3、编制范围
混凝土连续梁大体积承台混凝土施工。 二、工程概况 2.1线路概况
C1型承台(长×宽×高:5.1×10.08×2)共347个、C3型承台(长×宽×
3 大体积混凝土施工方案 高:10.2×6.8×2.5)1个,C11型承台(长×宽×高:9.6×14.3×4)1个,桩基共2796根。线路全长11.244km,上部结构采用预应力混凝土等截面预制箱梁;下部结构采用双线圆端型实体桥墩、承台基础、钻孔灌注桩基础。其中C11为大体积混凝土施工。
2.2地质概况
经勘查,地层主要为粉质粘土、粉土、粉砂。 地表水局部较发育,主要采取人工抽取地下水方式进行补给,水量随季节变化较大。地下水的主要类型为孔隙潜水,局部略具承压型,砂土的透水性好,地下水受大气降水、地表水补给,水量较丰富。地下水受季节性、降水量变化而变化,地下水主要以地下径流及人工开采为主要排泄方式。
本桥所在地属于温带季风气候区。多年平均气温为14.2℃,一般最冷是一月份,平均气温为-0.3℃,极端最低气温为-19.9℃;七、八月份最热,平均气温为27.8℃,极端最高气温为41℃。黄、淮平原夏季因受东南季风影响、雨最较为集中,一般情况汛期(6~9)月份降水量占全年总降水量的60%~70%以上。历年最大全年降水量为1360mm,多年平均降水量为810.3mm,汛期多西南风,最大风速15~25 米/秒;百年一遇设计频率最大24 小时暴雨值为275~290mm,自东自西递减。最大冻结深度为0.32m,最大积雪厚度0.29m,年平均无霜日210 天。该区土壤冻结最大深度0.32m。经我部调查实测,我部线路横穿河道为沱河上游最大一条分支,穿越****4个乡镇,****内长28.6km,流域面积394km2,河道最大底宽34m,顶宽57m,水深3m,最大设计流量115m3/s,堤防高度2.2m,堤顶宽度6m,边坡1:3.5,最后一次治理时间为1983年11月,除涝标准3年一遇,防洪标准20年一遇。
三、施工方案 3.1施工顺序
施工顺序为:施工准备→测量放线→插打钢板桩→承台基坑开挖→桩头凿除→桩基无损检测→浇筑混凝土垫层→钢筋加工及绑扎→安装模板→浇筑承台混凝土→混凝土养护、拆模→基坑回填
3.2施工准备
3.2.1混凝土拌合站准备
4 大体积混凝土施工方案 拌合站对混凝土质量负责,试验室及时进行试验检测,必须满足混凝土的强度要求。同时,混凝土的供应在施工过程中必须保证连续不间断。
3.2.2施工用电
采用变压器集中供电,在****处安装200KVA变压器一台,为##连续梁提供生产动力线。
3.2.3生活、施工用水
现场施工及生活用水采用经化验合格的地下水。 3.2.4大体积混凝土施工用原材料选择
根据《大体积混凝土施工规范》要求,大体积混凝土入模温度宜控制在28℃以下,配制大体积混凝土所用水泥的选择及其质量,应符合下列规定:
(1)所用水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB-175的有关规定,当采用其他品种时,其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定;
(2)所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于70℃。
(3)骨料的选择,除应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ-52的有关规定外,尚应符合下列规定:
A、细骨料宜采用中砂,其细度模数宜大于2.3,含泥量不大于2.5%; B、粗骨料宜选用级配合理,粒形良好,线胀系数小的洁净碎石,最大公称粒径不宜超过钢筋保护层厚度的2/3,且不得超过钢筋最小间距的3/4,含泥量不大于1%;
(4)粉煤灰和粒化高炉矿渣粉,其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596和《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T-18046的有关规定。
(5)所用外加剂的质量及应用技术,应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB-8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB-50119和有关环境保护的规定。
(6)拌合用水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ-63的有关规定。
3.3施工测量放样
承台按坐标法测放,测放前仔细复核设计提供的控制点坐标,确认无误后,先测出地面标高,根据地面标高及承台底标高,确定开挖深度。根据地质情况定
5 大体积混凝土施工方案 出承台基坑开挖边线及放坡坡率。然后使用全站仪放样承台四角坐标,报请监理工程师检测审核。
3.4基坑开挖
##连续梁承台开挖时采用钢板桩进行防护,垂直开挖,并采取钢板桩防护(根据水深情况必要时采用混凝土封底)的方案。
3.5凿除桩头、桩基检测
凿除桩头前,先准确测量设计标高,并在设计标高处用红油漆标记。凿除时先对桩头混凝土进行环切,环切深度为5cm,且不得大于7cm。桩顶10cm以上采用空压机结合人工凿除,下部由人工用簪子凿除桩头,将桩头周边及顶部凿毛,直至粗骨料露出1/3。凿除过程中保证不扰动设计桩顶以下的桩身混凝土。严禁用挖掘机或铲车将桩头强行拉断,以免破坏主筋。将伸入承台的桩身钢筋清理整修成设计形状,复测桩顶高程,报检桩部门进行桩基完整性检测。在检测前确保声测管顺直且管内注满清水。
在做好准备工作后应报于监理验收,经监理见证,第三方检测机构对桩身检测合格后,方可浇筑混凝土垫层。
3.6垫层浇筑
基底用C15素混凝土浇筑15cm厚垫层并对基坑进行找平。垫层表面应平整,且其顶面应不高于承台底高程,混凝土垫层边缘要伸出承台边缘至少15cm,便于承台模板的安装。顶面标高误差控制在±20mm以内,以保证钢筋的顺利安装。
垫层浇筑时基坑底部应保证无积水。垫层浇筑完成后,将承台边线精确放样于其上,精度应符合测量规范要求。经监理复核后,方可进入下道工序的施工。
3.7钢筋加工与安装
由于承台钢筋较密,根据实际情况,先进行钢筋绑扎施工,再支立模板 。钢筋净保护层厚度应符合设计及规范要求,绑扎时应保证钢筋位置的准确性。
钢筋绑扎时先绑扎底层钢筋网片,周边钢筋网片,架立钢筋,最后绑扎顶面钢筋网片,绑扎时应注意留有出口以方便作业人员出入,在混凝土浇筑时将出口补全,钢筋焊接必须保证钢筋焊接质量。
绑扎承台钢筋时,必须同时预埋承台及墩柱钢筋,当与承台钢筋位置有冲突时可适当调整承台钢筋间距,必须保证墩柱预埋钢筋位置准确。
钢筋的加工严格按照图纸施工,注意下料长度,钢筋弯钩采用直角形弯钩,
6 大体积混凝土施工方案 其弯曲直径D≥5d,钩端长度L≥3d。钢筋加工过程中钢筋长度不够的需加长时,应注意在同一连接区段内(焊接接头或机械连接接头为35d且不小于500mm,绑扎连接接头为1.3倍搭接长度且不小于500mm)同一钢筋上不得超过一个接头,同时保证焊接长度、焊缝质量,焊渣及时敲除。(具体偏差见表1)钢筋接头所采用的焊接方法及具体焊接要求见下表:
钢筋焊接搭接长度要求 钢筋型号 HPB300 HRB335 HRBF335 HRB400 HRBF400 焊缝形式 单面焊 双面焊 单面焊 双面焊 搭接长度(L) ≥8d ≥4d ≥10d ≥5d 注:d为钢筋直径 钢筋绑扎前按钢筋型号应分开堆放,方便钢筋工绑扎。绑扎时应注意不同的钢筋型号对应不同的绑扎位置,切不可乱绑、错绑。钢筋绑扎时扎丝头应朝下或朝里。钢筋数量、间距必需符合设计图纸要求,严禁偷工减料。钢筋加工与安装允许偏差表:见表1、表2。
钢筋加工允许偏差和检验方法(表1) 序号 1 2 3 名称 受力钢筋全长 弯起钢筋的位置 箍筋内径尺寸 允许偏差(mm) ±10 20 ±3 尺量 检验方法 钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法(表2) 序号 1 名称 受力钢筋排距 基础、板、墙 2 同一排中受力钢筋间距 柱、梁 3 4 5 分布钢筋间距 箍筋间距 弯起点位置(加工偏差20mm包括在内) C≥30mm 6 保护层厚度(C) C<30 ±10mm ±20mm ±10mm 30mm +10mm 0 +5mm 0 允许偏差 ±5mm ±20mm
7 大体积混凝土施工方案 3.8墩身钢筋及承台沉降观测桩的埋设
预埋墩身钢筋时需注意钢筋的型号、规格,采用直钩,埋置深度及间距均需符合设计要求,在浇筑前将预埋墩身钢筋及沉降观测标定位,设置两个观测标,观测标-1设置于底层承台左侧小里程角上,观测标-2设置于底层承台右侧大里程角上。观测桩的规格及具体埋设见下图
沉降观测桩:选择Φ20mm钢筋,顶部磨圆,埋置深度不小于0.1m,高出埋设表面3mm,表面做好防锈处理。完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。
徐州承台观测标-2承台观测标-1郑州
沉降观测标埋设示意图承台观测标设置 沉降观测标埋示意图
3.9综合接地系统的布置
综合接地系统,严格按照综合接地钢筋布置图设置综合接地钢筋并连接到墩身预埋钢筋,并做好标识以备核查。接地钢筋焊接长度双面焊不小于55mm,单面焊不小于100mm,且焊缝厚度不小于4mm,接地钢筋网应保证各点电气连续贯通,综合接地系统在混凝土浇筑前逐一测试准确无误后方可施工。综合接地钢筋布置,见下图。
8 大体积混凝土施工方案
综合接地布置图 附注:
①在每根桩中应有一根通长接地钢筋,桩中的接地钢筋在承台中应环接。图示桩基布置形式仅为示意,工点设计时应按照各桥墩具体的结构形式完成每个桩基的接地设计。
②桥墩中应有两根接地钢筋,一端与承台中的环接钢筋相连,另一端与墩帽处的接地端子相连。墩帽处的接地端子采用桥隧型接地端子,设置在桥墩终点侧立面。
③图示接地钢筋均应优先利用结构物中的非预应力结构钢筋。兼有接地功能(含连接)的结构钢筋和专门接地钢筋直径应不小于16mm。施工时应对接地钢筋作出标识,便于检查。
④所有接地钢筋间的连接均应保证焊接质量,焊接要求详见焊接示意图。
9 大体积混凝土施工方案 接地钢筋焊接示意图 图示为接地钢筋连接示意,施作时应采用L型焊接。
⑤综合接地施做完成后,对钢筋的接地电阻进行检测,电阻值小于1Ω方可进行承台混凝土浇筑。
3.10承台冷却管的埋设
混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点,通过冷却水循环,降低混凝土内部温度,减小内表温差,通过测温点测量,掌握内部各测点温度变化,以便及时调整冷却水的流量,控制温差。
(1)冷却水管埋设
在承台内埋设冷却水管,材质为直径32mm标准铸铁水管, 4m厚承台布设两层冷却水管,不间断通水循环降温。按照冷却水由热中心区流向边区的原则,进水管口设在近混凝土中心处,出水管口设在混凝土边区处。进、出水口均引出混凝土面以上。每层水管的垂直进、出水口互相错开,且出水口有调节流量的水阀和测流量设备。
(2)冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠,以防混凝土浇筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,并做通水试验。
(3)每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层水管内通水。循环冷却水的流量可控制在1.2~1.5m³/h,使进、出水的温差不大于6℃。
(4)循环冷却管排出的水在混凝土浇筑未完之前,应立即排除模板外,不得
10 大体积混凝土施工方案 排至混凝土面上。
(5)冷却水管使用完毕,需压注水泥浆封闭。
为了减小混凝土表面温度裂纹,承台混凝土采用连续斜面薄层推移式浇筑方法浇筑,每层厚度控制在40cm以内,以充分利用混凝土层面散热。
出水口进水口虬龙沟连续梁主墩冷却管布设图进水口II承台边线承台边线冷却管II-II冷却管布设侧面图II出水口进水口出水口1层冷却管上下两层连接水管上下两层连接水管1层冷却管水平层水管水平层水管2层冷却管上下两层连接水管上下两层连接水管3层冷却管承台边线2层冷却管出水口出水口冷却管布设平面图3层冷却管III-I冷却管布设正面图
冷却水管布置示意图 3.10模板施工
承台模板采用拼装钢模板,模板面板采用6mm厚钢板,模板四周均留有连接螺栓孔,以各个方向都能够灵活连接。模板的加固采用钢管背带加对拉拉杆进行加固。
拼装模板可利用小型吊具在基坑内逐块组拼,拼接表面必须平整、支撑牢靠。用全站仪测放承台四角点,墨线弹出模板的边线,支模后再用仪器进行复合校正, 结果必须符合下表所示允许偏差要求。`
模板安装的允许偏差 序号 1 2 3 4 5 项目 轴线位置 基础 允许偏差(mm) 15 5 ±20 +10/-5 2 检验方法 尺量每边不少于两处 2m靠尺和塞尺不少于3处 水准测量 尺量每边不少于3处 尺量 表面平整度 高程 基础 两模板内侧宽度 相邻两板表面高低差
11 大体积混凝土施工方案 3.11混凝土施工 3.11.1混凝土原材料准备
根据《大体积混凝土施工规范》要求,大体积混凝土入模温度宜控制在28℃以下,配制大体积混凝土所用水泥的选择及其质量,应符合下列规定:
(1)所用水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB-175的有关规定,当采用其他品种时,其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定;
(2)应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ/kg,7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。
(3)当混凝土有抗渗指标要求时,所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%; (4)所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于60℃。
(5)骨料的选择,除应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ-52的有关规定外,尚应符合下列规定:
A、细骨料宜采用中砂,其细度模数宜大于2.3,含泥量不大于3%; B、粗骨料宜选用粒径5~31.5mm,并连续级配,含泥量不大于1%; C、应选用非碱活性的粗骨料;
D、当采用非泵送施工时,粗骨料的粒径可适当增大。
(6)粉煤灰和粒化高炉矿渣粉,其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596和《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T-18046的有关规定。
(7)所用外加剂的质量及应用技术,应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB-8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB-50119和有关环境保护的规定。
(8)拌合用水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ-63的有关规定。
3.11.2混凝土施工过程控制
(1)在混凝土制备前,应进行常规配合比试验,并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验。
(2)在确定混凝土配合比时,应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等,提出混凝土制备时粗细骨料和拌和用水及入模温度控制的技术措施。
(3)大体积混凝土的浇筑,根据整体连续浇筑的要求,结合实际结构的尺寸
12 大体积混凝土施工方案 大小及混凝土供应条件等情况,根据规范要求采用整体分层连续浇筑施工(见下图),分层厚度为300mm,以保证浇筑的连续性和施工质量。
整体分层连续浇筑施工
(4)混凝土浇筑顺序:以混凝土溜槽为准,先远后近。
(5)振动棒操作人员应安排有操作经验的人员担任,熟练振动棒的操作方法。严格按照混凝土振捣要领“快插慢拔”施工,每个插入点的振捣时间应由现场确定(表面出现少量砂浆,无气泡逸出为止),一般10秒左右,插入点之间距离控制在50cm左右,不得漏振,振捣时不得用振动棒赶浆,不得振动钢筋和模板。
(6)振动棒的插入深度应至少插入下层混凝土5cm,消除上下层混凝土之间的缝隙。
3.11.3混凝土的抹面
(1)浇筑完成设计标高后的混凝土,应由专门的抹面人员收面找平。用2m刮杠找平,并用木抹子收平混凝土面。
(2)浇筑后的混凝土初凝开始至终凝前,对找平收面的混凝土再次收面抹压,消除由于混凝土干缩造成的细微裂缝,并把面层收成毛光。该工序在必要时应多次进行,保证表面无裂缝出现。
3.12混凝土养护
(1)养护是大体积混凝土施工过程的关键性工作,养护的目的是保持适宜的温度和湿度,控制混凝土内外温差及降温速度,促进混凝土强度的正常发展和防止有害裂缝的产生。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,将温度控制在涉及要求的范围以内。保温是为了保持混凝土表面温度不至过快散失,减小混凝土表面的温度梯度,防止产生表面裂缝,亦可充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛性。使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止产生贯穿裂缝。保温的作用是使尚在混凝土强度发
13 大体积混凝土施工方案 展阶段,潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝,亦可使水泥的水化顺利进行,提高混凝土的极限拉伸强度。对大体积混凝土面,一般在混凝土表面抹平后应立即覆盖一层塑料薄膜,对混凝土进行保湿养护,以防止水分蒸发过快产生干缩缝。根据温度情况可在塑料薄膜上覆盖麻袋片,进行保温养护。温差过小,或降温不利时,可采用用水浸透保温层,增大导热系数的方法,控制温差和降温速度。
大体积混凝土养护时间一般不少于28天,设专人负责养护工作。 3.13拆模
当混凝土强度达到5MPa以后,即可拆除模板。先拆除周边支撑,放松拉杆螺丝,最后拆除模板。拆模时应注意防止损伤边角。
3.14基坑回填
基坑回填必须分层施工,每层回填土厚度压实后不得大于30cm,压实标准可参照路基施工规范要求进行,每层填土均要有密实度检测资料。回填土宜使用透水土,不得使用含有泥草、腐植物的土进行回填。
四、混凝土测温及温度计算
为加强混凝土内外温度的测试保证大体积混凝土的质量,混凝土测温时布设测试点进行24小时连续测温,以便根据温度变化情况及时采取必要的技术措施。
布点方式及顺序:测点的布置以控制底板的中心最高温度,表面最低温度为准。
4.1测温制度
(1)混凝土拌制过程应对使用的砂、石、水泥、粉煤灰、水等要进行温度测量,并做好记录,每班要对出罐温度进行测量,商品混凝土由混凝土搅拌站现场质检员检测混凝土出罐车和入模温度。
(2)浇筑养护过程测温,浇筑后6小时开始24小时连续测温,前三天温升阶段2小时测一次,降温开始后可4小时测一次,14天后改为8小时测一次,每次测温同时测定大气温度并真实填写测温记录表。
4.2温差控制
(1)控制混凝土的入模温度:
在浇筑混凝土时两小时检查混凝土入模温度如发现与原控制温度出现较大的波动时要测量混凝土集料温度,找出造成波动的原因并采取针对性的措施使入模
14 大体积混凝土施工方案 温度在原控制范围(主要措施是调整拌合水的温度)。
(2)监测混凝土内部(中心与表面下50mm处)温差:不能超过20℃ (3)注意混凝土表面(表面以下50㎜处)与大气(混凝土表面外50㎜处)的温差:不能超过20℃
(4)混凝土降温速度不大于1.5℃/d
(5)撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃
要注意防止混凝土表面温度和大气温度之差过大,另外在洒水养护时水温和混凝土表面温度不宜相差过大。
4.3测温和保温
大体积混凝土为防止由于内部温差超过20℃而发生裂缝,必须监测混凝土内部的温度,并及时采取不同的保温措施,控制混凝土内部温差不超过20℃,这是大体积混凝土施工的重要环节,一定要充分准备、认真监测并做好记录。
A、采用温度计监测混凝土内部温度。
B、测温孔的布置:平面点位控制测量,布孔原则为边中、偏中、上中下。每个平面测点埋设上、下二根或上、中、下三根测温线,各测点平面距离约10m。
C、四角点设:上、下两根温度计,其他点设上、中、下三根。 D、上下表面测点距底板顶、底面50mm,中点设在板厚的中间。
E、每点的温度计用塑料管套好,上下口密封严实,预先固定在底板钢筋上,以保护温度计不被破坏。
F、测点的布置:
表面温度测点,测点距上表面50㎜ 中间温度测点,测点距上表面600mm 底面温度测点,测点距下表面50㎜
测温线混凝土表面上予留大于200㎜以上即可。
所有测温孔进行编号以便进行混凝土内部不同深度表面深度的测量。设经过培训,责任心强的专人进行定时测设并记录,作为对混凝土施工质量的控制依据。
在测温过程中,当发现内部温度差超过20℃应及时加强保温,防止混凝土产生温差应力和裂缝。
4.4温度计算
15 大体积混凝土施工方案 (一)混凝土抗裂计算
承台为C40混凝土,采用425号普通水泥,水泥用量280kg/m3,弹性模量E=3.25×104MPa,预计施工时间为12月,根据当地往年气温统计,日平均气温取7 ºC,以下计算各参数来源于《路桥施工计算手册》
混凝土28d水化热绝热温度为: Tτ=(W·Q)(1-e-mt)/ (C·ρ)
=(280×377)×(1-2.718-0.3×28)/(0.96×2400) =45.8ºC
W-每立方米混凝土的水泥用量(kg/m3)
Q-每立方水泥的水化热(kj/kg)可查《路桥计算手册表9-85》 C-混凝土的比热,计算时选0.96kg/kg·K ρ-混凝土的密度,取2400 kg/m3
FA-每立方米混凝土中粉煤灰掺量(kg/m3) τ-混凝土的龄期(d) 混凝土的收缩变形值为:
混凝土收缩的相对变形值可按下式计算: 式中: 3.24×10-4;
M1、M2、„M11 ——考虑各种非标准条件的修正系数
查《路桥施工计算手册》计算得:混凝土收缩变形值为0.943×10-4 混凝土28d收缩当量温差为:
=9.43≈9 ºC
——龄期为t时混凝土收缩引起的相对变形值;
——在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值,取
混凝土28d的弹性模量为:E(56)=3.25×104×(1-2.718-0.09×28)=3.23×104 MPa。 混凝土的最大综合温差为:ΔT=10+2/3(45.8)+9-7=42.5 ºC
混凝土的最大降温收缩应力为:σ=((3.25×104×1×10-5×(-42.5)×0.4×0.3)/(1-0.15)=1.96MPa<2.39 MPa(混凝土抗拉强度设计值)。
K=2.39/1.96=1.22>1.15。K为防裂安全系数,取1.15。
16 大体积混凝土施工方案 综上:满足施工要求。 (二)混凝土拌合计算
若大体积承台混凝土进入冬季施工则需进行必要的冬季施工保温措施及温度计算。(详见冬期施工方案)
(1)原材料保温措施
粗细骨料中含有水分和杂质,寒冷时容易冻涨和结块,特别是砂子最容易冻涨、结块。所以首先,要保证进场的粗细骨料清洁,不得含有冰雪冻结物及易冻裂的矿物质。其次,原材料储料仓和拌合机上料仓搭设防雨、雪的彩钢顶棚,三面使用彩钢围挡,棚内部采用火炉加热,拌合站共有8个储料仓,计划封闭4个,其中有2个储存中粗砂,2个储存碎石。
外加剂为液体材料,搭设彩钢房存放,彩钢房内配置空调,保证室内温度。配料机搭设防雨雪彩钢顶棚,保温。蓄水池顶部封闭后6个10kw热水器加热。
(2)混凝土拌合在配料机下部基坑用帆布封闭严实配以火炉保温。传送带用2m宽棉被包裹遮挡
拌合机蓄水池使用电热水器加温,混凝土采用热水搅拌,承台混凝土采用P.O42.5水泥,拌合水温不得超过80℃。在搅拌混凝土前,先经过热工计算,并经试拌确定水和骨料需要的最高温度,保证混凝土的出机温度不低于10℃,入模温度不应低于5℃。保证混凝土出机温度不宜低于10℃。
(3)混凝土拌合热工计算
承台C40混凝土配比计算,每立方米材料用量为:水泥287kg,砂695kg,石1065kg,粉煤灰123kg,外加剂4.1kg,引气剂0.41kg,水160kg。砂子含水率2%,碎石含水率1%。混凝土拌合物温度,根据组成材料的温度按热平衡原理先行计算混凝土拌合物的理论温度,
TbsStsPgWgtgBPWssPgWg/atswstgwgtcwcbtWWWbPWaWcWsWgbWWbPWssPgWg
Tb—混凝土合成后的温度,℃;
Wc、Ws、Wg—水泥、砂、石的干燥质量,㎏; WW—拌合加水的质量(不包括骨料的含水);
17 大体积混凝土施工方案 tc、ts、tg、tw—水泥砂石水装入搅拌机时的温度,℃; Ps Pg—砂石的含水率;
a—水泥及骨料的比热,kJ/㎏·K;
b、B—水泥的比热及溶解热,℃,当骨料温度>0℃时,b=4.19、B=0;当骨料温度≤0℃时,b=2.09、B=335
冬期施工混凝土在搅拌过程中,由于周围环境温度的影响,出机时的温度常低于理论温度,混凝土的出机温度可按下式计算:
T1T00.16T0Ti
式中T1—混凝土拌合物的出机温度(℃)
T0—混凝土拌合物温度(℃) Ti—搅拌机棚内温度(℃)
(4)混凝土运输
混凝土的运输路线提前考察,统筹安排,保证交通不得堵塞,混凝土的运输时间应尽可能短,并尽量减少中间倒运环节。混凝土搅拌运输车外侧要包裹保温材料进行保温,混凝土罐车出口在运输过程中要遮挡,尽量减少温度损失。混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等性能,符合设计或配合比要求时方可浇筑,并做好相关的检查记录,保证混凝土的入模温度不得低于5℃,同时注意现场必须将所有的准备工作全部准备充分,尽量减少混凝土在施工现场的等待和灌注时间,确保入模温度。
混凝土拌合物经运输到浇注时温度按下式计算:
T2T1t10.032nT1Tn
T2—混凝土拌合物运输到浇注时的温度(℃) T1—混凝土拌合物出机温度
t1—混凝土拌合物自运输到浇注时的时间(取1h) n—混凝土拌合物的运转次数
Tn—混凝土拌合物运输时的环境温度(取-10℃) α—温度损失系数(当用混凝土搅拌车运输时α=0.25)
考虑模板和钢筋的吸热影响,混凝土浇注成形完成时的温度按下式计算:
18 大体积混凝土施工方案 ccmcT2cfmfTfcsmsTsT3ccmccfmfcsms
124007.450.4815010124000.481506.94
式中:T3—考虑模板和钢筋吸热影响,混凝土成形完成时的温度(℃); cc、cf、cs—分别为混凝土的比热容(1.0kJ/kg·K);模板、钢筋的比热容(0.48kJ/kg·K);
mc—每m3混凝土的重量(2400kg);
mf、ms—分别为每1m3混凝土相接触的模板、钢筋的重量(kg);取150kg Tf、Ts—分别为模板、钢筋的温度,未预热时可采用当时的环境温度(-10℃) 混凝土拌合物的温度计算:
拌合用水对大于等于P.O42.5号水泥加热最高温度为60℃,料仓采用风炮、火炉等措施进行保温加热,可保证料仓温度不低于5℃,砂子与碎石温度取0.1℃,水泥、粉煤灰、矿粉等材料温度按3℃考虑。环境温度取-10℃,棚内温度取5℃。
用表格法列出混凝土合成温度:
热当量重量W/(Kg) 材料名称 比热C/(Kj/Kg.K) Wc/(KJ/℃) Ti/(℃) 温度热量TiWc/KJ( (1) 水泥 粉煤灰 砂子 碎石 砂中含水量2% 石中含水量1% 外加剂 拌合水 合计 287 123 695 1065 13.9 10.65 4.1 160 2359 (2) 0.92 0.92 0.92 0.92 4.2 4.2 4.2 4.2 / (3)=(1)×(2) 264 113.2 639.4 979.8 58.4 44.73 17.22 672 2788.75 (4) 3 3 0.1 0.1 0.1 0.1 3 A / 5)=(3)×(4) 792 339.6 63.9 98 5.84 4.47 51.66 672A 1355.5+672A 19 大体积混凝土施工方案 混凝土拌和温度为(1355.5+672A)/2788.75 备注 拌和水热量B=672A T0-0.16×(T0-5)-(0.25×1+0.032×1) ×(T0-0.16×(T0-5)-(-10)) ≥5 按上式推出T0≥12℃,A≥58.78℃,
当拌合水温取最大值80摄氏度时,骨料最低温度为
C根据上述计算方法
求得:C≥-6.1℃,若骨料温度低于-6.1℃则需要升温骨料和拌合水加热的方法保证混凝土施工要求。
根据上述温度控制热工计算,计算得冬期气温与水需加热的温度对应关系大致如下:
环境气温(℃) 水需加热的温度(℃) 环境气温(℃) 水需加热的温度(℃)
五、大体积混凝土施工的主要问题
(1)泌水现象:由于混凝土分层分段浇筑,使混凝土上下浇筑层施工间隔时间较长,各分层之间产生泌水层,导致混凝土层间粘结力降低。
(2)干燥收缩裂缝:混凝土硬化后,内部的游离水会由表及里逐渐蒸发,导致混凝土相应地产生干燥收缩。在约束条件下,收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
(3)温度裂缝:水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出502J的热量,如果以水泥用量270—300kg/m3来计算,每方混凝土将放出135540—150600kJ的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上还会升高。如没有降温措施或浇筑温度过高,混凝土内部的温度还会更高。混凝土内部的最高温度大约
2 310 5-9 5-8 5-7 5-6 4-5 4-4 4-3 4-8.78 6.39 4 -1 3-0 31.62 9.23 6.84 4.45 2.07 1 32 33 24 25 29.68 7.29 4.9 2.52 0.13 7.74 5.35 2.96 20 大体积混凝土施工方案 发生在浇筑后的3—5d,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度高,表面温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力,当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时,就会产生裂缝。
(4)施工冷缝:因大体积混凝土的混凝土浇筑量大,在分层浇筑中,前后分层浇筑的间隔时期没有控制在混凝土的初凝之前,遇到了停电、停水及其它恶劣气候条件等因素的影响,致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。
六、混凝土裂缝的预防措施
1、对预拌混凝土提出混凝土配合比的材料质量要求,明确使用低水化热的PO42.5级普通硅酸盐水泥,石子采用线膨胀系数较小的石灰岩质碎石,粒径控制在5-30㎜之间,含泥量小于1%。细骨料采用含泥量较低的中粗砂,细度模数为2.5-3.2,含泥量小于2%。
2、掺加Ⅰ级磨细粉煤灰,掺加引气剂及聚羧酸系高效减水剂。 3、分区域分层连续浇筑,不留竖向施工缝。
4、加强混凝土的振捣,终凝前用木抹子搓二遍铁抹子一遍进行抹面,提高混凝土的密实度,减小收缩变形。
5、对混凝土浇筑完成后设专人用塑料布覆盖浇水养护。
6、混凝土浇筑时间应尽量避开当日的高温时间,对混凝土的输料管采取覆盖浇水的降温方法。
7、严格控制水灰比和坍落度。在施工现场对每车混凝土进行坍落度的实测。凡超过要求坍落度值的±20mm的不允许卸料。
8、加强现浇混凝土板的早期养护,混凝土终凝后12h内即开绐派专人适量浇水覆盖养护,养护期为28d。
七、质量保证措施
1、施工前制定严密的施工措施和各项操作细则,进行周密部署和组织,加强技术交底的执行检查和监督。
2、认真做好施工日志,对原材料,混凝土浇捣情况,人员组织、部位、气象条件作好记录,以便作为分析问题的依据。
3、外加剂的掺加种类及掺量根据实际由试验室试配确定,施工中定时分别在搅拌站和泵送前测定混凝土坍落度,根据实测情况做适当调整。
21 大体积混凝土施工方案 4、加强混凝土泵送指挥系统,专人负责泵送过程的指挥和联络。 5、现场对振捣手进行应知应会考核,合格的振捣手方可上岗振捣,对振捣手定岗定责,奖惩分明。
6、加强混凝土养护,特别是早期养护,保持混凝土初凝湿润状态。 八、混凝土质量标准
1、混凝土表面平整,洁净,颜色均匀一致,无明显气泡。 2、混凝土无蜂窝,麻面,露筋,夹渣,粉化现象。 3、混凝土面无凹凸不平,缺棱掉角质量问题。
4、棱角方正,通顺一致,阴阳角垂直度方正允许偏差为2mm,立面垂直度允许偏差3mm。
九、安全保证措施
1、桥涵架子队每工班设置专职安全员一名,负责混凝土浇筑时的安全管理工作。
2、施工时对工人进行安全技术交底,教育工人自觉做好混凝土浇筑过程中的安全防护,牢固树立\"安全第一、预防为主\"的思想,文明施工。
3、所有施工人员及操作人员必须佩带安全帽。
4、现场施工用电及照明设施有专业电工负责管理。工人不得擅自违章操作。 5、架子搭设必须牢固,满足施工需要。架子使用前须经安全员及班组负责人检查验收后方可使用。
6、所有作业者必须提高安全防护意识,振动棒手必须佩戴绝缘手套及胶鞋。
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