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大体积混凝土主墩承台一次性浇筑施工工艺

  • 投稿二哥
  • 更新时间2015-09-16
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董丁芳 DONG Ding-fang;陈江芝 CHEN Jiang-zhi

(中铁六局集团北京铁路建设有限公司,北京 100036)

(The Sixth Engineering BURE CREC Beijing Railway Construction Co.,Ltd.,Beijing 100036,China)

摘要: 大体积整体浇筑混凝土工艺,可明显缩短工期。工艺控制重点是通过混凝土配合比设计、外加剂的选择、冷却管布设、温差控制和混凝土浇筑养护等方面,消除混凝土温差应力、收缩等原因形成的裂缝,使得混凝土结构整体性好,安全可靠。

Abstract: The integral casting technology of the mass concrete can reduce the work-period. The most important control point of the technology is to eliminate cracks form the temperature stress and shrinkage of the concrete by the design of concrete mix proportion, the selection of admixtures, the arrangement design of the cooling pipes, temperature control and the casting maintenance of concrete to make concrete structure integral, safe and reliable.

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关键词 : 大体积混凝土;冷却管布设;测温元件预埋;混凝土浇筑养护

Key words: mass concrete;arrangement design of the cooling pipe;embedding of the temperature measurer;casting maintenance of the concrete

中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0129-02

作者简介:董丁芳(1981-),女,山西太原人,公司安全质量部,工程师,研究方向为安全质量。

0 引言

随着国家铁路建设的发展,大体积混凝土在各类桥梁工程的应用日益广泛,施工过程中,如果混凝土配合比设计、外加剂的选择、冷却管布设、温差控制和混凝土浇筑养护等方面处理不当,会由于温差应力、收缩等原因引起裂缝缺陷,影响桥梁使用功能和安全。

本文通过工程实践,结合京包高速3A工程主墩承台大体积混凝土浇筑,总结形成主墩承台大体积混凝土一次性浇筑施工工艺,取得了良好的社会效益和经济效益。

1 工艺流程

大体积混凝土一次性浇筑施工工艺主要包括以下几个方面:混凝土配合比设计→基坑施工、承台放样→钢筋绑扎、冷却水管布设→测温元件预埋→模板支护→混凝土浇筑→混凝土养护→混凝土温度控制。

1.1 混凝土配合比设计

①水泥的选用。

在满足混凝土设计强度的前提下,要求试验室优化配合比,减少水泥用量,水泥及胶凝材料用量控制在350kg/m3以内;确保水化热绝热温升不超过规定的温控标准,应选用水化热较低、后期强度高、质量稳定的水泥,水泥3d的水化热不宜大于240KJ/kg,7d的水化热不宜大于270KJ/kg。大体积混凝土施工所用水泥入机温度不宜大于60℃。

②骨料的选用。

骨料的选择要符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的有关规定,且应符合下列规定:

细骨料:宜采用级配良好的中粗砂,根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4~2.8之间,含泥量不应大于3%;

粗骨料:选用粒径5~31.5mm,并应连续级配,含泥量不应大于1%,使混凝土具有较好的可泵性。应选用非碱活性粗骨料。

③外加剂的选择。

外加剂的品种、掺量应根据工程所用胶凝材料经试验确定,粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%,矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%;采用缓解水化热效果好的外加剂,降低混凝土的水化热温升。

1.2 基坑施工、承台放样

①基坑施工。

主承台基坑一般较深,安全风险较大,基坑围护结构需做好专项设计和施工方案,开挖时采用挖掘机配合人工清底施工。

②承台放样。

承台开挖完成后,施做混凝土垫层,在垫层上根据标段的坐标控制点放出承台的结构线。

1.3 钢筋绑扎、冷却水管布设

①钢筋绑扎。

钢筋绑扎前认真核对设计图纸,尤其注意预埋件位置,同时综合考虑冷却水管和温度检测元件位置,避免返工。

②冷却水管布设及要求。冷却水管按图纸要求进行安装布置,为保证冷却效果,其进出水都引入承台顶,具体布置如图1。

混凝土内部温度场布设冷却水管,以控制混凝土内外温差在±25℃内。冷却水管采用导热性能好的无缝钢管(内径Ф48mm,厚为2mm),冷却水管与承台内钢筋相碰时,位置可做适当调整,一般横向间距1.5~3m,竖向间距1.2~3m,距离承台边缘均为0.5m,冷却管的连接采用铁皮套筒连接,套筒连接长度不小于20cm,接头处采用点焊加固,再用塑料胶布缠裹,保证连接处不漏水。水管安装应保证质量,混凝土浇筑前对所有冷却管作密实性试验,保证管道密封良好,防止管道漏水或阻塞。

通水冷却从水管被混凝土覆盖后开始,覆盖一层混凝土通水冷却一层,至14天结束,具体结束时间视混凝土温升、温降情况而定。

应确保通水期间的水源和流量,中途不得发生停水事故。可采用水池进行集中供水,每根冷却水管配备一台水泵对流量进行控制。

1.4 测温元件预埋

为有效对承台混凝土温度进行监控,应预埋测温元件对混凝土内部和表面温度进行监控。测试元件安装前,必须在水深1m处经过浸泡24h不损坏。测试元件在结构平面图位置的边缘布置,不少于4处;在芯部分别布置不少于4处;测试元件的引线要集中布置,并应加以保护。每个断面温度传感器呈环形布置。测试元件浇注过程不得损坏。

1.5 模板支护

承台底部充分利用护壁混凝土进行承台四周支护,进行就地浇筑混凝土;顶部坡脚变坡面采用反压拼装模板,模板采用木模进行组装,面板采用10mm厚竹胶板,后设背板及竖肋,竖肋间设有对拉拉杆孔,对模板进行竖向加固,保证模板有足够的平整度。具体如图2。

1.6 混凝土浇筑

①混凝土浇筑。

混凝土浇筑前,应尽量选择气温较低、无雨天气施工,尽量避开高温、大风天气。采用水平分层浇筑,每层厚度不宜过大,一般应控制在0.3~0.5m左右。在浇筑下半部范围内混凝土时,采用泵车和溜槽同时浇筑,浇筑上部分范围内混凝土时,采用五台泵车进行浇筑。具体布置如图3。

②混凝土振捣。

现场安排足够的振捣人员采用Ф70插入式振捣器,并划定每个人的振捣区域,严格按规范振捣,保证混凝土浇筑质量,对钢筋较密位置采用Ф50或Ф30振捣棒进行振捣,确保每个部位振捣密实。

1.7 混凝土养护

在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护。承台外露面浇筑完成后,立即采用保温材料覆盖,保温材料为一层塑料布+两层无纺布+一层棉帆布+一层塑料布。露出基坑的混凝土浇筑完成24h后进行拆模,并进行保温。

1.8 混凝土温度控制

混凝土的里表温差不宜大于25℃,当实测混凝土内外温差≥25℃,应加快冷却水管的流量,加快内部散热,直到将内外温差控制在标准范围内。

设专人负责温度测量,根据温度数据分析混凝土内部温度变化情况,及时控制冷却管进出水温度。

2 工程实例

京包高速3A工程上地斜拉桥工程,主墩承台为变厚度八边形承台,混凝土浇筑方量约为12000m3,属于大体积混凝土。主塔承台顺桥向中部22.52m,厚度为8m,顺桥向两侧11.537m,部分厚度由8m变为4m,平面为45.6m×40.3m的切角矩形,切角边长为11.537m;主承台钢筋采用HRB335、HRB400钢筋进行绑扎。

承台内共布设八层冷却水管,分别位于承台顶下0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m、6.5m、7.5m八个断面。为更好地将混凝土温度进行降温,减少混凝土与外界气温的温差值,在距承台顶面1.0m位置增加一层冷却水管。

测试元件的引线要集中布置,在承台顶下50mm、1.0m、2.0m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、7.0m八个断面,每个断面温度传感器呈环形布置,共计112点。

浇筑时现场布置5台48m泵车,在浇筑下部4m混凝土时,采用泵车和溜槽同时浇筑,现场设置21个溜槽,共计24h完成下部4m范围内混凝土,方量约8000m3;浇筑上部4m混凝土时,5台泵车浇筑35h完成,共计方量4000m3。

该工程主墩承台混凝土浇筑施工采用一次性整体浇筑施工,历时59h,提高了功效,工序环节交叉少,可连续均衡施工,避免了窝工,缩短了工期,创造了良好的经济效益。且由于能够很好地进行混凝土温度控制,大大减少了混凝土温度裂缝的产生,结构整体性好、安全可靠,工程经验可为类似工程提供参考

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参考文献

[1]GB 50496-2009,大体积混凝土施工规范及条文说明.

[2]JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[3]QB-CNCEC JO10505-2004,大体积混凝土施工工艺标准[S].

[4]陈辉.大体积混凝土温度应力及温度控制,2006.

[5]大体积混凝土配合比设计、施工与温度控制全套技术[M].2007,6.