京杭运河钢板桩围堰项目设计方案

1 京杭运河钢板桩围堰项目设计方案 一、编制依据及原则 1、编制依据 、 205 国道淮安 (西 )绕城段工程（全长 里）施工图设计（第三册 第三分册）（二零一零年十一月）及相关图纸。 、交通运输部颁发的 公路桥涵施工技术规范（ 公路工程质量检验评定标准（ 80/1部颁公路工程集料试验规程（ 、 部颁建筑施工高处作业安全技术规范 、 部颁施工现场临时用电安全技术规范 、 江苏省交通建设工程安全生产、文明施工管理规定 、对项目的现场踏勘后结合现有施工技术水平、施工管理水平、机械设备以及对本项目的理解。 、我公司安全、文明施工，环境保护、职业健康等相关文件及我公司现有施工能力、管理水平和在公路桥梁施工积累的施工经验。 2、编制原则 质量至上，安全第一。精心组织施工，科学规划，合理安排，坚持技术先进、方案 优化、高效务实、节约资源、重信誉守合同、创新、和谐共建的原则，组织、规划、落实各项管理制度，树品牌形象、建优质工程。 顺应低炭经济发展要求，加强沟通与协作，综合运用人力、机械、设备、材 2 料、资金、信息技术，实现质量与成本、安全与工期、社会效益的最佳结合。 对劳动用工、进度、机械设备使用采用动态控制与管理，进行预测和规划，制定计划，科学合理配置，提高功效、降低成本。 按质量管理体系程序文件和合作协议要求，对安全、质量、工期目标进行严格控制，确保目标如期完成。 重视环境保护与建设。施工期间加强环境保护，对施工废水 、废渣、废液进行集中、专业处理，减噪减排，达到国家环保要求后进行排放，确保零污染。同时，进行环保宣传和推广，加强管理，尊重民风民俗，加强沟通与协调，加强施工环境的美化，开展文体活动，促进职工身心健康，构建“和谐”施工环境，创建“文明施工现场”。 二、工程概况 京杭运河特大桥跨京杭运河时采用 100+175+100m 部分预应力矮塔斜拉桥结构，采用塔梁固结、塔墩分离体系。 24#、 25#主墩位于京杭运河驳岸边，两河船流量较大，常水位 高通航水位 前水位 前 24#、 25#主墩处 已采用土袋围堰进行填筑，基本满足桩基施工需要。由于 24#、 25#主墩承台底高程为 个承台结构尺寸为 4m，其下布设 4排 5列共 20根 三 、水文地质情况 河岸驳岸顶面高程 堤高程 水流速较缓慢 ，河岸旁10m 变化。 其 质钻孔资料显示： 上向下依次为素填土（ 亚砂土（ 粘土（ 上向下依次为素填土（ 粘土（ 亚砂土（ 粘土（ 经比较，选择 地质资料为最不利情况进行相关参数确定、计算。 3 高程 填土层厚 4.9 m，灰黄色， 1.9 下以亚砂土为主，底部为亚粘土； 高程 土层厚 4.3 m，灰黄色，上部灰色，含少量铁锰质结核； 高程 砂土层厚 2.1 m，灰黄色，含云母，偶夹少量亚粘土薄层； 高程 土层厚 41.5 m，灰黄色，含少量铁锰质结核和钙质结核，局部见斜向节理。 四、 24#、 25#主墩承台钢板桩围堰设计计算 平面位置布置图如下： 4 1、计算参数确定 （ 1）、地面荷载 由于 施工作业人员、机械、设备等作用，地面荷载按 q=10（ 2）、围堰尺寸 拟定 5 拟定围堰尺寸为 板桩 采用 拉森型，材质为 型宽 40桩采用整桩与半桩在轴线上垂直焊接形成 ，因此长边由 51根整桩和两根角桩组成，短边由 41根整桩和两根角桩组成，每个承台共计 4根角桩、 184根整桩 。 考虑 计强度保证系数、折减系数取 =W=2270 =177板桩长度暂定 15m。 钢板桩设计顶高程为 10.2 m 设计桩底高程为 m，设计采用两层围囹进行基坑内支护 ，围囹形式和支撑尺寸计算与后。 （ 3）、土层力学特性 根据土工试验成果汇总表选取如下 计算参数 编号 层厚（ m） 层底标高（ m） 密度（ KN/ 干密度（ KN/ 内磨擦角（） 内聚力（ 9 5 8 0 饱和土密度： r 平均 =（ 0 （ =摩擦角：平均 =（ （ =聚力 ： C 平均 = （ 19 5 8 0 （ =60动土压力系数： Ka=452） =动土压力系数： Kp=45+ /2） =面荷载按 q=100 6 2、钢板桩围堰结构计算 由于先前已进行了 土 袋围堰施工，不考虑浪潮、 壅水等影响，钢板桩采用“ 分段 ”计算方法 ，上段为悬 臂 梁，下段为一端锚固一端自由支撑体系 分别进行计算 。 （ 1）、立面尺寸由顶面安全距 离、每层土层厚度、基坑开挖深度、钢板桩入土深度组成。 第一层围囹设计在常水位以下 50钢板桩顶面距离为 计高程 用双拼 卧放置 ；第二层围囹设计在承台顶 40钢板桩顶层围囹距离为 计高程 便施工和发挥土层的搞力，节省围囹材料，方便围囹回收 ， 围囹拟 采用双拼 40a 工字钢 ，平卧放置 ；开挖至 工整平，封 60 凝土至承台底标高 。同时，为降低钢板桩受力，在钢板桩外挖除河堤土方至标高 ，形成工作平台，降低 主 动土压力 。 （ 2）、钢板桩计算 由于钢板桩打入后进行分次开挖，围堰内采用两点支撑，混凝土封底后为三点支撑，为此，计算时进行受力简化，假定从第二道支撑分开，其上为单跨悬臂梁，其下为单锚浅埋式支撑， 取单位宽度 分 工况 计算受力如下 1)、 第一种工况 挖土至 装好第一层围堰， 继续挖土至第二层围囹 程处，取 a 按悬臂梁 进行计算 。 在 取单位宽度， 钢板桩受力计算（计算简图如下） 如下 7 主动土压力 : 地面施工荷载转换为主动土压力： b=d=用于钢板桩上的力有第一道围囹的支反力 、被动土压力，由 有： 2 m 2 m 取 整理有 : N 整理有 : N 8 偏于安全， ac 段 钢板桩 按 简支 梁在梯形荷载作用下计算 （简图如上） ，不考虑臂悬影响，近似计算 最大弯矩 = =177 满足要求 2）、 第二工况 继续挖土于 程，然后安装好第三层围囹，取 d 由于粘土，按 简支梁 简化， =9 取锚固点 整理 得 ： 整理 得 ： 板桩最大弯矩 =13 =177 满足要求 3）、第三工况 继续挖土至 程处， 取 h板桩 按单锚浅埋式进行 计算 。 取锚固点 整理得 t= 得 于被动土压力的实际作用位置位于 算钢板桩入土深度时适当增加 10%，以确保安全；钢板桩的最后入土深度为 m。 10 最终钢板桩长度为 15m 长度满足要求 （ 3） 、 围囹及内支撑计算 1） 、 第一道 围囹计算 按简支梁计算弯矩，按连续梁计算剪力、支反力。 第一道围囹采 用 40W=1086最大边跨 最大弯矩 = =145 足要求 弯矩、剪力计算图如下 弯矩图 剪力图 2） 、 第二道围囹计算 按简支梁计算弯矩，按连续梁计算剪力、支反力。 第二道围囹采用 40W=1086最大边跨 11 最大弯矩 = =145 足要求 弯矩、剪力计 算图如下 弯矩图 3）、 第 三 道围囹计算 按简支梁计算弯矩，按连续梁计算剪力、支反力。 第 三 道围囹采用 40W=1086最大边跨 最大弯矩 = =145 12 弯矩图 剪力图 满足要求 4）、第一道围囹 斜向支撑计算 根据尺寸，取最长边进行计算，以确保安全 13 由上图知： =380 由第一道围囹剪力图知： R=有斜向第一道支撑轴力为： N=147.8/度 L=向第二道支撑轴力为： N=122/度 L=撑采用 i=q=m、 171460=105A=两端铰支承压杆进行计算 i= 整理有 : 14 1=522/3 2=1045/6 均小于 =100 满足要求 x 轴进行正放 ,确 保承受弯矩和轴力最大。 1= =145 2= =145 过计算，满足要求。 5）、 第二道围囹斜向支撑计算 由 第二道围囹 剪力图知： R=有斜向第一道支撑轴力为： N=度 L=向第二道支撑轴力为： N=度 L=撑采用双拼 字钢 , i=q=m、 1714y=660E=105A= 按两端铰支承压杆进行计算 i= 整理有 : 1=522/3 2=1045/6 均小于 =100 满足要求 双拼 确保承受弯矩和轴力最大。 1= =145 2= =145 过计算，满足要求。 6）、 第 三 道围囹斜向支撑计算 由第 三 道围囹剪力图知： R=15 则有斜向第一道 支撑轴力为： N=17.7/度 L=向第二道支撑轴力为： N=14.6/度 L=撑采用 i=q=m、 171460=105A= 按两端铰支承压杆进行计算 i= 整理有 : 1=522/3 2=1045/6 均小于 =100 满足要求 x 轴进行正放 ,确保承受弯矩和轴力最大。 1= =145 2= =145 过计算，满足要求。 3、 钢板桩围囹整体稳定性 由于桩临河侧与河堤侧土高程不一致，导致内外压力不均衡， 假定钢板桩全 16 部力， 河堤侧土压力经内支撑传递给河内钢板桩上， 不考虑短边钢板桩抗剪对其抵抗的影响， 整体向河内倾斜， 可能整体失稳。 因此，对两侧压力差进行计算 ，受力简图如下 河堤钢板桩受力： （ 18） /2 内钢板桩受力： 1/2 （ 00 ） /2 力满足要求 4、 抗管涌安全验算 根据地质报告，承台处土质为粘土，无透水性，但为了安全，故验算抗管涌系数。 17 土浮重度 =K=h=工时，常水位为 虑船行过后涌浪高 20算水位取 0KN/公式 Rw/r） 1/2 t=（ （ 2 =t= 不会发生管涌现象 5、 基坑底部隆起验算 采用干封法进行封底，粘土层的力学指标如下 土的饱和重度 r=20KN/土的内粘聚力 C=90土层均布荷载q=20KN/公式 K=2 C/(q+ K=2 90/20+20 (=五 、 封底混凝土厚度计算 1、 计算参数 18 混凝土： 压设计强度 ，抗拉强度标准值 荷载： 封底混凝土厚度为 封底混凝土所受的荷载有：承台浇筑厚度 底混凝土自重及其底部的反力，其中，在浇筑承台前，封底混凝土自重及其底部的基底反力已经相互平衡。因此计算中所取荷载为：承台混凝土荷载（高度 。混凝土容重按 26KN/封底混凝土所受的压力为 P=264=104台处封底混凝土计算： 封底混凝土厚度为 四边固结的双向板进行计算 封底混凝土计算宽度取 32 104 计算图示如下： 2004KN/04KN/m 19 8.0曲系数 6 7161 0 40 6 6 2m a 6 7 3m a xm a x 承台钢筋混凝土对基底的压力，不考虑桩基对新浇混凝土的承载力，假定封底混凝土整体（ 20m 力，承台底土力学推荐承载力为 420 限摩擦阻力 75 计算，承台正投影下压应力为： 4 26=104420 满足要求 因此，封底混凝土 满足要求 。 通过以上计算，钢板桩、围囹、内支撑等满足施工安全要求。 六 、钢板桩围堰施工 1、 钢板桩围堰施工工艺流程： 施工准备地面开挖安装导向架插打钢板桩第一次基坑开挖安装第 一层围囹、内支撑第二次开挖基坑安装第二层围囹、内支撑开挖基坑至封底高程封底混凝土承台、墩身施工隐蔽工程报验回填土体倒装拆除围囹及内支撑拆除钢板桩场地整理。 2、施工组织 现场由项目副经理华磊主要负责，主要人员配置如下： 现场指挥 技术员 质检员 安全员 起重工 电焊工 杂工 钢筋工 木工 混凝土工 1名 2名 2名 2名 5名 6名 10名 10名 10名 6名 主要设备： 25吨吊车 1辆， 60型振拔锤 1 台，电焊机 4台，挖掘机 1 台 （ 320型长臂） 、 小松 挖掘机 1台、 水泵（ 302台 ，吊料斗 1个 、 汽车泵 1辆 ， 20 混凝土拌和机 2台、混凝土运输车 6辆，装载机 1台 ，自卸车 6辆（ 15。 主要材料（ 1 个承台）： 184 根 15m 长拉森 4 根角桩， 40a 工字钢 620m。 3、钢板桩沉桩的施工顺序为： （ 1）先打导桩，在导桩上焊支撑架，导桩采用 （ 2）在支撑上安放导梁、导梁采用钢板桩。 （ 3）采用全站仪精确定位角点做坐标。 （ 4）先插打上游侧的板桩，再插打南北两侧的板桩。 （ 5）在下游侧合拢板桩。 4、钢板桩施工中的注意事项： （ 1）防 渗：板桩在插打前必须涂以黄油或热的混合油膏 这样能够增加板桩的防渗性能，并且减少插打时的摩阻力。 （ 2）插打第一根钢板桩时，必须保持垂直不偏插打几块以后，板板与导梁相连接。 （ 3）在合拢段，应有部分板桩先插合拢后再打，这样会减少合拢误差。 （ 4）钢板桩到施工现场后，对其进行检查、清理、打油。检查锁口是否直顺、防止扭曲和“死弯”影响插打质量。 5、具体施工如下 （ 1）、钢板桩插打 钢板桩 插打 ，采用 拔锤打设。该锤与钢板桩采用刚性联接。先逐根插打至稳定深度，然后依次施打至设计深度。具体措施如下： 、为 避免钢板桩倾斜，钢板桩沉设采用定位架导向（见下图），定位架用另外打设的钢板桩焊接定位。沉设过程中 ,先施工角桩。首根角桩施工时，精确测设出桩底坐标，精确定位桩底，桩顶四角采用卷扬机带缆绳定位，用全站仪和 21 经纬仪按 90夹角进行垂直度观测和监控，保证角度和垂直度。其他 板 桩，利用经纬仪和卷扬机带缆绳控制锁口钢板桩的轴向偏差。 部分位置钢板桩插打困难时，采取打引桩孔进行导引后，再进行正式钢板桩的打，减少钢板打入时的阻力，确保钢板桩打入深度。 定位导向架打设钢板桩示意图 、施工时， 在导向框上分别标出每根桩锁口的中心位置，以控制锁口缝隙 和钢板桩位置 。 22 、先 施工 围堰临水侧 上游 钢板桩，然后施工 运河中一侧 的钢板桩 和下游钢板桩 。最后 施工 大堤侧钢板桩。围堰合拢段设置在下游 中间 ，先插打合拢，然后逐根渐次打 至设计深度。 、插打过程中，经常检查板桩垂直、平面位置，防止导向架被挤移位，影响全龙后围堰尺寸。 （ 2）、围囹施工挖土 首先采用挖机挖除围堰内泥土。泥土挖除时从中间向四周进行，分次开挖 ；为方便后续施工，第一次开挖结束形状如下： 23 在第一道围囹及内支撑安装完成后，继续开挖至 装第二道围囹及内支撑。第二道围囹及内支撑安装完成后，继续开挖至高程 安装第三道围囹及内支撑，完成后 继续开挖至高程 检查基底承载力情况， 满足要求后， 进行混凝土干封底。围囹安装后，尽量采用 长臂挖土和小松小型挖机（在围堰内 开挖，并转土至围堰中，以方便围堰外挖机清理出坑外并装车外运 ，挖机布置位置见下图 ） 进行机械开挖，人工配合，对边、角等处进行清理 ，装料斗吊出坑外 。 24 挖至 查坑底是否有暗沟等，有及时进行填实、封堵，防 止渗水严重出现管涌等。 人工 清理干净 钻孔 桩基周围和钢板桩上泥土， 人工整平坑底，并 沿四周 开挖引流沟 、设立集水坑、排水沟，并用扬程 30 挖除土至桩顶钢筋顶面高程时，进行专人指导，防止严重扭曲桩基顶面钢筋。 （ 3）、安装围囹及内支撑 安装时，注意双拼工字钢的放置方向，确保其抵抗弯矩和轴力最大， 工字钢焊缝长度、厚度等质量要确保，对边角处用 1钢板进行缀板加固。 先焊接牛腿，然后安装圈梁，接着焊接撑杆。顺桥向撑杆为整根，撗桥向撑杆、角撑和加劲撑采用短杆与顺桥向撑杆相连，连接处采用环焊，焊接要牢靠 （ 焊缝厚度6接处缝口满焊。 ） 。撑杆与圈梁相接处，采用环焊，焊接要牢靠。 围囹与钢板桩之间，用方木（硬杂木）支撑稳固，确保钢板桩受力均匀传至围囹和内支撑；同时，在部分钢板桩上焊上牛腿，防止钢板桩上下滑动。围囹安装时，水平面高差不得大于 2确保轴心受压、受弯。 25 在双拼工字钢端部、交叉处增加 1部 加强，防止局部应力集中。 钢板、工字钢拼结处，焊缝满焊，厚度为 在围堰四周增加钢管围护栏并加挂密目安全网、设立安全警示标牌，确保人员施工安全；钢板桩围囹内，用 10#槽钢 、钢管、 5保人员安全上、下。 （ 4）、封底砼浇筑 封底砼采用开挖后浇筑 底混凝土厚度均 26 为 底砼顶标高 保证封底混凝土质量，封底混凝土底铺 10免混凝土夹泥。对于封底混凝土与钻孔灌注桩相接桩周，清理干净桩身泥土，确保混凝土与桩身的可靠连接，防止泥水混合物沿桩身上冒 ；混凝土顶面尽量收平，确保承台混凝土质量 。 为保证堰内排水及时，在 四角 设置集水井 ，并沿四周设置排水沟 。在围堰周边，设置排水沟， 防止外侧水注入围堰内 。集 水井内安放潜水泵抽水至堰外，以降低基底水压力和减少堰内积水。 （ 5）、围堰信息化监控 除土过程中，必须加强对钢板桩和内支撑的变形观测，发现异常现象及时停止开挖，并采取加固措施；在下部土层开挖过程中，要注意观测底层土的状况，如出现管涌现象，应立即停止开挖，并向围堰内注水，采用水下除土，水下封底。 （ 6）、桩顶混凝土凿除时，采用空压机配合风镐进行人工凿除，严禁用凿岩机破除桩头混凝土。确保桩顶混凝土平整、完整性，防止人为扭曲桩顶钢筋。检测管用手持砂轮切割机高出混凝土顶面 30除，并进行防护 （盖上防护盖或插上木 塞） ，防止杂物落入管内影响检测。 七 、 承台施工 （一）、承台钢筋及冷却水管施工 1、首先将桩基钢筋按设计图纸要求弯成嗽叭型，再按照设计图纸及施工技术规范要求进行绑扎钢筋。钢筋根据设计图纸在钢筋加工厂先下料并焊接成型，钢筋焊接采用电弧搭接焊进行连接，运输到现场进行绑扎，桩基钢筋与承台底层钢筋交叉发生矛盾时，根据图纸说明适当调整桩基或承台钢筋，保证承台钢筋顺直。承台钢筋保护层采用 高标号砂浆 混凝土垫块，垫块采用试模制作。 对于伸入承台的墩身钢筋 ,在承台模板支护稳固后 ,由测量在承台顶面放出墩身尺寸位置 ,然后根据尺寸位 置 ,焊好墩身第一根箍筋 ,标示出每根墩身主筋预埋位置 ,准确吊放钢筋 ,进行墩身主筋预埋 ,并按设计尺寸 ,绑扎好承台顶 1.0 27 2、根据施工图要求在承台内设置冷却水管，冷却水管共布设 3 层， 第一层冷却水管 横桥向放置，第二层 冷却水管 顺桥向布置，第三层 冷却水管 横桥向放置，每层 冷却水管 在靠近承台边 .0 相邻 冷却水管 相接，形成 单向 通路；相邻 冷却水管 顺桥向间距为 下层间距为 1.0 m，冷却水管采用公称直径 32与管之间 的连接采用与之配套的接头。冷却水管用限位筋固定在承台钢筋上，所有冷却管入水口、出水口均设在 承台顶部靠近 边部 进水口和出水口用50料管引到工作平台上。冷却水管安装完成后进行试通水，以检查接头的密封情况，发现漏水及时处理。 3、冷却水管在浇筑混凝土的过程中， 为 防止堵塞和漏水， 混凝土超过冷却管时就开始进行通水，检查出水情况，直到混凝土浇筑完成，如冷却水管有堵塞，及时进行修复，修复时停止通水，防止水进入承台混凝土，修复结束后对此处混凝土及时 按要求 振捣，确保混凝土完整性和密实。 使用完毕后应灌浆封孔 ，露出部分割除。 4、根据施工图纸要求，承台上需预埋主墩钢筋及导航墙立柱钢筋，测量人员放出预埋钢筋位置，施工人员根据放出的位置进行施工。确保各种预埋件的数量、规格、位置符合设计图纸要求。 钢筋安装检查项目 项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 1 受力钢筋间距（） 两排以上排距 5 尺量：每构件检查 2个断面 同排 20 2 横向水平钢筋间距（） 10 尺量：每构件检查 5 10个间距 3 钢筋骨架尺寸 长 10 尺量：按骨架总数 30%抽查 宽、高 5 28 （） 4 保护层厚度（） 10 尺量：每构件沿模板周边检查 8 处 （二） 、制作安装承台模板 承台模板采用 竹胶板组合拼装而成。模板拼装采用拼缝，外侧竖向围囹采用 5 10距 40向围囹采用 5距 80道。为确保模板在施工过程中不变形，拟采用短钢管固定模板，钢管一端与钢板桩抵死，另一端用扣件与横向围囹上的建筑钢管连接，定位钢管沿承台四周每隔 1m 设置一道，竖向设置五道，与横向围囹一致。模板拼装时模板间的接缝处设竖向围囹，以保证模板不错台，接缝处 小缝隙采用快干腻腻平，确保模板不漏浆。 模板安装检查项目 项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 1 相邻两板表面高差 2 水平尺检查 4处 2 表面平整度 5 水平尺检查 4处 3 轴线偏位 15 全站仪或经纬仪：纵横各检查2 点 4 模内长宽尺寸 30 尺量：长宽各检查 2处 5 模板标高 15 水准仪：检查 8处 6 预埋位置 3 尺量：每处 （三） 、承台混凝土浇筑及温控措施 1、承台混凝土为大体积混凝土。混凝土拌和采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运送混凝土，用混凝土输送泵泵送混 凝土入模浇筑，承台一次浇筑成型。浇筑时采取用水平分层浇筑，每层混凝土厚度不超过 30承台一端向另一端推进。采用插入式振捣棒振捣，由有经验的工人进行振捣，防止混凝土的 29 漏振和过振。混凝土浇筑完毕后，立即进行混凝土裸露面修整、抹平，待收浆后再抹第二遍并进行压光处理，然后进行覆盖洒水养护。 混凝土浇筑前，对测温探头、冷却水管等进行检查，正常后，采取措施，对其进行可靠保护后（管头包裹，测线固定并延伸至安全处），方进行混凝土浇筑。 承台检查项目 项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 1 混凝土强度（ 在合格标准内 按附录 D 检查 2 尺寸（） 30 尺量：长、宽、高各检查 2点 3 顶面高程（） 20 水准仪：检查 5处 4 轴线偏位（） 15 全站仪或经纬仪：纵横各检查2点 2、承台大体积混凝土的温控计算 主墩 承台尺寸为 4m， 方量为 973.5 大体积砼，需进行热工计算。 关资料 配合比及材料 承台砼标号为 配合比为 水泥 :粉煤灰 :砂 :碎石 :水 :减水剂=353:88:683:1163:159: 气象资料 桥址区属暖热带向亚热带的过渡区，四季分明，日照充足，雨量充沛，年平均气温 15 ，年平均相对湿度为 77%。 混凝土拌和方式 采用自动配料机送料，拌和站集中拌和，混凝土泵输送混凝土至模内。 台混凝土的温控计算 混凝土最高水化热温度及 3d、 7d、 15 30 承台混凝土： C=353 Kg/化热 Q=377 J/ c= ， =2451 Kg/台混凝土最高水化热绝热升 温： Q/ c =(353 377)/（ 2451） = 3 T（ 3） =（ ） = T（ 3） = 7 T（ 7） =（ ） = T（ 7） = 15 T（ 15） =（ 5） = T（ 15） = 砼拌合物温度 承台混凝土施工时，外界环境温度为 10，拌合用水采用地下水，水温为20，同时对石子进行覆盖保温。 0.9(+C1(w+0.9(mc+ms+mg+ 353 10+683 10+1163 15+88 10)+201 59 ( 59+ 353+683+1163+88)= ） 每方砼的水、水泥、砂、石、粉煤灰的用量（ 水泥、砂、粉煤灰的温度为（ ），取 外界环境温度 10； 水的温度为（ ），取 20； 石 子 的温度为（ ）， 取 15； 砂、石的含水率（ %），取 0； 水的比热容（ 溶解热（ KJ/ 31 当骨料温度 0 时， ； 砼拌合物出机温度 0- ) 搅拌机棚内温度 ( )，取 15。 砼的入模成型时温度 1（ t+（ =. 83+120)( = ） t 砼拌合物运输到浇筑完成的时间 (h)，取 50 n 砼拌合物运转次数，取 1530 120次； 砼拌合物运输时环境温度（ ）， 拟采取保温措施， 取 15； 温度损失系数 (用混凝土罐车运输时，取 砼内部的实际最高温度 2+T ） 砼的入模成型时温度（ ）； 为不同浇筑块厚度、不同龄期时的降温 系数，根据相关资料取 内部最大绝热温升（ ）； 对于不同砼浇筑厚度（ H）和浇筑后不同龄期的温度变化，根据计算及过去施工实际测量，砼内部实际最高温度一般发生在砼浇筑后的第 3 7 承台混凝土各龄期收缩变形值计算 )1( 10M 式中： 0y为标准状态下的最终收缩变形值，取 101M 为水泥品种修正系数； 2M 为水泥细度修正系数；34M 为水灰比修正系数；5为构件截面周长 (L)与截面 面积 (A)之比 :r=L/A；90a、 32 其中 查表得： 1M =2M =M=4M =M= 6M=3d），6M=7d），6M=15d），7M=M=M=0M=有： 3)3(y=10( e =10 7)7(y=10( e =10 15)15(y=10( e =10 承台混凝土各龄期收缩变形换算成当量温差 3)3( 54)3( 7)7( 54)7( 15)15( 54)15( 承台混凝土各龄期内外温差计算 入模温度： ， T 10h 3T = (t)+Ty(t) 7T = (t)+Ty(t) 15T = (t)+Ty(t) 56+ 33 由以上计算可知，承台混凝土内外温差最大为 ，大于我国混凝土结构工程施工及验收规范（ 关于大体积混凝土温度内外温差为25 的规定，需在混凝土中埋设冷却管来降低混凝土的内外温差。 最大降温收缩应力计算 当厚度大于 1m 时，贯穿或深进的裂缝主要是由平均降温差和收缩差引起的收缩应力所造成，裂缝一般出现在降温过程，砼因内外约束引起的温度应力可简化公式进行计算： = -（ E（ t） a T） （ 1S （ t） R T 砼的最大综合温差 ，取 15 a 砼的线膨胀系数，取 0 E（ t） 砼从浇筑后到计 算时的弹性模量（ 计算温度应力时，一般取平均值。 E（ t） = 砼的最终弹性模量 0 4； t 砼浇筑后到计算时的天数 ； R 砼的外约束系数， 取 V 砼的泊松比，取 S（ t） 砼徐变的松驰系数，一般取 砼 15 E（ t） =0 4(5 )=0 4 砼的最大降温收缩应力为： = -（ E（ t） a T） /（ 1S （ t） R =- 04110 (. 213 =全系数： K=以上计算全部取最不利情况，但在施工中还加冷却水管降低内部温度，砼表面还采取了保温等措施，故结构是安全的。 34 冷却管水流量计算 大体积砼施工的内外温差控制在 25 为宜，冷却管出水口水温不超过 40 。根据当地有关资料，冷却管进水口水温取 20 ，水温增量 t w=40 20=20 以内；砼降温量 t c=25=以上 ；砼的水化反应最大在 3 7d，取 5d（ 120h），根据热平衡（ w=c），冷却管的水流量 4.2a1 120 20得： a m3/h） 其中： c 比热， ，水取 凝土取 m 质量， t； 承台 4 t 温度增量， 。 根据现行施工技术规范，每天混凝土降温最大为两度，为此采用“外保内降”措施， 每天降 2 时，冷却管流量： 4.2a1 24 20=2 解得： a=m3/h） 即温度每升高或降低 1 时，流量减少或增加 1.2 m3/h（水温 20 ） 。 具体流量详见附表。 论及施工过程控制 结论 承台大体积混凝土在浇注过程中，由于混凝土在结硬过程中内部产生大量的热量使其内部温度升高，当内外温度相差过大时就容易出现温度裂缝，若需降低混凝土的内外温差，在混凝土中埋设冷却管是一种行之有效的方法。计算表明：混凝土中埋设冷却管后内外温差均小于 25 ，满足混凝土结构工程施工及验收规范（ 的规定。 施工过程控制 a、拌合用水采用地下水，同时对粗骨料进行覆盖保温；混凝土在运输过程中对罐体采取保温措施，以最大限度降低混凝土入模温度。 b、承台混凝土埋设 3 层冷却管，上下左右冷却管相临间距严格按设计图纸 35 施工，采用 3台功率 量 12m3/h，管径 2吋，同时准备 2台水泵备用。冷却水直接采用河水，水管内通水流量控制在 16 20L/格观察入水口和出水口的水温差，根据水温差，及时调整泵水速度。水温差大时，提高水速；水温差小时，降低水速。通过冷却排水，带走混凝土体内的热量。流量测量：通过安装在出水管上的水表一定时间内通过的水量可计算得出。流量控制：在冷却管入口处安装三通管，此三通管一头连接进水口，一头连接冷却管入口，另一路为三通变径阀门，通过阀门调整流量 （根据混凝土温度、进水口温度、需要降温时间，查附表对应流量） ，多余的水不进入冷却管，直接排除承台外。通水从混凝土浇 筑后开始，至 温度满足现行施工技术规范要求时 结束。 c、浇注混凝土时，采用分层浇注，控制混凝土在浇注过程中均匀上升，避免混凝土拌和物局部堆积过大，混凝土的分层厚度控制在 20 d、浇注混凝土后，混凝土表面用 土工布覆盖保湿保温，要十分注意洒水养生， 安装温度控制装置（承台四周注水，并加装电热器，接上温感头和自动控制开关，设定温差大于 20动通电加热，确保保温恒定；每天设定一次，降温时每天下调 20C，） 使混凝土缓慢降温，缓慢干燥，减少混凝土内外温差。 e、浇注混凝土后，每 2小时测量混凝土表面的温度和冷却管的出水 温度，及时调整养护措施。 3、温控监测 为检验施工质量和温控效果，及时掌握温控信息，以便及时调整和改进温控措施，需进行温度控制监测。大体积混凝土的温度应力和防裂问题是一个十分复杂的问题，外界温度和湿度 、施工条件、温控程序、原材料变化等都会引起温度应力的变化，只有通过温控监测，才能更准确地了解结构的质量与抗裂安全状况。 、温控监测内容 温控以温度监测为主，就是在混凝土中埋入一定数量测温用的测温计，测量混凝土不同部位温度变化过程，检验不同时期的温度特性和温差标准。当温控措施效果不佳，达不到温控标准时，可及时采取补救措施，如加大循环水流量，同 36 时加强混凝土表面的保温措施；当混凝土温度远低于温控标准时，则可减少温控措施，避免浪费。 、监测设计 承台的尺寸为 4，根据结构的对称性和温度变 化的一般规律，横向在中心、 1/4 位置、表层，竖向在中间、表层，承台范围内共布设 18根测温探头，且探头距冷却管不得小于 同时不得与钢筋直接接触 。具体布置位置见下图： 37 却水管平面布置图进水口却水管及测温探头平面布置图进水口进水口出水口温探头75100130 120 120120 120 38 、混凝土温度监测 混凝土温度由项目部 2名技术人员轮流监测，频次先密后疏，以确保温度监测的连续性，并以能测得最大值和最小值为原则。并根据测得的温度值，调整冷却水管内的通水流量和通水时间。监测从混凝土浇筑结束后开始，前 2 天 2h 一次， 第 3 4天 4第 5 7天每天一次。 4、冷却水管工后处理 进水口水管、水管却水管却水管却水管水管、水管冷却水管及测温探头立面布置图75 25100100100100150 39 承台混凝土养护满足要求后，停止管内供 水，对管内余水进行清理，报经监理同意后，进行 泥 灌 浆。 存，用 机械压力泵 对冷却水管进行 灌 浆封实 ，管内浆体强度满足要求后，砂轮切割掉外露多余水管，修饰整洁 。 八、 钢板桩围堰拆除 承台 混凝土 施工 并养护 完成后 ，拆除第三道围囹，对承台