金水沟特大桥桥墩承台大体积混凝土施工方案.doc

金水沟特大桥桥墩承台大体积混凝土施工方案工程概况：金水沟特大桥1#、2#、3、4、5墩承台结构尺寸为16.5123.8m，6墩承台结构尺寸为12123.8m。混凝土设计强度为C30，计划采取一次性浇筑，数量分别为752.4 m3和547.2m3，属于大体积混凝土施工。大体积混凝土由于结构尺寸大，水泥水化热引起混凝土温度升高，热量不易及时散发而形成较大的内外温度差，较大的温度差引起混凝土体积变化的差异，使混凝土各部位受到约束而不能自由伸缩，当温度变形产生的拉应力大于混凝土的抗拉应力时，便产生了裂缝。为解决砼施工产生的水化热、防止混凝土产生裂缝和混凝土浇筑等问题，特制定本方案。一、水化热和温度应力裂缝的解决（一）降低混凝土的发热量1、混凝土配合比的选定为控制混凝土初期和最终的发热量，大体积混凝土配合比的选定，应遵循以下几个原则：选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低混凝土的温度；掺加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化热产生的高温峰值，同时可改善混凝土的和易性；掺加高效减水剂，以减少水和水泥的用量，延长混凝土达到最高温度的时间；尽量减少单位体积混凝土的用水量，严格控制水灰比，采用低流动性混凝土。综合考虑本工地原材料供应情况，本承台混凝土的设计配合比为：每立方混凝土，水泥：砂：碎石：粉煤灰：外加剂：水300：809：1073：50：3.0：170kg。其中：水泥为尧柏P.O 42.5水泥，粉煤灰为蒲城电厂级粉煤灰，外加剂为西安大路有限公司生产的DLP高效减水泵送剂，混凝土塌落度为100120mm。2、降低混凝土的浇筑温度外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。混凝土温度增高，将加速水泥的水化反应，使混凝土升温很快达到峰值，不利于降低混凝土的最高温度和减小内外温度差。由于本桥承台混凝土的施工跨6、7、8、9四个月份，环境气温较高，拟采取以下方法以降低混凝土的浇筑温度。尽量在环境气温较低的晚上和清晨开始浇筑混凝土；降低砂、碎石、水泥等原材料的温度。露天堆积的碎石应喷水进行冷却，储砂料仓需搭设凉棚，水泥储罐需定时喷水进行降温；拌合用水应在混凝土开盘前的1小时从机井中抽取地下水，蓄水池应搭建凉棚，避免阳光直射。3、埋设循环冷却水管在混凝土中预埋水管，利用管中的循环冷水的流动来带走混凝土内部产生的水化热。决定冷却效率的主要因素是管距间距、进水温度、水流速度和通水持续时间。在水管覆盖一层混凝土后即开始通水，在混凝土温度达到峰值并开始下降后停止通水。水管拟采用32mm2mm的薄壁铁管，水管接头采用丝扣套筒连接。在混凝土施工前,水管系统要经过通水试压，仔细检查每一个接头,确保管路不漏水。在混凝土浇筑和钢筋绑扎过程中，不得损坏管路，确保供水的连续性。本桥台冷却水管路采用回形布置，水平管间距为100cm，距离四周边缘为50cm；垂直方向分为6层，层间距为60cm，底层距边缘为40cm ，顶层距边缘为40cm。层间进、出水管均各自独立，以便根据测温数据，相应调整各层水循环速度和进水温度。管路布置见附图（一）。循环水管采用预先搭设钢管架进行固定，以防止在混凝土浇筑的过程中移位而造成通水后混凝土降温达不到预期目的。钢管架的搭设原则为：在保证整体稳定性的基础上，尽量留有足够的空间，以确保混凝土浇筑时施工人员操作的方便。中心竖管为进水管，角部竖管为出水管，这样就能充分利用循环水自身的温度，即中部温度高，四周温度低的特点，在水循环的过程中自动调节温差。通水散热结束后,水管内用微膨胀水泥浆注浆填塞。（二）混凝土的保温养护混凝土浇筑完毕后转入养护阶段。防止混凝土开裂的一个重要原则是尽可能使新浇筑混凝土少失水分及内外温差控制在允许范围内（不大于25）。混凝土表面干燥或水分蒸发过快和温度下降幅度较大时，都足以引起表面混凝土开裂，且裂缝会向内发展。因此，要尽量长时间的保温和保持混凝土表面湿润，以使其表面缓慢冷却、干燥，使混凝土能够产生足够的强度以抵抗温度拉应力。由于本桥承台混凝土浇筑面积较大，承台顶面混凝土完工持续的时间较长，在施工中拟采用以下保温养护措施：在每分块顶面混凝土浇筑完毕后，即派人对混凝土表面用木抹子抹面，然后用铁抹进行压实收光，避免水分过快散失出现干缩裂纹，在混凝土初凝后即用麻袋覆盖并洒水进行养护。以此类推，完成每分块的顶面混凝土浇筑工作，直到整个承台顶面混凝土浇筑全部完工。在承台混凝土浇筑完工，覆盖洒水养护1天后，即可对承台表面进行蓄水养护，采用直接在基坑内蓄水的方法，蓄水深度为1050cm。白天环境温度较高，为加快混凝土内部热量的散发，需减少蓄水深度；晚上环境气温较低，为保证混凝土内外温差不至过大，需加大蓄水深度。根据施工经验，混凝土养护时间不小于14天。二、混凝土温度的监控为对后续承台混凝土的施工提供有效的指导数据，决定在先期的6和5承台施工时，在混凝土内部预埋温度传感器，以加强对承台混凝土内部温度场的分布和内外温度差的监控。根据承台混凝土立方体双对称的特点，决定测点布置在承台1/4范围内。5承台的测温点共分6层布置，每层10个测点。测层和测点布置见附图（二）。测温点传感线缆在混凝土浇筑前须准确定位，以防止在混凝土浇筑的过程中移位而造成测量数据失真。具体固定方法为：依照测点布置的平面位置，在基坑内准确埋设10根长4.5m的28的钢筋。其中埋入基底0.7m，露出地面部分为3.8m，埋设后须确保预置钢筋的稳定性，不松动、不摇晃。然后用扎丝按照测层布置高度，将传感线缆的测温头绑扎固定在预置的钢筋上。在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段，即开始的34天，每隔2小时测温1次；待升温趋于平稳后的降温阶段，每4小时测温1次。在测量混凝土内部温度的同时，测量外界的环境温度。根据测点编号顺序，记录所测温度数据，当测位的混凝土内外温差小于25并趋于稳定时为止，拟定温测持续时间为14天。采用温度监控，为施工提供准确的温度变化数据，使之能够及时根据温差的变化，采用相应的技术措施，如调节循环水流的速度、局部通高温水升温和停止通循环水等。通过对5、6承台的温度监控，现场采集大量数据，绘出混凝土水化热温度场分布图和混凝土各测点在垂直和水平方向的温度变化曲线，总结出大体积混凝土温度场的基本规律，为后续的1、2、3、4承台施工提供技术经验。三、混凝土施工（一）现场施工准备基坑采用机械开挖，基顶标高预留至少20cm，待完成钻孔桩检测、声测管注浆和桩头超桩凿除等工序后，再使用人工将预留土部分挖除至设计高程。由于基坑为黄土地质，其直立性较强，在基坑开挖时可不放坡，采用垂直开挖的方法。基坑开挖后需挂线，用人工对基坑壁进行认真清理，清理完毕的土壁在受力允许时，可钉设油毡，直接作为承台的外模使用，如1#、3、5、6#承台；对于基坑土质较差的基坑或土壁较薄的部位须立模板，如4#承台和2#承台右侧，并做好加固。（二）模板安装及加固基坑开后，根据测设的边桩和轴线桩挂线立模板。由于混凝土的结构尺寸较大，模板的加固困难较大，所以一定要经过周密的安排，确保模板的稳固。安装模板时，应在模板外侧搭设支撑架，用钢管或槽钢进行加固，以增加模板的整体刚度，防止模板移位或凸出；模板内采用14的圆钢作为拉杆进行固定，拉杆按不拔出设计，作为承台混凝土的一部分。模板内部采用临时斜木支撑进行加固，随着混凝土的浇筑，逐步拆除木支撑。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部高程、节点联接及横纵向的稳定性进行仔细检查。（三）钢筋加工及绑扎钢筋须预先在钢筋加工场地集中加工好，待基坑检验合格后，立即运往工地进行绑扎安装。顶层钢筋网绑扎时，需预留部分钢筋暂不绑扎，均布形成9个预留空位，以方便混凝土浇筑时，集料斗从空位处下料。待混凝土浇筑至顶部时再组织人员将钢筋立即就位、进行绑扎。（四）混凝土浇筑模板安装和钢筋绑扎经检查合格后，在原材料准备和天气条件允许的情况下，须立即进行混凝土浇筑。由于混凝土设计塌落度较小，不宜采用泵送，故决定采用吊车配以集料斗的方式来转运混凝土，这样既减轻了施工中人工转运混凝土的劳动强度，同时也节省了混凝土转运的时间。混凝土施工现场人员、设备配备：1、人员配备现场施工组织人员：刘国建现场技术人员：张杰、占勇、宁煜泽现场试验人员：毕宝山、朱伟现场安检人员：王莹吊车司机：2人电工：2人钢筋工：4人混凝土工：10人机动劳力：10人2、机械设备吊车：1台（用于吊运混凝土）发电机：1台（备用）振动器：10台电焊机：2台（五）安全、质量保证措施及施工注意事项1、由于承台混凝土施工多跨夜间施工，现场作业人员较多，为保证施工安全、顺利进行，需进行统一的组织，上岗人员均须进行岗前培训。现场作业人员安全防护用品须佩带齐全，现场电路布置要规范，各种电气设备使用前须进行检查、调试，各种机电设备必须有备用件；2、由于混凝土体积较大，承台灌注持续时间较长，特别是1、5承台，混凝土运距较远，预计持续时间约24小时左右。在混凝土浇筑前须了解天气变化情况，以防在混凝土施工过程中出现不利天气，造成施工中断。3、物资部门须根据施工要求提前备足各种原材料，特别是水泥。只有在各种原材料充足的情况下，才能开始混凝土施工。4、在浇筑过程中，现场技术人员、质检人员和试验人员必须在拌合站和施工现场全程值班，发现问题及时予以解决。特别是承台施工期间的气温较高，砂石料含水量变化较大，同时混凝土经过长距离运输后，塌落度损失较大，造成混凝土转运和振捣困难，试验人员应根据现场反馈的情况，在拌合站予以及时调整。5、由于混凝土的塌落度较小（50mm70mm），所以混凝土振捣这一环节显得尤为关键。需选择经验丰富、责任心强的混凝土工进行振捣，并固定专人负责，不宜频繁更换，振捣时需注意以下几点：由于基坑较深，混凝土须通过搭设的溜槽滑入基坑内，使混凝土的倾落高度不大于2m，防止混凝土产生离淅。严禁在基坑内用振捣器使混凝土在基坑内长距离流动，亦不允许用振捣器拖动以运送混凝土；振捣器工作点要均匀，间隔距离不得超过有效振动半径的2倍，且应避免与钢筋和循环水管、测温片等预埋件进行碰撞，防止预埋件偏离原定位置；混凝土浇注每30cm应使用插入式振动器振捣一次。每层混凝土振