大体积混凝土施工工法

1、大体积混凝土施工工法一、前言在普通混凝土配合比设计规程（JGJ/T55）中对大体积混凝土解释为“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m或易引起裂缝的混凝土".某大桥铁路引桥TZQ1标工程是国家、铁道部重点工程,某公司承担的本标段主要特大桥有某左线引桥1桥、某右线桥0台28#墩、某左线引桥88175墩，计156跨5069。45延米，共有2台153墩，其中承台高度最大4m，宽由4。8m到9.6m不等，长度最大达18.6m，墩身高度由5m26m不等，墩身宽度最大达16。8m,厚度最大达6m，均属于大体积混凝土施工。大体积混凝土结构的截面尺寸较大,施工技术和施工组织都较复杂，施工时应十分慎

2、重，否则易出现质量事故，造成不必要的损失.为此，我项目部积极组织人员进行学习、研究、实践,解决了大体积混凝土施工过程中的许多技术问题。并形成了大体积混凝土施工工法现对该工法介绍如下：二、工法特点1、施工简便,工艺程序清晰易懂，施工人员易于掌握；2、施工过程易于控制，施工质量易于保证；3、有效预防了大体积混凝土施工裂缝的产生；三、适用范围 本工法适用于大体积混凝土施工，对大体积承台、墩身混凝土施工效果尤为明显。四、工艺原理混凝土与一般物质一样，具有热胀冷缩的物理性质，当混凝土内外温差过大时，就会产生温度变形,在表面引起拉应力.当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度

3、变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土的约束,也会导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的110左右，由于原材料不均匀，水灰比不稳定等因素在混凝土内存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。通过混凝土原材料把关、配合比选定、埋设循环水管、混凝土搅拌、运输、浇注过程的控制,以及后期通过混凝土养护、控制水温以降低混凝土内外温差，防止大体积混凝土出现裂缝,保证大体积混凝土施工质量.五、工艺流程及操作要点1、模板处理(1）承台施工我们采用组合钢模板，首先

4、按照设计图纸进行挑选，模板边角顺直、平整、洁净、模板肋齐全、板眼一致。清理干净后刷脱模剂。（2）墩身施工为分节整体钢模板，墩身模板处理是墩身质量好坏关键之一.因此模板进场后，先进行试拼。合格的模板经过清洗、打磨、灰浆抹面、打磨抛光、干燥、均匀涂刷、凉干、3小时后重新涂刷。模板打磨应认真仔细,特别是模板拼缝处打磨需达到手摸时感觉无明显错台方可，板缝在模板安装时用双面胶粘缝。根据现场施工情况及我项目分部两次试验墩情况，我们采用色拉油掺变压器油或ZM90长效脱模剂进行刷涂.2、钢筋绑扎钢筋安装前，先根据设计图纸的钢筋间距划进行定位，再进行绑扎.绑扎的钢筋要求横平、竖直，规格、位置、数量、间距正确，为

5、后期混凝土施工考虑,如大体积混凝土结构内钢筋排列较密，应留出振动泵活动空间，便于振捣。3、混凝土施工（1）材料选定水泥我项目分部采用普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥与矿渣水泥相比,水化热较后者要大，但经计算其水化热值能够满足施工需要，所配制的混凝土和矿渣水泥相比，耐久性要好，且用普通硅酸盐水泥配制的混泥土拆模后混凝土表面光泽均匀,外观较好。粗骨料混凝土的粗骨料粒径愈大,则总表面积愈小，混凝土的需水量也愈小，则愈节约水泥，但最大粒径过大，混凝土的稠度就低,易发生离析.综合考虑并结合原材料的地域性，我项目分部采用级级配的碎石,分别为519mm和1926.5mm ， 采用级级配时，如遇泌水情况，增强了

6、粗骨料级配调整的可操作性。在大体积混凝土中，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形,又严重降低了混凝土的抗拉强度,对抗裂的危害性很大。为此，我项目分部严格控制粗骨料含泥量不大于5。细骨料水泥用量减少,则水用量减少，在保证砂率的情况下，应当降低砂的比表面积,因此我项目分部使用中粗砂，其细度模数在2。73。1之间，并控制其含泥量不大于1%.水拌制和养护混凝土用水均采用饮用水。粉煤灰掺和料主要是级粉煤灰,掺加粉煤灰代替水泥可降低水化热,降低混凝土的绝对升温值。外加剂外加剂种类多，常用的有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂。掺入外加剂,不仅可以使混凝土的工作性能有明显改善,同时可以减少用水量，节约

7、水泥，从而降低水化热。外加剂我项目分部采用FDN5高效减水剂。在冬季施工时，因混凝土工作特性能满足需求，则不加入外加剂。（2）配合比选定混凝土配合比根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行设计,并通过试拌调整后确定，应符合国家现行普通混凝土配合比设计规程(JGJ55）的有关规定。在保证混凝土具有良好工作性能的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂）一高(高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉性能的抗裂混凝土.遵循以上原则，我项目分部在选定配合比时的具体原则如下:在保证混凝土强度的条件下

8、，掺入粉煤灰来降低水泥水化热,粉煤灰的质量等级应不低于级。 混凝土最小水泥量不低于300kg/m3，有掺合料的混凝土水泥量可适当降低但不宜低于260kg/m3，水泥用量根据试验室试配确定。 水灰比宜控制在0。450。5之间，最高不超过0。55;用水量在170kg/m3左右.砂率宜控制在35%45%，灰砂比宜为1:2l:2.5。混凝土中总含碱量使用碱活性骨料时限制在3kg/m3 以下。混凝土的初凝控制在4h左右.冬季施工混凝土配合比应进行调整，选用较小的水灰比和较小的坍落度。以下列出我项目分部承台、墩身施工在高温及低温季节代表性的混凝土配合比，仅供参考：施工部位施工季节配合比水泥细骨料粗骨料水掺

9、和料外加剂承台高温季节12。253.660。530。270。01低温季节11。943。300。550。25墩身高温季节12。043。330.500。220.0061低温季节11。993。250.550。25（3）混凝土搅拌为减小称量偏差，我们制定有严格的过磅制度,以保证原材料的称量偏差不大于1%，混凝土拌制前,测定砂、石含水率,并根据测试结果和理论配合比调整材料用量,形成施工配合比。当遇雨天或含水率有显著变化时,增加粗、细骨料含水率检测次数,并及时调整骨料和水的用量。在夏季施工温度较高时,在砂石料堆放场搭设简易遮阳装置，并采用拌和混凝土时加冰、用水将骨料冷却、夜间灌注等方法以降低混凝土的浇筑温

10、度。在冬季施工温度较低时,水泥在使用前运入暖棚内预热，并对搅拌用水进行加热，混凝土搅拌时间较常温延长50。（4）混凝土运输我项目分部混凝土运输采用混凝土搅拌运输车，为保证混凝土连续浇筑的要求，搅拌运输车的数量根据施工现场距离搅拌站的距离、路况等因素决定,一般要求间隔时间不大于30min。由于混凝土在运输过程中可能发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多的等现象，运到现场混凝土的和易性、坍落度随时检查.并且搅拌站与施工现场建立了密切的联系,防止意外发生。(5）混凝土浇筑浇筑混凝土前应将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净。混凝土浇筑时,为防止混凝土离析我们采用串筒施工，底节串筒下口距浇筑部位不大

11、于2m，以保证混凝土自由倾落高度不超过2。0m（串筒由本项目分部自行设计制作）混凝土从汽车泵中直接输送浇筑时，混凝土出口到已浇筑混凝土面的距离宜为50cm。混凝土浇筑速度根据实际情况决定,一般控制在1。0m/h.混凝土浇筑方法采用整体分层连续浇筑，为了使混凝土不出现冷缝,要求前后浇筑混凝土间隔时间控制在1。5小时以内.混凝土振捣人员要由有丰富的混凝土施工经验的专业人员操作，保证混凝土的施工质量，振捣时采用插入式振捣器，垂直振捣,振捣时要做到快插慢拔,(快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象;慢拔为了使混凝土能填满振动棒抽出时造成的空洞混凝土）.插入试振捣器的移动间距为

12、30cm50cm,视混凝土的坍落度而定，插点均匀布置。当采用泵送混凝土时，振捣时间每个振点为10s。振捣时不过振也不漏振,视混凝土表面呈水平不再显著下沉，表面泛出灰浆为准.浇筑混凝土面出现泌水时，及时排出，同时要求浇筑面四周比中间高,泌水往混凝土中间集中。冬季进行混凝土施工时,需要控制混凝土入模温度的高低。我们要求冬季混凝土的入模温度不低于5。（6）混凝土温度控制及养护当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，导致混凝土开裂.因此温度控制的核心内容就是控制混凝土的内部与表面温差,我们要求其差值不得大于25。为搜集更多数据，我们在试验墩内安装了测温探头，测试元件采用高精度数字化传

13、感器。根据混凝土的形状,尺寸，在混凝土的中心及表面布置测点，布置在混凝土表面的传感器离模板内侧水平距离23cm。为测试循环水系统对降低墩身内外温差的效果，后期我们又在试验墩内同时安装循环水系统及测温探头，根据试验墩搜集的资料表明,混凝土内部温度在浇筑3天后达到峰值,以后随时间内部温度逐渐降低。至第7天后,循环水温度与外界环境温度基本持平,第8天可以拆除循环水系统.后期承台及墩身大体积混凝土施工时，我们均埋设有循环水系统，从混凝土施工开始12小时后设专人定时测温，随时监控混凝土内的温度变化,当混凝土体内外温差超过25时，对循环水进行部分更换，每次换水只调整5左右，防止循环水骤然降温.通过循环水降

14、温系统，保证了混凝土内部温度与外部温度温差小于25.养护是大体积混凝土施工的关键环节,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。夏季施工当气温高于30 时,模板周围预先悬挂一层草袋，浇筑完成后,定时向草袋浇水降温；气温低于30 时，浇筑完成后可直接向模板表面浇水降温。 冬季当天气当气温在510之间时，对拆模后的承台外露面加以覆盖，防止砼表面冷却过快,产生收缩裂纹。墩身模板表面悬挂一层草袋进行保温；当气温在05之间时,悬挂双层草袋进行墩身保温；当气温在0左右时悬挂两层草袋,在外层用彩条布包裹保温；当气温在0以下时且持续时间较长，则搭设温棚进行保温养护. 六、施工机具设备（见表1)表1 主要机具设备

15、序号机械设备名称规格及型号数量备注1砼搅拌机70m3/h强制搅拌机12砼罐车6m3视运输距离及用量而定3吊车20t至少1台4吊斗2m3至少一个5串筒高50cm，上口直径35cm,下口直径25cm视浇注实体高度而定6车泵6m31台与吊车不同时使用7砼振动泵50不少于2台8测温仪WPl801台9测温探头铜测温探头视浇注实体而定10锅炉满足需要即可1台冬季施工用七、劳动组织及安全1、劳动组织见表2表2 劳力组织混凝土浇注阶段序号工种人数备注1管理人员4其中搅拌站1名，施工现场1名，技术人员2名2试验检测23领工员24机械、罐车司机4人数根据机械数量而定5生产工人20包括振捣人员6名混凝土养护阶段序号

16、工种人数备注1管理人员2施工现场1名,技术人员1名2试验检测13领工员14生产工人22、安全控制措施（1）所有参加作业的人员进行安全教育，考试合格后方可施工.(2）施工人员进入现场必须正确佩戴安全帽,严禁酒后作业。(3）现场应有足够的照明，动力、照明线需埋地或设专用电杆架空敷设。（4）所有机电设备均需按规定进行试运转，正常后投入使用。(5）所有电源设备均应设有漏电保护器。（6）振捣人员应戴橡胶绝缘手套，穿绝缘靴.（7）振捣器应用绝缘良好的四芯橡胶软线并应接地良好,开关及插头应完整良好，严禁直接将电线插入插座。（8）施工时注意交叉作业，认真观察施工环境的地况，清除危险因素,防意外跌伤、碰伤。（9

17、)施工时合理安排，保证施工人员有充分的休息时间,防止疲劳作业。八、质量要求1、必须满足以下验标及规范的要求(1）铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（2）铁路混凝土与砌体工程施工规范（3）铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定(4）铁路工程结构混凝土强度检测规程（5）铁路桥涵施工质量验收标准(6)铁路桥涵施工规范2、质量控制措施（1)桥梁墩身模板加工须做到大面平整、光滑、不漏浆。（2）水泥必须有出厂合格证及试验报告，对其品种、标号、出厂日期进行检查验收，合格方可使用；掺合料的质量必须符合国家标准的要求;混凝土骨料的选用必须与配料单相符.搅拌站自动计量装置定期校验.（3)拌制混凝土所用的各项材料应严格

18、按混凝土施工配合比配料。（4）混凝土必须充分拌合，每盘(0。75m3）拌合时间不少于120s。（5）混凝土运输车内壁应平整、不吸水、不漏水，并经常清除粘附的混凝土。（6）混凝土搅拌车在运输拌制好的混凝土时,慢速搅动。卸料前应以常速再次搅拌；每天使用完后应清洗.（7）混凝土振捣应在施工之前先确定插点之间间距以及排列形式,确保施工人员心中有数，振捣棒每次应插入下层混凝土510cm。（8）施工中混凝土振捣时间应适当且不得漏振或过振。(9)混凝土浇筑时严格控制分层厚度。层与层之间间隔时间不超过2小时。（10)混凝土浇筑完成养护期间设专人值班测定混凝土内部与表面温度，温差一旦接近25，及时向上级汇报同时采取相应措施。九、效益分析(见表3)表3 效益分析对照表施工方法成本劳动力施工周期质量状况社会效益采用本工法之前返工、窝工、材料使用、安排不合理等因素造成成本偏高重复施工及施工缝处理等增加人工技术停歇时间长、工序环节交叉多,工期长外观不美观，表面有蜂窝,麻面社会效益不明显采用本工法以后能节约成