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重庆寸滩长江大桥北锚碇基坑开挖首次验收报告
8
重庆机场专用快速路南段
寸滩长江大桥
南锚碇大体积混凝土
浇筑方案
中铁大桥局股份有限公司
重庆寸滩长江大桥项目经理部
2014年8月
重庆寸滩长江大桥南锚碇大体积混凝土浇筑方案
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重庆机场专用快速路南段
寸滩长江大桥
南锚碇大体积混凝土
浇筑方案
中铁大桥局股份有限公司
重庆寸滩长江大桥项目经理部
2014年8月
目 录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
三、施工准备工作情况 2
四、施工部署 7
七、混凝土养护 15
八、混凝土降温措施 16
九、混凝土测温及监控 18
十、施工注意事项及安全措施 28
十一、应急预案 29
一、编制依据
1、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》 (CJJ2-2008)
2、《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011)
3、《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004)
4、《大体积混凝土施工规范》 (GB50496-2009)
5、《建筑施工计算手册》(第三版)
6、施工图《第二册(共七册)跨江主桥》第三分册(共十一分册)南锚碇
7、重庆寸滩长江大桥工程联系单(编号:CTDQ-012)
二、工程概况
南锚碇基础采用现浇扩大基础形式,基底高程为+194.7.00m,,砼垫层标高为195m,垫层为C25砼,厚度为30cm,基顶高程为+217.00m。基础平面尺寸为63m×58.2m,高度22m,基础内分为7×7.8×11(12)m,共42个隔舱,隔舱内填入碎石,其中后端(引桥侧)24个隔舱碎石为满舱,前端18个隔舱填6m高碎石。
南锚碇基础(高程:195~200m)为实心体大体积砼,平面尺寸为63m×58.2m;实心段厚度为5m,砼为C30抗渗大体积砼,工程总量为18333m3。根据重庆寸滩长江大桥工程联系单(编号:CTDQ-012)将南锚碇2.5m厚基础(高程195~197.5m)分成左右两幅分开浇筑施工,左右两幅平面尺寸63m×28.1m,中间设置2m宽后浇带,(195~197.5m)后浇带采用C30微膨胀混凝土,工程量为315m3。左右两幅采用抗渗等级W6的C30大体积砼,砼工程量均为4425m3。(高程197.5~200m)实心基础采用全幅浇筑的施工方式,砼工程量为共
9166m3。这种特长大体积混凝土具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点,故大体积混凝土浇筑做为一个施工重点和难点认真对待。大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小,防止和降低裂缝的产生和发展。
三、施工准备工作情况
南锚碇基础实心段平面尺寸为63m×58.2m。左右半幅平面尺寸为63m×28.1,中间设置2m宽后浇带,厚度为5m。该基础为特长大体积砼,施工技术要求高,特别是在施工中要防止砼因水泥水化热引起的温度差产生温度裂缝。因此从材料选择上、技术措施、组织措施、交通组织措施、温控措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证大体积砼的顺利施工。
1.材料选择
为保证大体积砼的施工质量,原材料的选择非常重要,对各种原材料必须满足各项规范要求后方可使用。
1.1水泥:采水泥采用重庆拉法基P.O42.5普通硅酸盐水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于240KJ/kg;7d的水化热不宜大于270KJ/kg. 水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%;选用低水化热和含碱性量低的水泥,
1.2粗骨料:采用级配良好的5~10和10~20的碎石,含泥量不大于1%,应采用非碱活性的粗骨料。
1.3细骨料: 采用两种砂,一种为特细砂,另一种为机制中砂,含泥量不大于3%。
1.4粉煤灰、矿粉:适量掺加矿物掺合料掺量,在保证砼性能要求的前提下应减少胶凝材料中的水泥用量,对水化热、改善和易性有利。粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%;矿渣粉的含量不宜超过胶凝材料用量的50%;粉煤灰和矿渣粉掺合料的总质量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。
1.5外加剂:掺加缓凝减水剂和膨胀剂,可降低水泥水化热峰值和
提高混凝土抗裂性。
2.砼配合比
2.1混凝土采用重庆砼磊混凝土有限公司供应的商品混凝土。
2.2混凝土配合比按照《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)相关要求进行配制。砼配合比见下表1
表1 锚碇基础抗渗C30砼配合比
施工配合比
单位体积原材料用量
水泥
特细砂
机制砂
5~10碎石
10~20碎石
水
粉煤灰
矿粉
膨胀剂
减水剂
186
221
516
404
751
155
75
44
27
5.98
3.施工现场准备工作
3.1基础钢筋隐蔽工程验收及模板验收。
3.2浇筑混凝土时预埋的测温管及养护所需的塑料薄膜、麻袋等提前准备,同时备好遮阳网和防雨用的彩条布2000m2。
3.3循环水池进行蓄水并将水管接入冷却管。同时检查临水临电情况,确保施工用水、电能满足施工要求。
3.4与电力部门联系好,确保在浇筑砼时电力供应正常,并配备100KW发电机一台。
3.5成立大体积砼领导小组。管理人员、施工人员、后勤人员、交通指挥员及商品砼供应人员等昼夜排班,各负其责,保证大体积混凝土连续浇筑的顺利进行。
大体积砼浇筑施工单位领导小组
职位
姓名
职务
联系电话
备注
值班时间
组长
李军成
项目经理
18223257166
总指挥
全天
副组长
伍艺
常务副总工
13594330353
副指挥
全天
苗守峰
工区负责
18723136087
副指挥
1-12小时24-36小时
组员
任德海
生产负责
18716683719
负责混凝土浇筑
12-24小时36-48小时
钟侃
技术负责
18502334123
负责砼浇筑技术
12-24小时36-48小时
赵洋
施工员
18523924109
负责砼浇筑
1-12小时
24-36小时
成正远
施工员
15213033713
负责砼浇筑
12-24小时36-48小时
徐云峰
施工员
15123140786
负责砼浇筑
1-12小时
24-36小时
周波
试验员
18323888668
负责试验检测
12-24小时36-48小时
白雪霜
试验员
18623531570
协助周波制作试块
1-12小时
24-36小时
代波
质检员
18523327663
负责砼质量控制及试验
1-12小时
24-36小时
张小林
安全员
18883232338
安全及交通协调
12-24小时36-48小时
肖瑜
材料员
13657629513
物资保障
12-24小时36-48小时
鲜文强
水电工
15223845209
负责循环水池和电
1-12小时24-36小时
任大勇
水电工
13452513629
负责砼浇筑用电
12-24小时36-48小时
冉晓燕
办公室
13508396323
后勤保障
全天
刘产群
测量
13996582715
负责模板观测
全天监测
温控
小组
任文鹏
重庆交大
15215011669
负责温控
全天监测
宋博文
重庆交大
负责温控
全天监测
大体积砼浇筑砼磊商砼站人员名单
姓名
职务
联系电话
备注
值班时间
邓伟
生产副总
13708327971
总协调
全天
张朝刚
生产经理
15086913088
负责商砼站调度
全天
肖洪浩
生产调度
15909383782
负责运输车辆协调
白天
张磊
生产调度
18523898008
负责运输车辆协调
夜间
王顺强
现场协调
18083002138
负责现场协调
全天
刘奎
技术负责
13527454608
砼质量总负责
白天
成慧
副主任
13696487993
负责砼质量
夜间
陈前军
副主任
13638315470
负责砼质量
白天
王小平
副主任
13617610396
负责砼质量
夜间
周巧
技术员
15922996851
负责现场砼质量
白天
冉科
技术员
15213209487
负责现场砼质量
夜间
3.6试验人员准备好砼检测工具和足够试模并及时对混凝土取样。
3.7循环水池:现场设置循环水池2座,蓄水量为150m3及312m3。总蓄水量为462m3。循环水进水采用自来水,采用2根φ63的及1根φ50水管接入蓄水池中。
独立水管循环水主管采用φ200的UPVC管,支管采用φ50消防管接至冷却水管,每个支管位置均设置闸阀,以控制冷却水进水量。共计40个进水口。
四、施工部署
由于混凝土一次浇筑量比较大,混凝土质量要求较高,整个基础将采用砼磊商品混凝土搅拌站提供的混凝土。在基础混凝土浇筑之前,提前选择好行车路线,以使出罐的混凝土能尽快运到现场。
1、泵的布置与配置
基础大体积混凝土施工期间现场设置2台地泵,2台臂架泵。见施工平面布置图。
2、罐车交通
场外道路由砼磊商砼站与市政、交管等部门协调,组织临时疏导场外交通。大体积混凝土浇筑前制定了现场交通疏导方案,所有罐车按指定的路线行走,并设置8名专门交通协管员指挥道路交通。
3、 混凝土操作人员平台搭设
混凝土浇筑前搭设混凝土浇筑操作脚手架平台,半幅基础共21个隔舱,每个舱内采用φ48钢管脚手架搭设人员操作平台,上铺脚手板,木板宽50cm,成菱形布置,并用铁丝将木板固定在钢管脚手架上。脚手架不得紧靠钢筋搭设,以免浇筑混凝土使脚手架晃动造成钢筋移位。
五、浇筑前的准备
由于该基础是大体积混凝土,技术要求高,必须保证混凝土不产生冷缝。为确保基础大体积混凝土的顺利浇筑,我工区将专门成立领导小组,来指挥大体积混凝土的浇筑。混凝土浇筑前钢筋、模板工程要施工完成并请业主、监理和质监人员检查验收,办好隐蔽验收和砼浇筑许可证。泵车、泵管就位,各种人员安排到位。各种浇筑混凝土用施工机械如振动棒、抽水泵等试用正常,准备充足并留有备用。现场照明走线到位,确保晚上施工的需要。动力用电接至施工部位并留有接线箱。各岗位管理人员、司机、机操工及相应钢筋工、模板保护工、混凝土工等各种劳务人员到位,并全部接受过相应的各种书面交底。各种应急物质(如下雨、机械故障等)全部到位。根据连续施工需要,安排晚上加餐,并用送到施工现场。浇筑前将基础钢筋内杂物进行清理,对混凝土垫层应浇水润湿,但基层表面不应留有积水。项目测量员密切关注,及时组织定位测量放线复核工作,做好锚碇结构、钢筋的轴线控制工作。密切关注天气变化情况,合理安排施工工序穿插,以尽可能快的速度完成混凝土浇筑施工任务。
(1)技术准备
基础混凝土浇筑前,首先编制了详细的技术交底,让所有管理及操作人员都清楚混凝土浇筑质量的重要性、浇筑顺序、操作要点等。
(2)人员组织
根据本工程大体积砼数量和设计的要求,合理地组织施工现场劳动力。由于浇筑时间长均采用两班倒。基础大体积混凝土的浇筑必须各方面协调统一方可顺利施工。现场设总指挥1名,混凝土浇筑前由总指挥先进行各方面协调、联络和布置,施工时负责指挥处理各种关系。混凝土浇筑时现场将派专人指挥管理车辆的出入,保证施工的有序进行。
每台输送泵配备6名混凝土浇筑工,(浇筑、引管、辅助振捣工等),2名混凝土振捣工,2名砼运输车放料工,罐车调度指挥员1名。场内浇筑区域总指挥1名;混凝土泵车输送区域设置1名调度指挥员;罐车等待区域设置1名调度指挥员;场内主要交通道路路口出设置1名调度指挥员;场外交通道路口(凉水井路口)设置1名调度指挥员。混凝土搅拌站专人负责与现场联络并及时汇报搅拌站的情况,同时根据现场情况,协调混凝土的搅拌和运输速度,运输车辆提前确定好行车路线,保证运输车辆行驶的顺畅。
施工现场对商品混凝土要逐车进行检查,测定混凝土的坍落度和温度,检查混凝土量是否相符。
主要施工劳动力组织见下表:
工作名称
人数
工作名称
人数
现场总指挥
1*2
钢筋监护
2*2
指挥员
8*2
模板监护
2*2
砼浇筑工
6*2
后场人员
8*2
基坑排水
2*2
机械修理
2*2
施工班组主要负责人员名单
姓名
职务及人员
联系电话
备注
工作时间
刘波
施工队总队长
18696939799
施工总协调
全天
殷涛
施工队副队长
18166342970
施工现场协调
白天
陈华
施工队副队长
15802312732
施工现场协调
夜间
吴建国
砼浇筑一组长(12人)
15025770009
砼浇筑负责人
6人一班全天工作
葛辉学
砼浇筑二组长(12人)
13452292731
砼浇筑负责人
6人一班全天工作
刘华松
砼浇筑三组长(12人)
13996884495
砼浇筑负责人
6人一班全天工作
窦远财
砼浇筑四组长(12人)
13028390991
砼浇筑负责人
6人一班全天工作
刘涛
模板、钢筋监护班长(8人)
18696901377
模板、钢筋监护负责人
4人一班全天工作
蒋天福
后场班长(16人)
15832632147
后场放料、指挥协调
8人一班全天工作
岩老青
后勤协助班长(5人)
18620333654
打杂、安全、施工用电
全天工作
方炎
后备班长(4人)
15086746648
后勤保障、基坑排水
全天工作
南锚碇砼采用砼磊商品砼,该搅拌站具有四条生产线,每条生产线混凝土生产能力为180m3/h,能够满足砼浇筑要求。搅拌运输车的台数可按下式确定:
式中 N ——砼搅拌运输车台数;
V ——搅拌运输车容量(m3),取V = 9.0 m3
L ——搅拌运输车往返一次的行程距离(km),取60KM
S ——搅拌运输车的平均车速(km/h),取s = 30 km/h
T ——1个运行周期总停歇时间(min),包括装料、卸料、停歇、冲洗等,按30min考虑
N=28/9*(60/30+0.5)≈8(台)即每台混凝土输送泵配备8台混凝土运输车,合计4台输送泵浇筑混凝土,则需要32台混凝土输送车。
机械设备需用计划
名 称
规 格
数 量
备 注
砼输送泵
地泵
3台
商品砼泵送(备用1台)
臂加泵
52m、49m
3台
商品砼泵送(备用1台)
振动棒
Ф50
12套
砼振捣
对讲机
8部
砼浇筑场区内联系
潜水泵
3台
坑内积水抽排
发电机
100KW
2台
应急备用
塔吊
QTZ125
2台
辅助浇筑
洒水车
8--12m3
2台
冷却水备用
六、混凝土浇筑
(一)浇注方法
南锚碇基础平面尺寸较大,为防止冷缝出现,采用泵送商品混凝土,浇筑总厚度为2.5米,浇筑面积为1770m2,顺桥方向(南北方向)为63米,横桥方向(东西方向)为28.1米。施工时采取整体分层、依次推进、整体浇筑的方法,每层浇筑厚度为50cm,使每次叠合层面浇筑间隔时间不得大于20h,小于混凝土的初凝时间。由于受场地影响,在南锚碇基坑内靠近锚碇东侧的A区与B区各布设一台臂架泵。另外两台地泵的泵管利用现场两台塔吊辅助浇筑。
1、 在基础混凝土浇筑过程中,我们将采取“整体全面分层、循序推进”的方法。即混凝土两端(南北方向)向中间,以同一坡度一次向前连续浇筑50cm。
采取合理的分层浇筑方式,每层厚度约50cm,并任其斜向流动,层层推移,必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。分层连续浇筑施工的特点,一是混凝土一次需要量相对较少,便于振捣,易保证混凝土的浇筑质量;二是可利用混凝土层面散热,对降低大体积混凝土浇筑体的温升有利,三是可确保结构的整体性。如下图所示:
混凝土分层浇筑示意图
2、混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作,要做到“快插慢拔”,上下抽动,均匀振捣,插点要均匀排列,插点采用并列式和交错式均可;插点间距为30~40cm,插入到下层尚未初凝的混凝土中约5~10cm,振捣时应依次进行,不要跳跃式振捣,以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间25s,使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。为使混凝土振捣密实,每台混凝土泵出料口配备2台振捣棒(2 台工作,1 台备用),分两道布置。第一道布置在出料点,使混凝土形成自然流淌坡度,第二道布置在坡脚处,确保混凝土下部密实,各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。
3、浇筑混凝土时先化分A、B两个浇筑区域,每两台泵车负责一个区域的混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行,直至达到浇筑厚度50cm,两端混凝土循序推进。这种自然流淌形成斜坡混凝土的浇筑方法能较好地适应泵送工艺,避免泵管经常拆除冲洗和接长,提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上、下层浇筑间隔不超过初凝时间。
根据规范要求:结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。用于检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置应符合下列规定:
(1)每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于一次;
(2)当一次连续浇筑超过1000m3时,同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次;
(3)同一配合比的混凝土,取样不得少于一次;
(4)每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定;
(5)同一混凝土强度等级、抗渗等级、同一配合比,生产工艺基本相同,每单位工程不得少于2组(每组6个试件);连续浇筑混凝土每500m3应留置一组抗渗试件,且每项工程不得少于2组。本工程混凝土连续浇筑,应按500m3留置一组抗渗试件。
4、全面分层,采取二次振捣方案。混凝土初凝以后,不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣,称二次振捣)。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离,从而提高混凝土与钢筋的握裹力,提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。
5、大体积混凝土的表面水泥浆较厚,且泌水现象严重,应仔细处理。对于表面泌水,当每层混凝土浇筑接近尾声时,应人为将水引向低洼边部处缩为小水潭,然后用小水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇筑后4~8h内,将部分浮浆清掉,初步用长刮尺刮平,洒少许的干净的细碎石,然后用木抹子搓平压实。在初凝以后,混凝土表面会出现龟裂,初凝前要进行二次抹压,以便将龟裂纹消除,注意宜晚不宜早。
(二)混凝土浇注时符合下列规定:
1、混凝土浇筑层厚度根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定,整体连续浇筑时为30-50cm。
2、整体分层连续浇注时应缩短间歇时间,并在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇注完毕。层间最长的间歇时间不大于混凝土的初凝时间。当层间间歇时间超过混凝土的初凝时间时,层面按施工缝处理。
3、大风天气浇注混凝土时,在作业面要采取挡风措施,并增加混凝土表面的抹压次数,应及时覆盖塑料薄膜和保温材料。
4、浇注过程中突遇大雨时,应及时在结构合理部位留置施工缝,并尽快中止混凝土浇注;对已浇筑还未硬化的混凝土要立即进行覆盖,严禁雨水直接冲刷新浇注的混凝土。
(三)水平施工缝处理符合以下规定:
1、在已硬化的混凝土表面,清除表面的浮浆、松动的石子及软弱混凝土层。
2、在上层混凝土浇筑前,用清水冲洗混凝土表面的污物,并应充分润湿,但不得有积水。
3、混凝土要振捣密实,使新旧混凝土紧密结合。
七、混凝土养护
大体积混凝土应进行保温保湿养护,在每次混凝土浇注完毕后,除应按普通混凝土常规养护外,还要及时按温控技术措施的要求进行保温养护。
(1)派专人负责保温养护工作。
(2)基础混凝土终凝前压光后人工拉毛,立即在表面覆盖进行保温保湿养护,保湿养护时间不少于14天。砼养护过程中,如发现遮盖不好,以致表面泛白或出现干缩细小裂缝时,要立即仔细加以遮盖。塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被等,可作为保温材料覆盖混凝土和模板,必要时,可搭设挡风保温棚或遮阳降温棚。在保温养护中,应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测,当实测结果不满足温控指标的要求时,应及时调整保温养护措施。
(3)保温覆盖层的拆除应分层逐步进行,当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20C时,可全部拆除。
(4)混凝土浇注完毕初凝前,要立即进行洒水养护工作。
八、混凝土降温措施
大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小,防止和降低裂缝的产生和发展。因此考虑采取如下降温措施。
1、优化混凝土配合比
考虑到水泥水化热引起的温度应力和温度变形,在混凝土配合比及施工过程中要注意如下问题:
(1)大体积混凝土内部温度上升的重要原因是水泥水化热高,在配合比设计时选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥。
(2)适当增加粗骨料直径,并严格控制砂、石含泥量,石子、砂子的含泥量不超过1%和3%,且不得含有其他杂质。
(3)降低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
(4)在保证混凝土强度的前提下,使用适当的减水剂减少水泥用量,降低水灰比,以减少水化热。
(5)增加粉煤灰掺入量,以替代部分水泥用量,推迟混凝土强度的增长,从而减少水泥水化热的不利影响。粉煤灰掺量可取代水泥用量的20%-25%,细度应符合国家现行标准的规定。
2、外部保温措施
为控制好混凝土内部温度与表面温度之差不超过25℃, 施工中主要采取如下措施:
(1)尽量降低混凝土入模浇筑温度,必要时用湿润麻袋遮盖泵管。
(2)为防止混凝土表面散热过快和表面脱水,避免内、外温差过大和干缩而产生裂缝,混凝土终凝后,立即进行保温保湿养护,保温养护时间根据测温控制,当混凝土表面温度与大气温度基本相同时,可缓缓撤掉保温养护层,保湿养护不得少于14d。为防止混凝土内部与表面温差过大,造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而裂缝,养护工作尤为重要,现场采取保温、保湿养护法。首先,混凝土表面抹压完毕,马上覆盖一层塑料薄膜,目的是防止水分蒸发,然后在塑料薄膜上覆盖一层2cm厚玻璃棉毡以保温,语录筋处尤其要注意严密保温,这样整体连接形成良好的保温层,从而使混凝土表面保持较高的温度,减缓表面热的扩散,控制混凝土内外温差。
塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿,既保证了表层混凝土的强度增长,又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩,还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。
3、施工措施
分层浇筑混凝土,每层厚度不宜大于50cm以加快热量散发并使温度分布较均匀,同时也便于振捣密实。上层混凝土的浇筑要在下层混凝土初凝前进行,大体积混凝土浇筑时,易使钢筋产生移位,因此,在混凝土浇注过程中,应随时复核钢筋位置,并采取措施以保证位置正确。
九、混凝土测温及监控
1、南锚碇基础底板混凝土分块图
图2.1 南锚碇基础底板分块图(m)
2、南锚碇基础混凝土分层图
图2.2 南锚碇基础混凝土分层图
3温控标准及温控措施
3.1温控标准
混凝土温度控制的原则是:(1)尽量降低混凝土温升、延缓最高温度出现时间;(2)控制降温速率;(3)降低混凝土内部和表面之间、新老混凝土之间的温差以及控制混凝土表面和气温的温差。温度控制的具体实施办法需根据气温、混凝土内部温度、结构尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件制定。
根据《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)和已有现场经验,温控指标宜符合下列规定:
①混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃;
②混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃;
③混凝土降温速率不宜大于2℃/d;
④混凝土表面与大气温差不宜大于20℃。
根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011),温控指标宜符合下列规定:
①施工前应根据原材料、配合比、环境条件、施工方案和施工工艺等因素,进行温控设计和温控监测设计,并应在浇筑后按该设计要求对混凝土内部和表面的温度实施监测和控制。对大体积混凝土进行温度控制时,应使其内部最高温度不大于75 ℃、内表温差不大于25℃;
②大体积混凝土的浇筑在热期施工时,宜采取措施降低混凝土的入模温度,且其入模温度不宜高于28℃;
③大体积混凝土的温度控制宜按照“内降外保”的原则,对混凝土内部采取设置冷却水管通循环水冷却,对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施进行。在混凝土内部通水降温时,进出口水的温差宜小于或等于10℃,且水温与内部混凝土的温差宜不大于20℃,降温速率宜不大于2℃/d;利用冷却水管中排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时,养护水温度与混凝土表面温度的差值应不大于15℃;
④大体积混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时,其浇筑后的养护时间不宜少于14d,采用其他品种水泥时不宜少于21d。在寒冷天气或遇气温骤降天气时浇筑的混凝土,除应对其外部加强覆盖保温外,尚宜适当延长养护时间。
3.2现场温度控制措施
大体积混凝土温控是对混凝土质量的全面控制,为达到温控标准的要求,我们根据承台现场施工情况,采取了一系列温控措施进行有效监控,包括混凝土原材料选择、配合比设计、混凝土拌和、运输、浇筑、振捣到通水、养护、保温每一施工环节。
3.2.1混凝土配合比设计及原材料选择
为使大体积混凝土具有良好的抗侵蚀性、体积稳定性和抗裂性能,混凝土配制应遵循如下原则:
◆宜采用60天强度进行配合比设计及试配;
◆选用低水化热和含碱性量低的水泥,避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥;
◆在满足混凝土强度要求的基础上降低单方混凝土中胶凝材料及硅酸盐水泥的用量;
◆使用性能优良的高效减水剂,尽量降低拌和水用量。
3.2.2混凝土浇筑温度的控制
降低混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝至关重要。相同混凝土,入模温度高的早期水化热温升值要比入模温度低的高许多。混凝土的入模温度应视气温而调整,最好能控制在25℃以内,不应超过28℃。在混凝土浇筑之前,通过测量水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度,可以估算浇筑温度。若浇筑温度高于控制温度,则应采取相措施。
降低混凝土入仓温度的措施有:
①水泥使用前应充分冷却,确保施工时水泥温度≤50℃。
②避免模板和新浇筑混凝土受阳光直射,入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温不超过40℃。为此,应合理安排工期,炎热天气尽量采用夜间浇筑混凝土。
③采用冷却系统对拌和自来水进行冷却或在拌合水中加冰,降低浇筑温度;
④当气温高于入仓温度时,应加快运输和入仓速度,减少冷量损失;
⑤加大砂石料堆存高度(6~8m以上),并采取遮阳措施,从靠近地表或地表以下取料;
⑥混凝土泵管采用遮阳措施,并经常洒水降温;
⑦运输车采用遮阳隔热措施。
3.2.3大体积混凝土温控及内表温差控制
对于大体积混凝土,由于水化放热会使温度持续升高,如果气温不是过低,在升温的一段时间内应加强散热,以冷却水出水养护,在混凝土表面形成流水。当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以降低降温速率。混凝土在降温阶段如气温较低或突遇大风降温或内表温差大于20℃,必须对大体积混凝土加强保温养护。
夏天应控制混凝土浇注温度不超过25℃,同时采取有效降温措施以降低混凝土结构内部由于水泥水化热引起的温升效应,混凝土内外温差应控制不大于25℃。
层与层之间的混凝土浇注间隔时间控制按前次浇注混凝土核心温度与其表面温度差应小于20℃,同时已浇注混凝土的强度应大于其设计强度的50%。
冬季控制浇注温度不低于10℃,可通过加热拌合水达到要求。
暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时进行水养护。混凝土上表面尽可能采用蓄水养护,立面混凝土拆模宜使用自动喷水系统不间断喷水,人工洒水易造成混凝土表面干湿循环,产生干缩裂缝。
4监测实施方案及仪器设备
4.1监测实施方案
混凝土内部温度监测工作流程如下:
选购传感
标 定
接长电缆
选购屏蔽
布保护材
预埋传感
电缆保护
接驳仪器
成果报告
数据整理
实时测量
在混凝土浇筑前完成传感器的选购及铺设工作,并将屏蔽信号线连接到测试棚,传感测头采用角钢保护;各项测试工作在混凝土浇筑后立即进行,连续不断。混凝土的温度测试,混凝土浇筑完后,白天每隔4小时监测一次温度,夜晚每隔6小时监测一次温度。温度每测一次,都要对数据进行整理分析。温度每测一次,都要对数据进行整理分析。直到温度变化基本稳定。在混凝土温度降低阶段,为防止温度降低过快,需合理控制水冷管流量。具体的冷水管的通水情况由现场的实测温度而定。
4.2仪器设备
4.2.1监测仪器及元件
仪器选择依据使用可靠和实用的原则,在满足监测要求的前提下,选择操作方便、性能稳定的仪器。
1)红外测温仪
2)温度传感器
3)水银玻棒温度计
4)金码JMZX-2001综合测试仪
4.2.2主要仪器元件介绍
A.红外测温仪
表4.1 技术参数表
测量温度范围
-50℃to700℃
测量精度
0℃~700℃:±1.5℃或±1.5%
-50℃~0℃:±3℃ 取大者
重复性
1%的读数或1℃
响应时间
500ms,95%响应
响应波长
8~14um
发射率
0.10~1.00可调(0.95预设)
环境工作温度
0~40℃
B.JMT-36B型温度传感器
JMT-36B是利用半导体(即PN结)的导电特性会随着温度变化而呈现有规律的变化,将PN结封装为芯片形式,加工成为温度计。结构可靠、稳定。
主要性能特点:
测试精度:±1℃
测量范围:-20~110℃
线性误差: 0.5℃
测量温度分辨率:0.5℃
C.金码JMZX-2001综合测试仪
①测量范围:温度:-40℃~125℃
②测量精度:温度精度:±0.5℃
③存贮容量:2500个测量记录(每个记录包含传感器编号、测量时间、温度和物理量)
④使用环境温度:-10℃~40℃,相对湿度小于等于90%
经数十个大型工程应用证明,以上检测仪器及元器件性能稳定、可靠,完全能满足工程需要。也经在承台温控中应用证明,以上检测仪器及元器件性能稳定、可靠,成活率高,完全能够满足工程需要。
5温度监测布设方案及现场监测
5.1测温元件布置
测温元件的布置详见附图。
5.2现场监测
5.2.1监测元件的埋没
参照《混凝土大坝安全监测技术规范》(SDJ336-89),并根据桥梁大体积混凝土的特点加以改进,由具有埋设技术和经验的专业人员操作。为保护导线和测点不受混凝土振捣的影响,测试导线沿主钢筋绑扎。
5.2.2现场监测的应对措施
如果现场监测温度超出温控标准,可采取下列应对措施:
① 最高温度偏高,可以加大通水流量,降低冷却水温度的措施,但注意冷却水温度与混凝土中心温度之差在25℃以内,配合如4.2节浇筑温度的控制,以降低混凝土的最高温度。
② 内外温差偏高,加强内部降温,加大通水流量,加强外部保温,增加保温层厚度,做到外保内散。
③ 浇筑温度超过控制范围,可以将粗骨料洒水、遮阳通风降温,拌合水投冰冷却,水泥存放散热的措施降低出机温度。
6监控组工作的实施
6.1准备工作
A.关键仪器设备的检查
①读数仪器的校准与检查,确保以后采集到的数据都是和实际混凝土的温度是相符的。
②对传感器进行检查,及早发现损坏的传感器,确保埋设安装的传感器每一个都可以正常工作。
B.对施工现场的熟悉
熟悉现场的环境,对监测任务的快速有效开展及监测组人员的人身安全有很重要的意义。
C.做好与施工单位的协调配合
监控工作的顺利有效的完成,离不开各个单位的配合。
①需要在施工单位的配合下完成传感器的埋设工作。
②需要在施工单位的在立模时保护好我们的传感器连线。
③需要在施工单位在振捣混凝土时保护埋设的传感器。
④在温度监控过程中,发现异常,需要和施工单位共同商讨制定相应的补救措施。
D.监控组人员的分工安排
监控组由4人组成。
①4人共同制定《寸滩长江大桥南锚碇基础温控细则》。
②在现场,4人共同在施工单位的配合下完成传感器的埋设工作。
③每天监测过程中,一人负责测量和记录数据并对数据进行分析;
④一天的监测任务完成后,对采集的数据进行分析,得出结论。
E.掌握当地的气温变化规律
为了解当地的气温变化情况,到现场后需对当地的气温进行24小时监控,具体为每两个小时测量一次大气温度。
6.2监控工作的开展
A.在施工单位的配合下埋设仪器设备,具体要求:
①按照《南锚碇基础温控细则》图示位置准确布置传感器。
②传感器必须与钢筋绑扎牢靠,并且绑扎在钢筋的下方,从而在浇筑和振捣混凝土的过程中起到有效保护效果。
③传感器连线沿着钢筋下缘引到立模位置以外一米左右,并且用塑料口袋包好保护待测量端。
B.测量混凝土
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