发泡混凝土填充施工方案.doc

中铁十二局集团有限公司
唐乃亥黄河特大桥项目部

空心墩发泡混凝土填充
专项施工方案

编制单位：中铁十二局集团唐乃亥黄河特大桥项目部
编 制 人： 庄 波
审 核 人： 王建睿
编制日期： 2015年 6月 27 日

目 录
一、编制依据及原则 3
1、编制依据 3
2、编制原则 3
二、工程概况 4
1、工程名称： 4
2、工程简介： 4
3、发泡混凝土填筑底部示意图： 5
三、发泡混凝土技术指标及配比试验 5
1、发泡混凝土技术指标 5
2、施工配合比 6
四、施工组织方案 6
1、项目组织机构 6
2、劳动力部署 6
3、施工机具部署 7
4、施工准备 7
5、施工作业条件 8
五、施工方法 9
1、工艺流程 9
2、浇注区及浇注层的划分 10
3、发泡混凝土浇注施工要点 10
4、养护与维护 10
5、与其它工序的衔接 10
6、特殊条件下施工 11
六、质量控制 11
1、质量检测 11
2、质量管理 12
3、质量保证措施 13
七、安全文明施工及环境保护措施 14
1、机 具 14
2、发泡剂 14
3、水泥 15
4、安全操作 15
5、环境保护措施 15

发泡混凝土填充专项施工方案

一、编制依据及原则
1、编制依据
1.1 青海省西宁市兴海县唐乃亥特大桥项目图纸。
1.2 现场踏勘调查所获工程现场情况、当地资源、交通状况及施工环境等资料。
1.3 国家及地方关于安全生产和环境保护、水土保持等方面的法律、法规。
1.4 现行技术标准、行业标准、地方标准、相关工程规章、制度等：
《公路路基施工技术规范》 JTJ F10
《公路工程质量检验评定标准》 JTJ F80/1
《通用硅酸盐水泥》 GB175
《快硬硫铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥》 JC933
《混凝土泵送施工技术规程》 JTJ/T10
《泡沫混凝土》 JG/T266
《发泡混凝土填筑工程技术规程》 CJJ/T177

2、编制原则
2.1 安全目标：工期内杜绝重伤和死亡安全事故，杜绝轻伤安全事故；施工各阶段评价达到JGJ59-2011《建筑施工安全检查标准》优良标准。
2.2 环境管理目标：杜绝重大环境污染事故，杜绝环境投诉事故。
2.3 进度目标：按要求完成总包要求的节点工期，按期竣工验收。
2.4 质量目标：检验批、分部工程施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%。
二、工程概况
1、工程名称：
青海省海南藏族自治州兴海县唐乃亥黄河特大桥空心墩发泡混凝土填充工程。
2、工程简介：
唐乃亥黄河特大桥空心墩发泡混凝土填充工程，位于兴海县唐乃亥乡跨黄河项目。发泡混凝土填充施工部位为4#、5#、6#、7#、9#、3#、8#、10#、11#、12#、13#、14#、15#桥墩空心段部分填充），为防止桥墩空心段内部浸水，引起冻胀，对外部混凝土质量造成影响，故采用轻质发泡混凝土填充，并保证填充的发泡混凝土内部密实，气泡良好，填筑高度如下图1所示的空心区域，发泡混凝土设计总数量共计3777.8m3；
图1。

图1 发泡混凝土填充处理示意图
3、发泡混凝土填充底部示意图：

图2 发泡混凝土填筑底部横断面1

三、发泡混凝土技术指标及配比试验
1、发泡混凝土技术指标
发泡混凝土设备现场制作的发泡混凝土为粘稠的流体，其中含有大量的空气和吸附水，湿密度及抗压强度满足下表1要求，原料配比满足表3要求：
表1 发泡混凝土路基容重等级及强度要求
容重等级A04
强度等级 CF0.8
表干容重变化范围 (kg/m3)
湿容重变化范围(kN/m3)
立方抗压强度平均值(MPa)
立方抗压强度最小值(MPa)
400~450
5.0~5.5
≥0.80
≥0.5

2、施工配合比
施工配合比应在原材料检验合格的基础上进行，应先后满足：
表2 技术配比清单
配比
水泥（kg）
粉煤灰（kg）
水（L）
泡沫液（L）
配比
350
0
230
10

2.1 消泡试验湿密度增加率不超过10%；且标准沉陷距不超过5mm；
2.2 湿密度满足表1中的要求；
2.3 水 泥：青海祁连山水泥厂（P.O42.5）
发泡剂：河南华泰建材开发有限公司
2.4 抗压强度：28d龄期抗压强度满足表1要求；7d龄期抗压强度不小于表1要求强度的0.5倍；工期较紧时，试配7d龄期抗压强度不小于不低于0.5倍表1要求，即可施工。

四、施工组织方案
1、项目组织机构
专项项目经理

生产队长
后勤设备员
技术员
财务员
质检员
模板及生产浇班组

图3 项目组织结构图

2、劳动力部署

表3 劳动力安排及分工表
分项工程名称
工种
人数
到位时间
备注
发泡混凝土
填筑
班组长
1
开工前10天进场

后勤设备员
1
开工前3天进场

生产队长
1
开工前10天进场

技术员
1
开工前3天进场

质检员
1
按总包方要求进场

轻质土生产工
10
按总包方要求进场

合计人员
16

3、施工机具部署
表4 拟投入机械设备、材料试验、测量、质检仪器清单
设备名称
型号
规格
单位
数量
使用年限
自有/新购/租赁
发泡混凝土自动化设备主机
HT-80
功率30 kw
吨位1.2T
台
2
2年
自有
搅拌机
HT-80
容积1.5m3
台
1
2年
自有
上料机
HT-80
电控自动化型
个
3
2年
自有
水泵

搅拌站供水泵
台
2
半年
自有
实验器具

套
1
半年
自有
蓄水设施

套
1
半年
自有
4、施工准备
4.1 技术准备
4.1.1 施工前，学习相关规范与技术标准，认真听取业主单位、监理单位的施工要求，特别注意与各专业工种间协同作战。
4.1.2 施工安全交底，对所有施工人员进行三级安全教育。
4.1.3 对技术管理人员、工长进行施工方案、技术交底，要有交底记录和签名。分项工程交底内容包括：发泡混凝土施工方法，工程质量标准，质量保证技术措施，成品保护措施、设备的使用与维护及安全注意事项等。
4.2 工序准备
4.2.1 由于现浇发泡混凝土浸在水中容重会有所增加，因此，在浇筑现浇发泡混凝土前首先要做好防排水工作，保证基层无积水，且上道工序必须验收合格后方可进行现浇发泡混凝土浇筑施工。
4.2.2发泡混凝土填筑时高度控制在0.6m~1.5m之间，防止发泡混凝土填筑过高产生消泡现象。
4.3 材料准备
4.3.1 水泥：符合《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。水泥进场须有出厂合格证明及试验资料。检验频率为每500吨检验1次。
4.3.2发泡剂：采用无污染的HT复合发泡剂。产品符合下表4要求，进场检验频率为1次/50T。
表5 发泡剂性能指标
性能指标
规定值
稀释倍率
40～60
发泡倍率
20～50
标准泡沫密度（kg/m3）
30～50
4.3.3 外加剂：外加剂应符合《混凝土外加剂》GB 8076的规定。
4.3.4 水：采用自来水。水源应不受污染，不含有影响泡沫稳定性，水泥强度及耐久性的有机物，油垢等杂质。
4.4 水电配合
4.4.1 水：预计施工每日用水量 50 吨。因设备用水量较大，为保证施工进度，在设备安放地20m范围内，就地挖5m×5m×1.5m临时蓄水池一个，内铺塑料布，蓄水池外围采用安全警示带进行围档。如果水源跟得上不用挖蓄水池。
4.4.2 电：发泡混凝土施工采用380V生产用电，设备总功率90 Kw，电源接入由总包方提供，应保证设备正常生产负载要求。发泡混凝土施工二级电盘以下的三级电盘及设备，由我公司专业电工安装接入。
5、施工作业条件
5.1路基基底基本要求；
5.1.1 轻质土浇注施工前，基底不宜有积水；如积水无法排干，则其深度不应超过0.1m。
5.1.2 基底高程和平面尺寸应符合设计要求。
5.2 在浇筑发泡混凝土之前，应做好基底防、排水工作。
5.3 清理施工区域基坑底部积水，杂物，保证在浇注时基坑底部无杂物、无积水。做好基层清洁，不能有油污，浮浆，残灰及杂物等。
5.4 施工前做好，施工区域的清理工作，确保浇注施工无障碍，保证施工期满足环保要求。
5.5 作业层的隐蔽验收手续要办好。
5.6 施工过程中，不允许有其他工种在场穿插进行施工。

五、施工方法
1、工艺流程
现浇发泡混凝土施工工艺流程应符合图5要求。
基层洒水湿润(根据气温选择)
在特定的部位埋设分格夹板
基层清理，上道工序已经合格
标高控制
按设计要求，通过试验确定配合比
泡沫制备
浆料制备
混泡形成气泡混合轻质土
观察浆料
验收

将气泡混合轻质土泵送至
施工作业面
浇筑气泡混合轻质土表面
按要求刮平

泡沫气泡混合土具有初期强度后铺钢丝网
浇筑下一层（30－80cm）
……（各层浇筑完毕）

图4 现浇发泡混凝土工艺流程图
2、浇注区及浇注层的划分
2.1 为防止发泡混凝浇筑过程中因为自身重力作用产生沉降，故单层浇注厚度以0.6~1.5m为宜，下一层浇筑间隔12小时以上方可浇筑。另根据P.O42.5水泥和发泡剂中适当掺加一定量的早强剂，若发泡混凝土的凝结时间可缩短时，单层浇筑厚度和浇筑时间间隔可做适当调整。
2.4 单个浇注区内单个浇注层，从开始浇注到结束3h内浇注完毕，且单个浇注层浇注方量不过200m3为控制标准。
3、发泡混凝土浇注施工要点
3.1 浇注前的基底检查
3.1.1 轻质土浇注施工前，应对浇注区基底进行检查，确保基底无杂物，积水深度不超过0.1m；
3.1.2 基底高程、平面尺寸应满足设计要求，并按相关规范要求进行检查。
3.2 浇注施工控制要点
3.2.1 同一区段上下相邻浇注层，浇注间隔时间应以下层浇注层已经硬化为控制标准，不宜少于12h。
3.2.2 每一浇注层应在水泥浆初凝时间内浇注完毕，浇注时间不宜超过3h；水泥浆自制备完成到开始制备轻质土的间隔时间最大不应超过3h。
3.2.3浇注过程中，浇注管出料口离当前浇注面的高差最大不应超过2m。
3.2.4 浇注施工过程中，应尽量减少在浇注层中的扰动。
3.2.5 当前浇注层浇注接近结束时，应在浇注层内按规定频率进行湿密度取样检测，当某一测点湿密度检测不合格，应找出测点周围界限，进行局部处理。
4、养护与维护
轻质土桥墩顶面浇注至设计高程，并干固硬化后，应及时对发泡混凝土进行、覆盖保湿养护，避免因表面水分流失过快引起的干裂、强度损失现象。
5、与其它工序的衔接
5.1 轻质土桥墩填筑在工期特别紧迫时，发泡混凝土干固且表面强度至少不应低于0.4MPa时，方可进行下道工序施工。
5.2 发泡混凝土施工后，5天内严禁上人踩踏。
6、特殊条件下施工
6.1 雨季施工
6.1.1 雨季施工应特别做好临时防排水措施，应采用薄膜覆盖、设置临时排水沟的相关措施，避免雨水侵蚀对未干固的轻质土造成破坏。
6.1.2 应根据天气预报，避免在雨天施工；一旦开始浇注后遇到下雨情况，应立即停止浇注，并采取遮雨等应急措施予以保护；继续施工时，应对已浇注发泡混凝土表面进行检查，发现有消泡输送层应予以清除。
6.2 应避免在高温天气施工，必须在高温天气施工时必须加强养护工作。
6.3 应避免在负温下施工，必须在负温下施工时，应首选快硬硫铝酸盐水泥作为固化剂。为防止消泡现象产生，应避免使用早强剂、防冻剂等外加剂，如必须使用此类外加剂时，应事先通过试验确定外加剂品种及配合比，试验结果应包括表观密度、湿密度、流值、抗压强度。
6.4 发泡混凝土专用发泡剂应避免在负温下使用，如必须在负温下使用时，应使用电加热棒预热，并使用温度计连续测量，液体温度达到5℃以上时，方可投入搅拌。测量温度时，温度计与加热棒应保持一定距离，且同一批次泡沫剂宜使用3个以上温度计，取温度平均值。

六、质量控制
1、质量检测
1.1 实测项目
发泡混凝土路基工程实测项目参看下表6。其中，主控项目检验合格率不低于90%，一般项目合格率不低于80%。

表6 现浇发泡混凝土路基工程实测项目
项次
检查项目
规定值
或允许偏差
检查方法
检查频率
1
△抗压强度(MPa)
qu7d≥0.4或qu28d≥0.8
施工中留件检测
每1000m3
2
△施工湿容重(kN/m3)
5.0~5.5
称重测试湿密度
每浇注层不低于1次
3
浇注区顶面高程(mm)
+10,-15
水准仪

注：①表中7天龄期抗压强度、弯沉检验仅在工期特别紧张时使用；②带△的为主控项目。
1.2 外观质量
现浇发泡混凝土路基每一浇注区桥墩顶面应总体平整、无坑洼。
1.3 质量保证资料
1.3.1 所用原材料、半成品和成品质量检验结果和出厂合格证；
1.3.2 材料配比、拌合加工控制检验和试验数据；
1.3.3 施工记录表；
1.3.4 各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表；
1.3.5 施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析；
1.3.6 施工过程中如发生质量事故，经处理补救后，达到设计要求的认可证明文件。
2、质量管理
2.1 进场材料除应符合上述要求。不合格材料，坚决清除出场。
2.2 施工中对现浇发泡混凝土的湿密度、泡沫密度、流值严格控制，确保工程质量。
2.2.1湿密度。发泡混凝土拌和物湿容重控制值为施工图要求值。每一浇注层内湿密度检测频率不低于1次，确保与方案湿密度一致。当某一测点湿密度检测不合格，应找出测点周围界限，进行局部处理。
2.2.2泡沫密度。每次正式开工配料前，必须先通过调节发泡液控制系统和压缩空气控制系统调整气泡的密度，确定泡沫密度在30～50kg/m3范围内。
2.2.3流值。控制流值符合设计要求，现场取样用游标卡尺量测，频率与湿容重的检测频率一致。
2.3 设备控制
2.3.1 材料定量控制：施工前应对发泡混凝土设备进行定量调试，控制：水泥及集料的上料、供水、搅拌、发泡剂发泡、资料与泡沫的混合、发泡混凝土浆料输送等。
2.3.2 设备的维修保养：每次施工完毕后应立即清洗设备，凿除硬化了的水泥块，加润滑油。现场配备足量的易损件，及时更换损毁件，严禁设备带病工作。
3、质量保证措施
3.1 发泡混凝土存在的问题及解决的措施：
3.1.1发泡混凝土浆体成型时容易产生泌水、离析、分层、冒泡甚至塌模。可加入高分子添加剂，通过改变稠度、流动度和保水性来解决上述出现的问题。目前市场上现有发泡技术制成的泡沫稳定性差，易造成发泡混凝土浇注中的塌落现象。我们将采用第四代复合型发泡剂，改善发泡剂的性能。
3.1.2强度偏低。发泡混凝土的强度随着引入泡沫而产生的孔隙率的增加而降低，引入泡沫越多，孔隙率越大，容重越小，但是强度下降幅度就越大。要使其强度与其特殊性能之间平衡，也就是说要在降低容重的前提下，最小限度的降低发泡混凝土的强度。提高发泡混凝土的强度可以考虑以下几个技术途径：选择适宜的配合比；掺合料采用适宜的颗粒级配；采用不同的掺合料复合使用；控制适宜的水灰比；采用优质高效发泡剂；采用外加剂改性；加强发泡混凝土的早期养护，优化养护制度、加强早期保水；减小发泡混凝土的收缩、掺加适量的膨胀水泥、憎水剂，防止开裂和吸水。
3.1.3 出现软弱透镜体。浇注施工时，发泡混凝土浆料湿密度控制不稳定导致的质量不均匀现象。在施工中采用自动化程度较高的发泡混凝土专用生产设备，并在浇注过程检查浆料湿密度，避免浆料湿密度不均匀的现象发生。
3.2 原材料对质量的影响：
3.2.1 水泥：水泥是构成发泡混凝土材料的主要胶凝材料。发泡混凝土是一种大水灰的流态混凝土，采用普通硅酸盐水泥时，水泥完成水化的理论水灰比为0.227左右；由于发泡剂所产生泡沫的稳定时间有限，为了保证气泡不破碎就必须缩短胶凝材料的凝结时间，提高发泡混凝土的性能，拟采用硅酸盐水泥为胶凝材料来制备发泡混凝土，通过外加剂来调整水泥浆的凝结时间，使水泥浆体硬化时间与泡沫的稳定时间相一致。
3.2.2 外加剂：主要采用促凝剂。发泡混凝土水灰比增大则降低促凝效果，掺用促凝剂的轻质土水灰比一般为0.4左右。掺加促凝剂后，轻质土的干缩率有增加趋势，弹性模量、抗剪强度、粘结力等有所降低。
3.2.3 发泡剂：发泡混凝土现浇中发泡方式为压缩气体发泡。发泡剂质量的好坏直接影响到发泡混凝土的质量，能产生泡沫的物质有很多，但并非所有能产生泡沫的物质都能用于发泡混凝土的生产。只有发泡倍数够大、在泡沫和料浆混合时薄膜不致破坏具有足够的稳定性、对胶凝材料的凝结和硬化不起有害影响的发泡剂，才适合用来生产发泡混凝土。
3.3 测试方法：
3.3.1发泡混凝土的物理力学性能测试，参照标准CECS：249—2008《现浇发泡混凝土技术规程》执行。

七、安全文明施工及环境保护措施
1、机 具
1.1 发泡混凝土施工所使用的机具：
发泡混凝土发泡机、水管、水泵、铁锨、卷尺、线绳、水桶等。
1.2 所有机具运至施工现场后，应由专业电工进行检测、调试、确定无故障后，方可进行施工。
1.3 专用机具必须设置专用的配电箱，配电箱配置有如下规定：
1.3.1 配电箱内必须设置空气漏电开关，动作时间不得大于 0.1 秒，额定电流应与电动机功率相配。
1.3.2 配电箱内不得设置照明用插座，避免使用 380V 电压作照明用。
1.3.3 每个配电箱必须设置接地、接零、保护装置。
1.3.4 每个配电箱必须安装锁，不用时必须切断电源，并锁好配电箱门。
1.4 施工用电缆必须符合要求，必须架空，不得随意拖地，架空时不得使用 金属作杆件，应采用三相五线制。
1.5 空压机使用前应先运行，检查压力表，并按说明书要求调节好施工使用的压力。 空压机连接接头应牢固可靠，不得松动。空压机使用过程中，每天应定期排放空气中过滤的水分。 定期（一个月）对空压机进行保养。
1.6 在使用过程中，浆料及泡沫出料口绝不允许对准工人，以免伤人。
2、发泡剂
对发泡剂的搬运及使用需注意事项：搬运、使用作业场的必须通气，搬运、使用过程中作业人员必须使用防护工具，防止直接接触，避免发泡剂接触强酸化剂；搬运或使用后，作业人员必须清洗手部和脸部；发泡剂必须存放在通气良好的场所。若在搬运、使用过程中发泡剂不慎入眼时，应马上用清水进行洗15分钟或马上就医；若不慎接触到皮肤，应马上用柔软的棉布擦掉，用香皂和水进行清洗。如皮肤继续异常变化时，必须马上就医。若不慎吸入时，应把患者移至通风良好的地方，保持适当的温度，根据情况严重程度决定是否就医；若有不慎饮入者，应先用水把口腔洗干净，再喝入1～2杯水或牛乳，马上接受医生治疗，或用其他方法让其吐出；患者无意识时，必须设法让患者口腔张开。
3、水泥
3.1 投放水泥的操作工人应戴好防尘口罩，并经常更换。
3.2 投放水泥的操作工人应由二人协助上料。
3.3 有结块的水泥不得放入搅拌箱中，避免卡住搅拌机叶片，而造成电机负荷过大，烧坏电机。
4、安全操作
4.1 工人进入工地施工前，必须对工人进行安全技术交底、并签名，交底内容应齐全、完善、有针对性。
4.2 进场工人应做好三级教育，并写好登记卡，注明受教育日期。
4.3 轻质土浇筑作业时，施工人员戴保护手套（一般为胶手套，不浸透性的手套）、穿上长袖衣、戴安全帽。
5、环境保护措施
5.1 材料堆放、机具停放的统一管理 
材料根据工程进度陆续进场。各种材料堆放分门别类，堆放整齐，标志清楚，预制场地做到内外整齐，清洁，施工废料及时回收，妥善处理。工人在完成一天的工作时，及时清理施工场地，做到工完场清。禁止随意占用现场周围道路，妨碍交通，若不得不临时占用，应首先征得总包方许可。施工用设备定期维修保养，现场排列整齐美观，并将机具设备停放整齐。对大型设备、配件考虑其运输吊装通道，并及时组织就位安装，不得损坏其他单位或分包单位的产品。现场使用的机械设备，要按平面固定点存放，遵守机械安全规程，经常保持维护清洁。机械的标记、编号明显，安全装置可靠。 
5.2 禁止污水、废水乱排放 
施工现场与临设区保持道路畅通，并设置雨水排水明沟，使现场排水得到保障。施工中的污水、冲洗水及其它施工用水要排入临时沉淀池沉淀处理后排放。 机械排出的污水制定排放措施，不得随地流淌。禁止工人现场随地便溺，一经发现除给予经济罚款外，并立即清除出场。职工宿舍内、外应干燥，室内保持清洁，夏季喷洒消毒药水灭蚊、灭蝇。本着节约的措施消灭长流水，长明灯。
5.3 有效控制噪音污染 
夜间施工必须经业主或现场监理单位许可。并严格限制噪音的产生，使噪音污染限制在最小程度。为了减少施工噪音污染，合理安排作业时间，减少夜间施工，减少噪音污染。 
5.4 防治扬尘污染措施 
现场易生尘土的水泥等材料堆放及运输要加以遮盖。严禁高空抛洒施工垃圾，防止尘土飞扬。清除建筑物废弃物时必须采取集装密闭方式进行，清扫场地时必须先打洒水后清扫。对工业除锈中产生的扬尘，操作者在操作时带防护口罩。对操作人员定期进行职业病检查。严禁在施工现场焚烧废弃物，防止有烟尘和有毒气体产生。

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