新暖棚法浇筑养护混凝土在肇源松花江特大桥桥基工程中的应用.pdf

探矿工程( 岩土钻掘工程) 2 0 0 6年第 5 期 新暖棚法浇筑养护混凝土 在肇源松花江特大桥桥基工程中的应用 隋洪久 ，王志文 ，张秋 实 ( 1 吉林省地矿建设集 团， 吉林 长春 1 3 0 0 6 1 ； 2 四平地质工程勘察院， 吉林 四平 1 3 6 0 0 1 ) 摘要： 混凝土冬季暖棚法是一个古老工艺， 存在生产方式落后， 生产效率低下， 环境污染严重， 运行成本高昂的弱 点。论述了在古老工艺思维的基础上， 充分发挥现代 自动燃油加温设备的优势 ， 通过输送蒸汽、 吹送热风， 满足了 混凝土拌合、 浇筑和养护的温度要求 ， 保证了生产质量 ， 实现了混凝土冬季施工。 关键词 暖棚法； 养护 ； 混凝土； 肇源松花江特大桥； 桥基 中图分类号： U 4 4 5 5 7 文献标识码： B 文章编号： 1 6 7 27 4 2 8 ( 2 0 0 6 ) 0 5 0 0 2 4 0 3 1 问题的提出 肇源松花江特大桥位于东北松辽平原， 全长 1 8 9 0 m， 总投资 3 4亿元， 是连接吉林和黑龙江两省 的重要交通枢纽， 2 0 0 3年 3月开始动工兴建。其中 大桥 7 、 8号墩为主墩， 是全桥施工的重点， 由于位于 松花江主河槽中， 河槽水深流急， 因此又是本工程施 工的难点。2 0 0 3年 7月江中洪水位达到 l 2 7 6 m， 并持续了3 个多月 导致工程施工无法进行， 工程进 度计划难以实施。如果 2 0 0 3年末 7 、 8 号墩水下部 位工程不能完成， 那么 2 0 0 4年春开江冰排将会破坏 钢沉井， 不但会造成较大的经济损失， 也会导致工程 不能按期完工 ， 影响全线工程进度。而该地区冬季 最低气温达 一 3 0， 混凝土浇筑无法露天作业。经 过反复的技术经济论证 ， 决定采用暖棚养护混凝土 的方法进行冬季施工， 并计划在 2 0 0 4年 3 月前完成 7 、 8 号主墩承台和破冰体顶面以下墩身施工工作 ， 抢回2 0 0 3年因洪水影响的工期， 确保 2 0 0 4年大桥 上部悬浇按期合拢。 2 混凝土养护方法的选择 本工程的混凝土冬季施工 ， 存在 以下困难 ： ( 1 ) 该地区冬季气温最低达 一 3 0， 混凝土浇 筑无法露天作业。 ( 2 ) 混凝土量 大 ， 养 护期长。每个桥 墩承 台混 凝土量达7 0 0 m 之多， 墩身( 在破冰体顶面) 混凝土 量 4 0 0 m ； 浇筑的承台混凝土， 只有养护到设计强 度 4 0 以上时， 才能绑扎墩身 钢筋 、 立模 和浇筑 墩 身混凝土。 ( 3 ) 现有模板数量只能满足 1 个主墩施工， 2 个 主墩需周转使用 ， 因此无法平行作业。 ( 4 ) 从2 0 0 3 年 1 1 月5日一 2 0 0 4 年 1 月 l 8日， 2 个多月的时问都是冬季， 完成 2个主墩混凝土的 浇筑 ， 时问紧， 难度大， 任务重。 经过技术经济论证， 认为采用新暖棚法养护混 凝土是解决上述问题的最佳方案。 3 加热及保温措施 3 1 混凝土拌和站保温措施 根据混凝土拌和设备实际情况和输送带 、 料斗、 计量室、 水泥平台的具体位置， 采用为拌和站盖大棚 的保温方法。保温大棚设计原则是： 在满足装载机 上料和混凝土运输要求的同时， 尽可能减小保温大 棚空间， 利于保温又降低使用成本， 具体措施如下。 3 1 1 拌和站料斗部分 根据料斗的宽度、 长度和高度( 4 m1 4 5 m 5 m) ， 在料斗的四周( 除了上料和输送带一侧 ) 搭设 架子( 宽度、 长度、 高度分别为6 、 1 4 5 、 5 m) ， 架子立 柱用 2根 1 0槽钢扣焊在一起 ， 每 2 m设一道 。立 柱埋在 5 0 c m厚的混凝土中， 每 2根立柱之问用 L 1 0 1 0 8 的角钢做水平支承和斜拉， 外侧用 1 0 m 1 0 m的棉帘子封严， 棉帘底角用 I 3 2工字钢压 住。为了更好地保持砂石料温度， 在料斗的四周每 3 0 e m设有一道蒸汽排管， 为减少热量损失， 整个料 斗用棉帘包严 ， 并且每上完一次料， 都有专人立即用 收稿日期： 2 0 0 5 1 I 一 0 4 作者简介： 隋洪久( 1 9 5 6 一) ， 男( 汉族) ， 吉林怀德人， 吉林省地矿建设集团有限公司高级工程帅， 探矿工程专业， 从事桩基施工与管理工作 上海市黄浦区制造局路8 3 3弄7号甲3 楼吉林省北方基础公司( 2 0 0 0 7 2 ) ， ( 0 2 1 ) 6 3 1 5 8 6 0 8 。 维普资讯 http:/ 2 0 0 6 年第 5 期 探矿工程( 岩土钻掘工程) 棉被覆盖料斗。 3 1 2 拌和站水泥平台部分 根据拌和设备的尺寸( 长 1 4 5 m、 宽 6 m、 高 9 m ) 和水泥平台尺寸( 长 1 7 m、 宽 6 5 m、 高 9 m) 以 及料斗保温的结构形式在其周围做架子和覆盖棉 被， 棉被内侧( 除了行车道部分) 高度方向每 1 m布 设一道蒸汽排管， 顶口用脚手架钢管支承， 并用棉被 覆盖， 行车道出口处用棉被封好， 设专人负责看管和 监测， 确保暖棚内温度 5 c I= 。 3 2 砂、 石材料加热措施 本工程混凝土使用 4种骨料， 分别为 0 51 e m碎石、 1 2 e m碎石、 1 3 e m碎石和中砂。按照 料种分设4个料场， 每个料场四周砌成砖墙 ， 底部和 砖墙两侧分别铺设蒸汽管道， 4 个料场用 1 台2 t 燃 油锅炉加热。 3 3 主墩承台及墩身保温措施 主墩承台在钢沉井内， 在承台模板和钢沉井之 间搭设钢管支架， 用棉帘子和彩条布封闭， 在承台模 板外设4排 5 m m蒸汽管。高出钢沉井墩身部 分， 在钢沉井四周和顶部用钢管支撑， 用棉帘子和彩 条布封闭， 做成暖棚。2 个主墩各用 1台2 t 锅炉和 1 台 E C 7 0燃油热风机加热。在浇筑混凝土前 2天 向暖棚内通蒸汽， 同时向暖棚内送热风加温， 当暖棚 内温度达到 1 0 c I= 时， 开始浇筑混凝土。 3 4 运输车、 输送泵及输送管的保温措施 混凝土运输车的搅拌罐用棉被包裹， 输送泵放 在保温棚内， 混凝土输送管用 2层棉被包裹， 2层棉 被中问绑扎一根高压胶管， 输送蒸汽加温， 保证混凝 土的入模温度 1 0 c I = 。 4 混凝土冬期施工注意事项 ( 1 ) 使用 4 2 5 R硅酸盐水泥， 水灰比0 4 3 。水 泥堆放在保温大棚内保持温度， 其他配料也要满足 温度要求， 提前2 3天对砂石料进行加热， 水、 骨料 加热的最高温度应为： 拌和水 8 0 c I= ， 骨料 6 0 c I= ， 当水、 骨料达到规定温度仍不能满足热工计算要 求时， 可提高水温到 1 0 0 cI= 。投料前， 用热水或蒸汽 冲刷搅拌机， 为避免水泥与 8 0以上热水直接接 触， 投料顺序为： 骨料、 热水、 水泥， 然后进行搅拌， 搅 拌时间2 3 m in 。骨料应清洁， 不得含有冰、 雪、 冻 块及其他易裂物质。在浇筑大体积承台时， 保证拌 合物出机温度1 O， 人模温度 5； 在浇筑墩 身时 保证拌和物出机温度1 4， 入模温度1 O 。严格控制混凝土配合比和坍落度。 ( 2 ) 用混凝土搅拌运输车运输， 尽可能缩短运 输时间； 泵送混凝土， 应保证混凝土泵的连续工作， 受料斗内应有足够的混凝土， 泵送 间歇时间 l 5 mi no 在浇筑 昆 凝土前要清除模板、 钢筋上的冰雪和 污垢。 ( 3 ) 承台和墩身均采用新暖棚加热法养护混凝 土， 保证棚内温度 1 O。在升温和降温阶段 ， 应 每小时测温一次； 恒温阶段每2 h 测温一次。 ( 4 ) 模板符合下列规定方可拆除： 通过对与结构实体同条件养护试件的试验， 证 明混凝土已达设计强度的 4 0 ； 在混凝土冷却至5后； 当混凝土表面与外界温差 2 0 c c 时； 当混凝土温度与外界温差 2 0 c I= 时， 拆除模 板后的混凝土应临时覆盖， 使其缓慢冷却。 5 冬期施工热工计算 按 公路桥涵施工技术规范 ( J T J 0 4 1 2 0 0 0 ) 附录J 计算。具体参数见 昆 凝土拌和物温度计算 表； 混凝土拌和物出机温度计算表； 混凝土拌和物经 运输至成型完成时的温度计算表。 6 冬期混凝土工程施工过程中质量控制重点 ( 1 ) 控制好原材料的加热温度。冬期施工对混 凝土原材料的加热是保证混凝土早期强度增长的重 要因素， 在施工过程中要确定原材料的加热温度， 作 好加热措施， 定时进行温度测量， 保证加热温度达到 要求。 ( 2 ) 控制好混凝土的入模温度。施工中作好混 凝土浇筑入模温度， 一般不应低于 2 c I= ， 温度过低， 则容易造成新浇混凝土冷却过快， 使 昆 凝土在很短 时问内降至冰点温度而影响混凝土早期强度增长。 ( 3 ) 作好试块的留置工作。根据规范冬期施工 试块留置不少于2组( 6 块) ， 与结构同条件养护， 分 别用于检验受冻前混凝土和转入常温养护 2 8天的 混凝土强度。 ( 4 ) 加强成品的养护。冬期混凝土的养护管理 是保证混凝土质量的重要措施， 新浇筑的混凝土， 一 是作好覆盖保温工作， 并经常检查； 二是作好混凝土 的测温工作 ， 随时掌握混凝土的内部温度， 保证混凝 土在初凝期不受冻。 维普资讯 http:/ 2 6 探矿工程( 岩土钻掘工程) 2 0 0 6 年第 5 期 7 质量保证措施 ( 1 ) 严格执行 建筑工程冬期施工规程 ( J G J 1 0 4 1 9 9 7 ) 、 混凝土质量控制标准 ( G B 5 0 1 6 4 1 9 9 2 ) 和 混凝土结构工程施工质量验收规范 ( G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ) 及其它相关标准。 ( 2 ) 严格执行质量管理体系文件要求， 保证整 个施工过程在受控条件下进行。 8 安全管理措施 ( 1 ) 严格贯彻“ 安全第一， 预防为主” 的方针， 由 于拌合站周围运输、 起重、 装载等设备交叉作业以及 施工人员配带的保温安全帽又影响听力， 为确保生 产安全， 现场设 争人指挥， 并实行安全员旁站制。 ( 2 ) 对职工进行安全教育， 增强安全生产意识。 平台和便桥施工人员必须穿防滑鞋， 高位作业必须 配带安全带， 定期进行安全检查 ， 并做记录， 做为分 配补偿的原始资料。 ( 3 ) 动力电线及照明系统设置应规范化、 标准 化， 并由专人负责管理， 防止引起大棚火灾。 ( 4 ) 对职工进行防火教育， 禁止在大棚内使用 明火， 禁止在大棚内吸烟 ， 施工现场、 拌合站配备足 够的灭火器材 ， 防范火灾 。 9 结语 混凝土冬季暖棚加热法是一个古老工艺， 存在 生产方式落后， 生产效率低下， 环境污染严重， 运行 成本高昂的弱点。但肇源松花江特大桥 7 、 8 号主墩 及破冰体顶面以下部位墩身的冬季施工， 恰恰是在 古老工艺思维的基础上， 充分发挥了现代 自动燃油 加温设备的优势， 不但可以向暖棚内输送蒸汽， 还可 以向暖棚内吹送热风， 确保了棚内温度 1 7 2 5 c 【 = ， 为混凝土尽早拆模 ， 提前工期创造了条件。同时也 保证了施工质量。实践证明， 采用新暖棚法拌合、 养 护混凝土这个方法在东北、 西北等寒冷地区有较高 的使用和推广价值。 ( 上接第 2 3页) 压桩施工应按照桩长和压力表值双控的原则进 行施工， 且应以控制桩长为主。当桩长满足设计要 求但压力值较小或压力过大而标高未达到设计要求 时， 应及时向业主、 监理、 设计等单位反映， 查找原 因， 制定措施， 及时解决。 4 6 接桩 为了保证桩段之间连接的可靠性和稳定性 ， 桩 与桩的接头采用角钢焊接。首先， 清除预埋件表面 污泥杂质， 然后连接角钢 ， 先施点焊 ， 若两桩端头之 问有缝隙时， 用薄钢片垫实焊牢， 然后两边同时对角 分段进行焊接。焊缝必须连续饱满， 同时要求焊接 用的钢板和角钢必须是低碳钢， 焊条宜用 E 4 3系列 焊条。 4 7 截桩 桩顶未压到设计标高( 已满足设计要求) 时， 对 外露的桩头必须进行切除。切除桩头时应采取措施 把桩头固定 ， 然后用凿子开出 3 5 c m深的沟槽 ， 露 出的钢筋加以切割， 以便摘除桩头。 4 8 封桩 桩与基础的连接是整个压桩施工中的关键工序 之一 ， 也直接关系到房屋纠偏及不均匀沉降， 必须认 真进行。在封桩前， 必须把压桩孑 L 内的杂物清理干 净， 排除积水， 清除孔壁和桩面的浮渣， 以增加粘结 力。然后与桩帽梁一起浇注掺有微膨胀早强外掺剂 的C 3 0细石混凝土， 并予以捣实。 5 处理效果 通过施工沉降观测， 在锚杆静压桩分区封桩后， 沉降基本得到了控制， 最大沉降速率仅为0 1 1 m m d ， 但倾斜率并没有太大变化。在采用堆载纠倾后， 最大倾斜率有所降低， 但仍未达到设计要求。最后 通过基底掏土的办法， 最大倾斜率降为 4 7 e 后封 桩， 达到了设计要求。 参考文献： 1 J G J 1 2 3 2 0 0 0 。 既有建筑地基基础加固技术规范 s 2 C E C S 2 5 9 O ， 混凝土结构加固技术规范 s 3 Y J B 2 2 7 9 1 ， 锚杆静压桩技术规程 s 4 J G J 1 2 5 9 9 ， 危险房屋鉴定标准 s 5 G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ， 建筑地基基础设计规范 s 维普资讯 http:/