1、冬季大體積承臺混凝土施工技術(shù)中鐵十四局二公司 劉建 王晨光內(nèi)容提要：山西平榆高速AS2標(biāo)在寒冷冬季進(jìn)行了大體積承臺混凝土施工，現(xiàn)場采取了切實(shí)可行的施工方案，對原材料和外加劑進(jìn)行了合理的選擇，取得了不錯的效果，本文重點(diǎn)介紹了惠濟(jì)河大橋大體積承臺砼冬季施工技術(shù)方案和工藝。關(guān)鍵詞 冬季 大體積承臺 施工技術(shù)1.工程概況惠濟(jì)河大橋?yàn)槠接芨咚倏刂菩怨こ?，上部采?5+3×95+55預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)，梁下部結(jié)構(gòu)采用柱樁基礎(chǔ)，承臺為群樁承臺，2#、3#主墩高度80.2m，主墩承臺尺寸11.2m×11.2m×3.5m,混凝土標(biāo)號為C30，混凝土方量為439.04m3,屬于大體積混

2、凝土。冬季施工是指根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料，室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5時的施工。山西當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁卦?1月20日以后已低于5，進(jìn)入冬季施工階段。根據(jù)總工期計(jì)劃，惠濟(jì)河大橋2010年合攏，所以按倒排工期計(jì)劃，2#、3#兩個主墩承臺必須在冬季進(jìn)行施工。因此,在惠濟(jì)河大橋主墩承臺施工時要重點(diǎn)考慮如何降低大體積內(nèi)部的溫度和提高砼外部的環(huán)境溫度兩個方面，規(guī)范要求大體積砼內(nèi)外溫差不超過25，施工控制時按不超過20的標(biāo)準(zhǔn)要求。2施工準(zhǔn)備2.1 砼配合比選擇按照大體積砼的特性，要盡量減少大體積砼的水化熱，防止砼在大體積施工由于受到水化熱的影響開裂，就要首先從砼的配合比著手進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。從以上的分析來看，可以

3、通過從水泥種類、水泥的用量以及添加劑的選用三個方面盡量控制砼水化熱的產(chǎn)生。2.1.1 原材料的選擇 （1）水泥 一方面盡可能用中低水化熱的水泥，另一方面盡可能減少水泥用量，第三盡可能用高標(biāo)號水泥。 經(jīng)調(diào)查比選，我部配合比設(shè)計(jì)時用山西吉港P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，該水泥屬于中水化熱品種的水泥。 （2）碎石 采用介休龍鳳鎮(zhèn)碎石廠生產(chǎn)的531.5mm連續(xù)級配的碎石，針片狀含量不大于10%，粉塵含量不大于1%。 （3）砂 采用山西文水縣開柵鎮(zhèn)中砂，細(xì)度模數(shù)MX=2.33.0,含泥量小于2%。 （4）施工用水 抽取地下飲用水，存入蓄水池用于砼施工。 2.1.2 運(yùn)用“雙摻”技術(shù)以減少絕對用水量和水

4、泥用量 為減少水泥用量，降低混凝土內(nèi)水化熱，砼中加入一定數(shù)量II級粉煤灰和高效外加劑，改善砼的和易性與可泵性，延緩凝結(jié)時間，減慢水泥水化熱的釋放速度，推遲和降低砼體內(nèi)溫度峰值。添加了粉煤灰的砼干縮性小，裂縫出現(xiàn)機(jī)率低，從而還可以增加砼的抗裂性。 粉煤灰采用太原一電廠生產(chǎn)的II級粉煤灰。 減水劑選用山西黃河UNF-3A型緩凝高效減水劑。 根據(jù)本工地現(xiàn)場實(shí)際情況，在滿足泵送及砼強(qiáng)度的條件下，按照規(guī)范要求，盡可能降低砂率，減少坍落度,降低單位體積水泥用量，經(jīng)過多次試配最后確定，大體積砼施工配合比為（每立方砼用量，Kg）：水泥：砂：碎石：粉煤灰：外加劑：水 =304：733：1147：76：3.8：1

5、90。2.2 承臺冷卻水管的安裝冷卻管在一個承臺內(nèi)安裝兩層，進(jìn)出口設(shè)置在承臺中部如圖1所示，第一層冷卻管與第二層冷卻管交錯布置（圖2），冷卻管直徑采用50mm鋼管，鋼管壁厚采用采用2.5mm。將冷卻管進(jìn)出口設(shè)置位置較近，方便于改變冷卻管中水流方向。冷卻管的安裝要求在同一水平面上，且安裝穩(wěn)固，在混凝土澆筑過程中不會錯位移動，以保證冷卻管澆注過程中不破壞。22 圖圖1（平面圖）圖中五角星位置即為埋設(shè)測溫管的布置點(diǎn)。 圖圖2（立面圖） 冷卻管安裝完成后，需要進(jìn)行通水試驗(yàn)，冷卻管通水試驗(yàn)時不得有漏水，若有漏水必須進(jìn)行補(bǔ)焊至通水試驗(yàn)不漏水為止。承臺基坑的頂部和底部各放置一個6m3水箱，利用高差形成的勢能

6、完成水循環(huán)。進(jìn)出水管之間用塑料管連接，在散熱管的每個出水口設(shè)置一閥門控制流量。當(dāng)混凝土澆注至該層散熱管標(biāo)高時，即通水散熱，單根散熱管流量按不小于3m3/h控制，通水時間不小于10天。通水完成后需要對冷卻管壓漿處理。為了監(jiān)控承臺內(nèi)部溫度，需要在承臺的1/4的范圍內(nèi)布設(shè)測溫點(diǎn)，測溫點(diǎn)采用薄鋼管預(yù)埋在承臺內(nèi)部，然后利用溫度計(jì)測溫，并且在養(yǎng)護(hù)期間每2小時測量混凝土的內(nèi)部溫度，以便控制通水的水流量及出入水口水溫。入水口水溫與承臺內(nèi)部溫差大于20度時，要及時調(diào)整冷卻管入水口的水溫，冬季施工時初次冷卻管內(nèi)水要進(jìn)行加熱，防止再冷卻管周圍形成徑向微裂縫。2.3 承臺外部保溫棚的搭設(shè)承臺混凝土施工前，在模板四周用

7、50mm鋼管搭建保溫養(yǎng)護(hù)棚，鋼管四周先包裹一層篷布，再包裹一層棉氈。保溫棚內(nèi)四周上部安裝10個電暖器，下部放置10個火爐，砼入模時，電暖器和火爐提前發(fā)熱，砼澆注完成初凝前，棚內(nèi)溫度不高于15 ºC。2.4 承臺預(yù)埋件的安裝 根據(jù)惠濟(jì)河大橋總體施工方案，在承臺上預(yù)埋相應(yīng)的預(yù)埋件，一是塔吊基礎(chǔ)預(yù)埋鋼筋，二是0#塊托架預(yù)壓預(yù)埋鋼絞線，三是電梯基礎(chǔ)預(yù)埋鋼筋。3承臺砼澆注承臺承臺3.1.混凝土拌合設(shè)備的保溫措施拌合站為減少混凝土拌和時的材料熱量損失，在拌合機(jī)外部，建造房屋，將拌合機(jī)封閉在內(nèi)，房屋外部的門均采用單扇側(cè)拉門，門架用角鋼焊接，架上掛厚棚布和棉布，平常外部門全部關(guān)閉?；炷吝\(yùn)輸車均在外

8、部采用棉被包裹，進(jìn)行保溫防護(hù)，確保運(yùn)輸過程砼質(zhì)量。混凝土拌合時的投料順序需要與材料加熱條件相適應(yīng)。先將加熱過的水及骨料投入攪拌機(jī)，如果材料溫度過高，在攪拌一定時間當(dāng)溫度降至40左右時再投入水泥。攪拌時間較常溫延長3.23水、砂石料的加熱及水泥的保溫方法及措施.2 施工中采用一臺2T蒸汽鍋爐，將蒸汽管道通入混凝土拌合機(jī)的水箱中對水進(jìn)行加熱，在水箱兩端各設(shè)置一個溫度傳感器以便及時監(jiān)測水的溫度，將水的加熱溫度控制在6080，水箱頂部用50mm厚的石棉保溫。骨料加熱采用2臺40kW的暖風(fēng)機(jī)在暖棚內(nèi)熱風(fēng)加熱法，在骨料堆中埋設(shè)帶孔的鋼管，用暖風(fēng)機(jī)將暖風(fēng)從管道中通入骨料中，方法簡單，可降低骨料的含水量?；炷?/p>

9、土施工時，首先將砂、石料提前置于暖棚中，暖棚支架采用160mm鋼管，外圍蓬布，內(nèi)生4個火爐。用熱風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)通入骨料堆中，加熱骨料，預(yù)熱均勻，預(yù)熱速度快，骨料含水量穩(wěn)定。3.3 承臺砼澆注 承臺一次性澆注施工。承臺砼澆注方量較大，為保證連續(xù)施工，在施工前進(jìn)行嚴(yán)密的組織。施工中采用的主要機(jī)械為：1臺砼輸送泵車、8臺砼運(yùn)輸罐車。承臺砼澆注前用空壓機(jī)將模板內(nèi)部的雜物吹凈。澆注前需要檢驗(yàn)所有相關(guān)的施工機(jī)械設(shè)備，易損壞部分要有備用器具，如震動棒等。混凝土從拌和站由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)到澆筑現(xiàn)場，泵送入模，插入式振動棒振搗，分層連續(xù)澆筑，振搗時，防止觸碰模板與鋼筋。為了保證墩身位置處砼的密實(shí)性和均勻性，澆注順序：

10、首先澆注承臺墩身預(yù)埋鋼筋位置處；然后澆注兩側(cè)，砼澆注時按30cm厚度分層澆注。澆注過程中配備10條插入式振動棒，振搗時間控制在11s16s。振動棒與側(cè)模保持不小于10cm間距，防止因其振動擾動模板。對施工人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底和現(xiàn)場指導(dǎo)工作，對施工人員指定具體振搗范圍，明確責(zé)任，互相監(jiān)督，嚴(yán)防出現(xiàn)漏振、過振現(xiàn)象，嚴(yán)格控制分層厚度，視混凝土布料厚度及時移動泵管，嚴(yán)禁出現(xiàn)砼堆積現(xiàn)象。泵送砼因水膠比較大，施工中將會出現(xiàn)不同程度的泌水現(xiàn)象，為及時將產(chǎn)生的泌水和浮漿清除，防止其影響砼的質(zhì)量，在模板的兩側(cè)設(shè)置小孔洞，將產(chǎn)生的浮漿及時排出模板外后，再行堵塞，澆注過程中專職質(zhì)檢工程師全過程旁站。砼澆注至設(shè)計(jì)標(biāo)高

11、后，人工配以3米靠尺精平，木抹二次收漿并做壓光處理，墩身位置用木抹抹平即可，防止砼表面出現(xiàn)收縮裂縫，砼澆注完畢后立即把暖棚上部蓋好，防止承臺頂面混凝土受凍，在暖棚頂部安裝4個電暖器，安放4個溫度計(jì)。4溫度控制和監(jiān)測 冬季大體積承臺施工外部保溫是關(guān)建，一是防止砼表面受凍產(chǎn)生病害；二是降低承臺砼內(nèi)外溫差。溫度監(jiān)測也是大體積承臺施工關(guān)鍵，包括承臺內(nèi)部和外部溫度的監(jiān)測，安排4個人24小時值班，按要求頻率（2小時/次）測溫，填寫測溫表格。通過測量測溫點(diǎn)得到砼內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)，通過測量暖棚內(nèi)的溫度得到砼外部溫度數(shù)據(jù)，二者經(jīng)過比較得到砼內(nèi)部各測點(diǎn)溫度變化數(shù)據(jù)和砼內(nèi)外溫差值，以便及時調(diào)整冷卻水的流量和外部溫度，降

12、低溫差，使砼內(nèi)外溫差控制在20以內(nèi)。 惠濟(jì)河大橋于11月26日澆注，澆注完成后進(jìn)行了嚴(yán)格的溫度監(jiān)測，通過實(shí)踐證明，連續(xù)通水冷卻10天，承臺內(nèi)部積聚的水化熱可由原來最高50降至30左右，內(nèi)外溫差可保持在20以內(nèi)。 5結(jié)束語通過冬季大體積承臺砼的施工，對冬季大體積砼施工控制技術(shù)可總結(jié)為：分層灌注、采用“雙摻”技術(shù)、內(nèi)降外保措施，以達(dá)到降低砼內(nèi)外溫差的目的，減少砼溫度應(yīng)力。 1.分層灌注：由于承臺的體積過大，為了減少每次水泥水化熱的產(chǎn)生，承臺分兩次進(jìn)行灌注，充分利用物理體積的減少利于水化熱的散發(fā)，同時也是為了保證砼的灌注質(zhì)量。 2.采用“雙摻”技術(shù)：在砼配合比設(shè)計(jì)時，采用摻加高效減水劑和粉煤灰，減少砼的用水量和水泥用量，有效減少水泥水化熱以降低砼內(nèi)部的溫度。 3.內(nèi)降：通過鋪設(shè)冷卻管循環(huán)流水帶走水泥的水化熱，從而降低砼內(nèi)部的溫度，減少砼內(nèi)外的溫差。 4.外保：冬季施工必須進(jìn)行外部保溫，既防止砼表面受凍，可以減少部分砼內(nèi)外部的溫差。 由于我們從混凝土配合比，混凝土保溫，以及澆注工藝、養(yǎng)護(hù)、溫