大体积拱座混凝土基础施工控制要点.docx

大体积拱座混凝土基础施工控制要点.docx

《大体积拱座混凝土基础施工控制要点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大体积拱座混凝土基础施工控制要点.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

大体积拱座混凝土基础施工控制要点

大体积拱座混凝土基础施工控制要点

团结特大桥主桥拱座采用整体式钢筋砼结构，底面设计成阶梯形，以利于拱座与地基间的传力。

拱座基础以中风化灰岩作为持力层。

两岸拱座基坑为深基坑，且位于陡峭的山坡，基坑开挖工程量大，对山体的破坏大，易引起开挖边坡的失稳。

基坑爆破开挖，应采用小间距、小装药、低爆速设计，确保对边坡、基坑不造成损害。

基坑基底岩层为稳定、完整的中风化灰岩。

但开挖面为碎石土，遇水易坍塌，开挖至基岩后，应及时将其封闭，并作边坡汇水沟将水排出。

拱座为大体积砼，采用低水化热配合比设计，并根据现场实际情况进行适当的温控设计，避免由于水化热而开裂。

施工中加强现场监控，确保砼浇筑质量和耐久性。

团结特大桥拱座主要为21#和22#交界墩，本桥共计2座，拱座挖方93150方，C30混凝土29196.3方，C40混凝土15945.8方。

一、大体积混凝土施工准备

1、技术措施

（1）将混凝土配合比单和原材试验报告审查合格后报送监理，待监理工程师签字认可后，方可进行混凝土浇筑。

（2）大体积混凝土施工应在混凝土的模板和支架、钢筋工程、预埋关键等工作完成并验收合格的基础上进行。

（3）施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要，当有断电可能时，应有双回路供电或自备电源等措施。

（4）大体积混凝土的供应能力应满足混凝土连续施工的需要，不宜低于单位时间所需量的1.2倍。

（5）混凝土的测温监控设备宜按规范规定配置和布设，标定调试应正常，保温用材料应备齐，并应派专人负责测温作业管理。

（6）施工前，对工人进行专业培训，逐级进行技术交底，建立严格的岗位责任制和交接班制度。

2、材料保障

大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。

因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

3、机械保障

每次混凝土浇筑施工中主要配备以下机械2台混凝土车载泵车、8辆容量为10m³混凝土运输车，两辆运输车作为备用。

其它小型机械备有16条插入式振动棒（8条用于振捣，8条备用）。

平板振动器4台等。

主要机具有串筒、大小平铁铲、铁板、铁杆、抹子等。

4、浇筑准备工作

（1）将每次浇筑混凝土上表面标高进行测量并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。

（2）混凝土运输车道路清理畅通。

（3）了解天气情况尽量选择在低温时段施工。

（4）浇筑混凝土时预埋的测温导线及保温随需的薄膜等应提前准备好。

（5）确保施工用电，以保证混凝土振捣及施工照明用。

二、大体积混凝土配合比

1、混凝土配合比设计的要求和一般措施

要控制砼内部温升，根本的一条就是控制砼的水泥用量，做好配合比设计。

（1）优选水泥品种，根据实际情况，采用普通硅酸盐水泥。

（2）在混凝土中添加掺合料，改善混凝土性能，降低水泥用量，减少水化热，本次配合比中，考虑内掺粉煤灰替代部分水泥，改善和易性。

（3）针对已确定的配合比设计，进行温升计算，从理论上初步确定是否需要采取降温措施。

2、配合比设计

建议混凝土中采用掺粉煤灰取代水泥用量，降低水泥用量，从而降低了水化热，改善混凝土的和易性、可泵性、粘聚性等性能。

三、大体积混凝土的温控措施

（一）、在拱座大体积砼施工中，提前进行混凝土配合比设计，确定合理的分层浇筑厚度，降低砼浇筑入模温度，从砼的拌和、运输、振捣到通水冷却、养护、保温、浇筑间歇期整个过程施行有效控制，从而达到温控目的。

按照《公路桥涵施工技术规范》，砼在施工期间不产生温度裂缝的温控标准：

砼内外温差不超过25℃，允许砼最大降温速率不超过2.0℃/d。

1、配合比设计原则

大体积砼的设计除了满足砼设计强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性（硬化过程不开裂，收缩徐变小，12小时内强度小于12Mpa）外，还应符合大体积砼施工工艺特性以及合理使用材料、减少水泥用量、降低砼绝热升温值的要求。

2、砼原材料选择原则

（1）水泥的选用原则：

拱座的结构尺寸大，砼的导热能力低，水泥产生的水化热聚集在结构内部长期不易散失，形成较大的温差和温度应力，容易形成温度裂缝，给结构造成不同程度的危害。

大体积砼所采用水泥不仅水化热要低，同时其强度应满足要求。

在选择拱座大体积砼采用何种水泥时，应把抗压强度、坍落度和砼的绝热温升综合起来考虑。

另外，不同品种的水泥对砼的需水量是不同的，因此在满足指定强度和坍落度的条件下，砼的发热量越小，水泥就越适用。

对拱座大体积砼而言，在选用水泥时，应优先考虑选用水化热较低的矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰等低热水泥，在不增加砼的发热量的前提下，也可以选用普通硅酸盐水泥。

（2）砼骨料的选择

粗骨料要求含泥量、粉屑、有机物质和其他有害物质不得超过桥涵施工技术规范的规定，骨料级配尽可能采用双级配或多级配。

良好的级配可获得水泥用量低、混凝土强度高及和易性等最佳组合。

细集料直接影响着混凝土的和易性及强度，因此细集料各项指标必须满足桥涵施工技术规范的要求，如细集料的平均粒径、含泥量、有机物质含量、细度模数等指标必须满足施工规范要求。

3、采用“双掺”技术

“双掺”指的是为改善砼的性能，在拌和砼时同时掺加粉煤灰和减水剂。

（1）粉煤灰的选择

粉煤灰的含水量、烧失量、细度筛余量、需水量等指标必须达到施工规范要求。

粉煤灰取代了部分水泥，使得混凝土的水化热降低，而且能明显的改善砼的干缩性和脆性，从而可以有效地防止温度裂缝。

同时提高砼的密实度，增加砼的抗渗性能。

（2）外加剂的选择

砼中掺外加剂有利于提高砼的工作性能、减少水泥用量、提高砼的强度、减小水灰比，改善砼的物理、力学性能。

4、砼的配合比设计

我部将根据上述原则，选用砼原材料，经过多组配合比试验，优选出的拱座大体积砼配合比，并将选定的混凝土配合比报监理工程师验证，在经监理工程师批准后方可实施。

（二）、拱座大体积砼分层、分块浇筑方案

拱座结构尺寸大，采用合理的分层、分块浇筑方案也是大体积砼温度控制的重要措施之一。

冷却水管共分为20层，采用外径50mm、壁厚2.5mm的钢管，用电焊焊接接长。

每层冷却水管按蛇形布置，平面间距按2m布置，上下层间距为1.2m或1.3m。

前十六层间距为1.3m，后四层为1.2m。

具体布置图见附页：

仁怀岸拱座冷却管布置图

遵义岸拱座冷却管布置图

合理的分块，减小砼的浇筑厚度，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围，同时也可以利用浇筑块的层面进行散热，降低砼的内部温度。

根据设计图纸，拱座几何高度较高，需要分层浇筑，仁怀岸拱座混凝土分9次浇筑完成拱座砼，遵义岸拱座混凝土分8次浇筑（具体分界线见拱座砼分块图）。

拱脚定位支架及预埋段安装完成后，一次浇筑完成拱脚预埋段部分C40混凝土。

主拱肋第八段吊装完成后，然后焊接拱脚接头及铰轴。

连接牢固后，一次浇筑完成C40封铰混凝土。

根据温控计算，混凝土内峰值温度在第6d内出现，因此层与层间浇筑间歇期定为7天。

分层浇筑施工缝外表面混凝土须凿毛清理干净，保证下层混凝土与上层混凝土良好结合。

钢筋安装的同时安装冷却水管，在浇筑混凝土前应进行试通水检查，防止管道漏水、阻塞；对不密闭的接头用塑料胶布包裹，以防混凝土浇筑过程中水泥浆窜入冷却水管内堵塞。

在浇筑混凝土达到水管标高后就开始通水，管内水流速度不低于0.6m/s。

建议连续通水30天。

冷却水的流量、通水期时间长短具体根据测定的温度进行控制、调整，若发现砼内外温差接近25℃，可加大冷却水流量，使温差减小，并结合养护、保温措施，控制混凝土外表面温度，确保混凝土的降温速度每天不超过2℃，砼内外温差不超过25℃。

冷却通水结束后，即采用30号水泥浆进行压浆封堵，水泥浆中按规范要求掺加适量的膨胀剂。

第1条、砼采取合理的养护、保温措施，减小混凝土体内外温差

为保证砼的外观质量，应采用刚度较强的大面钢模板，并适当延长拆模时间（为2天），模板外覆盖麻袋保温，同时用冷却水管出来的热水进行淋洒。

模板拆除后，立刻用麻袋覆盖砼表面，继续用热水洒水养生，以保温、保湿。

混凝土的养生不仅要考虑到混凝土强度增长要求，同时应根据温度监测数据，决定混凝土养生期的长短。

混凝土的养生期不得少于7d。

第2条、砼浇筑过程中的其他温控措施

其它温控措施包括：

1、降低原材料温度、对混凝土输送管道、溜槽、窜筒等采取遮阳措施，以降低砼的浇筑温度，严格按照控制混凝土的浇筑温度满足温控标准要求。

混凝土浇筑温度是指混凝土入仓经过振捣后，距离表面5-10厘米处的温度值。

在每次浇筑以前，提前对砂、石骨料进行洒水、遮阳处理，适当延长水泥的存放时间，同时在砼运输过程中对其采取遮阳措施。

浇筑温度一般控制在20℃内。

2、选择温度较低的天气进行混凝土浇筑施工，或将混凝土施工调整到夜间进行。

3、对砼进行二次振捣。

即在进行混凝土的分层浇筑过程中，在下层混凝土经振捣密实后，在其初凝前对其进行二次振捣，再摊铺次层混凝土，以消除砼由于沉陷产生的微裂纹，增加砼对钢筋的握裹效果。

第3条、砼温控监测方案

为了做到信息化温控施工，出现异常情况能及时调整温控措施，应在混凝土内部布设温度测点，它是温控工作的重要一环。

根据拱座的结构特点布设温度测点，并同时检测大气温度和冷却水管进出口水温。

四、拱座钢筋安装施工

在确定出混凝土的分层浇筑方案后，根据混凝土的分层厚度进行钢筋的原材料下料制作。

钢筋在钢筋房内进行下料、制作成半成品，然后运至现场绑扎、安装成形。

钢筋在绑扎前，应在基础垫层上精确放样拱座各控制点，用墨线弹出结构轮廓线，用于控制钢筋的布置间距、规格、型号。

同时用脚手架钢管搭设临时支撑架，钢筋骨架形成后，设置钢筋或钢管斜撑稳固牢靠后，拆除支撑架。

按照设计要求，所有的永久外露表面在钢筋保护层内铺设防裂钢筋网，防裂钢筋网与主筋牢固绑扎。

为控制保护层厚度，在钢筋笼底筋底面按梅花状支垫一定数量的混凝土垫块，在侧面的钢筋网上也按梅花状挂设一定数量的混凝土垫块。

垫块与主筋进行绑扎固定。

钢筋的安装与砼的分层厚度相匹配，按照分层厚度安装完成一层钢筋后，安装模板，浇筑该层拱座砼。

拱座钢筋筋采用直螺纹连接，其接头质量须满足施工技术规范要求。

拱座钢筋的安装质量各项指标须满足设计及施工规范要求。

五、拱座模板的安装、拆除

模板加固方案：

拱座侧面模板外搭设钢管支架加固，采用立柱、横杆、斜撑组合，钢管尾端支撑在基坑壁上，抵抗混凝土浇筑过程中产生的侧压力。

对于斜面模板，采用在基坑垫层或已浇混凝土中预埋锚筋，模板外侧搭设钢管加固支架以控制斜面混凝土线性，用φ16钢筋作拉杆，一端与预埋钢筋焊接连接，一端用□100×100×10mm钢板垫板加螺栓锚在支架上，用于抵抗混凝土浇筑过程中产生的侧压力和上浮力，拉杆纵横间距控制在0.8～1m。

模板安装前，在其内侧涂刷脱模剂。

模板间的接缝保持严密、不露浆。

先后浇筑的分块砼施工时，模板与先浇筑的混凝土要有10～20cm的搭接。

模板的尺寸、刚度、表面平整度及安装质量需满足施工技术规范要求。

六、混凝土拌和、运输、浇筑方案

混凝土应集中拌和站拌制，便于质量控制。

由于混凝土拌和温度（出仓温度）决定混凝土浇筑温度，控制好混凝土拌和原材料温度可以明显降低混凝土拌和温度。

因此，拌和站原材料料仓均搭设大棚，防止骨料被阳光直晒。

配料机输送带、混凝土拌制平台采取遮阳板半密封，夏季大气温度过高时，可通冷气或喷淋水法降低骨料温度。

另一方面，可以采取加冰拌和方法，加冰量根据拌和气温确定。

1、混凝土浇筑

（1）混凝土采用推移式连续浇筑，缩短间歇时间，并应在前层混凝土初凝前将次层混凝土浇筑完毕，层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间，初凝时间通过实验确定，当间歇超过初凝时间时，面层按施工缝处理。

（2）优选科学合理的浇筑方法，本工程拱座混泥土浇筑采用分层浇筑，分层厚度为0.30m，采用车泵输送进行泵送，尽量加大砼的散热面和散热时间。

（3）混凝土浇筑过程中的质量控制应从两个方面逆行考虑：

首先保证混凝土在浇筑运输期间不出现离析、分层和坍落度不稳等问题；其次避免因分层浇筑时间的间隔，而使前层混凝土凝结后，再浇筑次层混凝土造成施工冷缝，保证混凝土的均匀性和密实性。

（4）施工过程中，应采取防止受力钢筋、定位筋、预埋件等位移和变形的措施，及时清除混凝土表面的泌水。

（5）混凝土的振捣，根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度，在每条浇筑带前、中、后各布置1道φ50插入式振动棒。

第1道布置在混凝土卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面筋流入底层；第2道设置在混凝土的中间部位，振捣手负责斜面混凝土的密实；第3道设置在坡脚及底层钢筋处，振捣手负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实。

振捣手振捣方向为，下层垂直于浇筑方向自下而上，上层振捣自上而下，振捣时，本着快插慢拔的原则，振点要均匀，插入间距不大于50厘米，并成梅花形布置，振捣时间以混凝土表面不冒泡、呈现浮浆和不再下沉为准，严禁振捣时间过长，使其粗骨料下沉，砼匀质性差，造成表面浮浆过厚，产生裂纹。

振捣第二层时要将振动棒插入第一层混凝土内10厘米以上，浇筑振捣混凝土过程中，由专人平扒混凝土，使其上部钢筋网眼外露，防止产生表面覆盖，内里产生空洞。

浇筑时随时观察坡面混凝土的情况，保证混凝土表面随时有新的混凝土覆盖，以免出现冷缝。

对混凝土在初凝前进行二次振捣，散发其内温和增加密实性减少表面所产生的泌水现象。

（6）混凝土泌水处理

混凝土在前期浇筑过程中，泌水会被混凝土赶向积水井等低洼处，然后用软轴抽水机抽出泌水。

混凝土浇筑的后期，处理泌水的方法是改变混凝土的浇筑方向，即最后浇筑混凝土时从最后端往回浇筑，与原浇筑斜坡相交成一条集水沟，另外有意加强两侧混凝土的浇筑速度，这样集水沟逐步在中间缩小成小水坑，然后软轴抽水机抽出泌水。

（7）表面处理

混凝土浇筑约3h后，初步按标高用长刮尺进行拍打振实后，并抹平刮平赶走表面泌水，在初凝前用铁滚桶纵横碾压数遍，待混凝土收水沉实后，用木抹子搓平混凝土表面，为更好的封闭混凝土表面收水裂缝，进行二次抹压，然后覆盖1层塑料布保湿养护。

由于混凝土坍落度原因会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。

为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

（8）大体积砼施工的要求

1）对于本工程大体积砼施工重点是

一、控制砼内部的温升

二、控制砼表面温度。

对此，有关规范做出了相应规定。

根据《块体基础大体积砼施工技术规程》（YBJ224-92）的要求，一般情况下，温控指标不宜大于下列数值：

a、砼浇筑块体在浇筑入模温度基础上最大温升值为35℃；

b、砼浇筑块体的内外温差为25℃；

c、砼浇筑块体的降温速度为1.5℃/d；

原《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）也有如下规定

1）第4.4.17条规定：

大体积砼的浇筑应合理分段分层进行；使砼沿高度均匀上升；浇筑宜在室外气温较低时进行；砼浇筑温度不宜超过30℃。

2）第4.5.3条规定，对大体积砼的养护，应根据气温条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的砼表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围以内，当设计无要求时，温差不宜超过25℃。

（9）特殊气候下的施工

1、高温时段浇筑混凝土时，采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施，混凝土的入模温度控制在30℃以下。

混凝土浇筑后，及时进行保湿保温养护，条件许可，尽可能的避开高温时段浇筑。

2、大风天气浇筑混凝土时，在作业面应采取挡风措施，并增

加混凝土表面的抹压次数，应及时覆盖塑料薄膜。

3、雨天不宜浇筑混凝土，当需施工时，应采取确保混凝土质量的措施。

浇筑过程中突遇大雨天气时，应及时在结构合理部位留置施工缝，并应尽快中止混凝土浇筑，对已浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。

（10）应急保障措施

本工程砼浇筑体量较大，砼浇筑过程中最关键的就是连续性，为防止出现意外情况造成对砼浇筑质量的影响，针对本工程应做以下准备：

1、现场配备临时发电机一台，防止突然停电时现场利用发电机发电施工；

2、现场备用一台输送泵，防止浇筑过程中所使用的车泵出现故障，影响砼浇筑的连续施工；

3、配备足够砼运输车，并备用2辆以防运输过程出现故障，可以及时的进行补充，不耽误现场浇筑时间；

4、现场备用3台振动棒，2台平板振动器及其它工具若干，防止现场工具使用过程中损坏后及时更换。

5、浇筑时如因特殊情况或突发事件导致混凝土浇筑无法进行，需对已浇筑混凝土设置临时竖向施工缝，待下次混凝土浇筑前，应安排人员崭錾施工缝处的松散砼，用水冲洗干净后，用同标号的砂浆引浆后，再行浇筑。

七、混凝土试块留置及砼的养护

1、砼的养护

（1）应专人负责保温养护工作，并应按本规范的有关规定操作同时应做好测试记录。

（2）混凝土表面采取蓄水覆盖塑料薄膜养护，养护持续的时间不得少于14d，经常检查塑料薄膜和蓄水的情况，及时加水保证蓄水厚度，并保持混凝土表面薄膜包裹严密和和塑料布内有凝结水。

（3）在混凝土浇筑完毕初凝前，立即进行喷雾养护工作。

（4）当砼内部与表面温度之差不超过20℃，且砼表面与环境温度之差也不超过20℃时，逐层拆除保温层，当砼内部与环境温度之差接近内部与表面温差控制值时，则全部撤掉保温层，撤除保温材料后，应继续浇水养护，浇水养护时间不少于14天。

（5）养护层厚度的增减根据里表温差情况及温度率而定，在混凝土升温和早期降温过程中要加强养护。

（6）大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土，地上结构应尽早进行装饰，不宜长期暴露在自然环境中。

2、试块的留置

拱座混凝土强度为C30和C40，，砼坍落度为140±20mm。

派专人到现场协调、配合现场施工，确保砼供应及时。

根据混凝土留置计划，每次浇筑混凝土超过1000方时，每200方混凝土留置1组标准养护试块，最大混凝土量3700m³需留置12组标准养护试块，留置6组同条件养护试块。

无抗渗要求，不需留抗渗试块。