大體積混凝土施工工法

1、大體積混凝土施工工法一、前言在普通混凝土配合比設計規(guī)程（JGJ/T55）中對大體積混凝土解釋為“混凝土結構物中實體最小尺寸大于或等于1m或易引起裂縫的混凝土".某大橋鐵路引橋TZQ1標工程是國家、鐵道部重點工程,某公司承擔的本標段主要特大橋有某左線引橋1橋、某右線橋0臺28#墩、某左線引橋88175墩，計156跨5069。45延米，共有2臺153墩，其中承臺高度最大4m，寬由4。8m到9.6m不等，長度最大達18.6m，墩身高度由5m26m不等，墩身寬度最大達16。8m,厚度最大達6m，均屬于大體積混凝土施工。大體積混凝土結構的截面尺寸較大,施工技術和施工組織都較復雜，施工時應十分慎

2、重，否則易出現(xiàn)質(zhì)量事故，造成不必要的損失.為此，我項目部積極組織人員進行學習、研究、實踐,解決了大體積混凝土施工過程中的許多技術問題。并形成了大體積混凝土施工工法現(xiàn)對該工法介紹如下：二、工法特點1、施工簡便,工藝程序清晰易懂，施工人員易于掌握；2、施工過程易于控制，施工質(zhì)量易于保證；3、有效預防了大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生；三、適用范圍 本工法適用于大體積混凝土施工，對大體積承臺、墩身混凝土施工效果尤為明顯。四、工藝原理混凝土與一般物質(zhì)一樣，具有熱脹冷縮的物理性質(zhì)，當混凝土內(nèi)外溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度變形,在表面引起拉應力.當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度

3、變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,也會導致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的110左右，由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定等因素在混凝土內(nèi)存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。通過混凝土原材料把關、配合比選定、埋設循環(huán)水管、混凝土攪拌、運輸、澆注過程的控制,以及后期通過混凝土養(yǎng)護、控制水溫以降低混凝土內(nèi)外溫差，防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫,保證大體積混凝土施工質(zhì)量.五、工藝流程及操作要點1、模板處理(1）承臺施工我們采用組合鋼模板，首先

4、按照設計圖紙進行挑選，模板邊角順直、平整、潔凈、模板肋齊全、板眼一致。清理干凈后刷脫模劑。（2）墩身施工為分節(jié)整體鋼模板，墩身模板處理是墩身質(zhì)量好壞關鍵之一.因此模板進場后，先進行試拼。合格的模板經(jīng)過清洗、打磨、灰漿抹面、打磨拋光、干燥、均勻涂刷、涼干、3小時后重新涂刷。模板打磨應認真仔細,特別是模板拼縫處打磨需達到手摸時感覺無明顯錯臺方可，板縫在模板安裝時用雙面膠粘縫。根據(jù)現(xiàn)場施工情況及我項目分部兩次試驗墩情況，我們采用色拉油摻變壓器油或ZM90長效脫模劑進行刷涂.2、鋼筋綁扎鋼筋安裝前，先根據(jù)設計圖紙的鋼筋間距劃進行定位，再進行綁扎.綁扎的鋼筋要求橫平、豎直，規(guī)格、位置、數(shù)量、間距正確，為

5、后期混凝土施工考慮,如大體積混凝土結構內(nèi)鋼筋排列較密，應留出振動泵活動空間，便于振搗。3、混凝土施工（1）材料選定水泥我項目分部采用普通硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥與礦渣水泥相比,水化熱較后者要大，但經(jīng)計算其水化熱值能夠滿足施工需要，所配制的混凝土和礦渣水泥相比，耐久性要好，且用普通硅酸鹽水泥配制的混泥土拆模后混凝土表面光澤均勻,外觀較好。粗骨料混凝土的粗骨料粒徑愈大,則總表面積愈小，混凝土的需水量也愈小，則愈節(jié)約水泥，但最大粒徑過大，混凝土的稠度就低,易發(fā)生離析.綜合考慮并結合原材料的地域性，我項目分部采用級級配的碎石,分別為519mm和1926.5mm ， 采用級級配時，如遇泌水情況，增強了

6、粗骨料級配調(diào)整的可操作性。在大體積混凝土中，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形,又嚴重降低了混凝土的抗拉強度,對抗裂的危害性很大。為此，我項目分部嚴格控制粗骨料含泥量不大于5。細骨料水泥用量減少,則水用量減少，在保證砂率的情況下，應當降低砂的比表面積,因此我項目分部使用中粗砂，其細度模數(shù)在2。73。1之間，并控制其含泥量不大于1%.水拌制和養(yǎng)護混凝土用水均采用飲用水。粉煤灰摻和料主要是級粉煤灰,摻加粉煤灰代替水泥可降低水化熱,降低混凝土的絕對升溫值。外加劑外加劑種類多，常用的有減水劑、引氣劑、早強劑、緩凝劑。摻入外加劑,不僅可以使混凝土的工作性能有明顯改善,同時可以減少用水量，節(jié)約

7、水泥，從而降低水化熱。外加劑我項目分部采用FDN5高效減水劑。在冬季施工時，因混凝土工作特性能滿足需求，則不加入外加劑。（2）配合比選定混凝土配合比根據(jù)原材料性能、混凝土的技術條件和設計要求進行設計,并通過試拌調(diào)整后確定，應符合國家現(xiàn)行普通混凝土配合比設計規(guī)程(JGJ55）的有關規(guī)定。在保證混凝土具有良好工作性能的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高(高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高抗拉性能的抗裂混凝土.遵循以上原則，我項目分部在選定配合比時的具體原則如下:在保證混凝土強度的條件下

8、，摻入粉煤灰來降低水泥水化熱,粉煤灰的質(zhì)量等級應不低于級。 混凝土最小水泥量不低于300kg/m3，有摻合料的混凝土水泥量可適當降低但不宜低于260kg/m3，水泥用量根據(jù)試驗室試配確定。 水灰比宜控制在0。450。5之間，最高不超過0。55;用水量在170kg/m3左右.砂率宜控制在35%45%，灰砂比宜為1:2l:2.5。混凝土中總含堿量使用堿活性骨料時限制在3kg/m3 以下。混凝土的初凝控制在4h左右.冬季施工混凝土配合比應進行調(diào)整，選用較小的水灰比和較小的坍落度。以下列出我項目分部承臺、墩身施工在高溫及低溫季節(jié)代表性的混凝土配合比，僅供參考：施工部位施工季節(jié)配合比水泥細骨料粗骨料水摻

9、和料外加劑承臺高溫季節(jié)12。253.660。530。270。01低溫季節(jié)11。943。300。550。25墩身高溫季節(jié)12。043。330.500。220.0061低溫季節(jié)11。993。250.550。25（3）混凝土攪拌為減小稱量偏差，我們制定有嚴格的過磅制度,以保證原材料的稱量偏差不大于1%，混凝土拌制前,測定砂、石含水率,并根據(jù)測試結果和理論配合比調(diào)整材料用量,形成施工配合比。當遇雨天或含水率有顯著變化時,增加粗、細骨料含水率檢測次數(shù),并及時調(diào)整骨料和水的用量。在夏季施工溫度較高時,在砂石料堆放場搭設簡易遮陽裝置，并采用拌和混凝土時加冰、用水將骨料冷卻、夜間灌注等方法以降低混凝土的澆筑溫

10、度。在冬季施工溫度較低時,水泥在使用前運入暖棚內(nèi)預熱，并對攪拌用水進行加熱，混凝土攪拌時間較常溫延長50。（4）混凝土運輸我項目分部混凝土運輸采用混凝土攪拌運輸車，為保證混凝土連續(xù)澆筑的要求，攪拌運輸車的數(shù)量根據(jù)施工現(xiàn)場距離攪拌站的距離、路況等因素決定,一般要求間隔時間不大于30min。由于混凝土在運輸過程中可能發(fā)生離析、漏漿、嚴重泌水及坍落度損失過多的等現(xiàn)象，運到現(xiàn)場混凝土的和易性、坍落度隨時檢查.并且攪拌站與施工現(xiàn)場建立了密切的聯(lián)系,防止意外發(fā)生。(5）混凝土澆筑澆筑混凝土前應將模板內(nèi)的雜物和鋼筋上的油污等清除干凈。混凝土澆筑時,為防止混凝土離析我們采用串筒施工，底節(jié)串筒下口距澆筑部位不大

11、于2m，以保證混凝土自由傾落高度不超過2。0m（串筒由本項目分部自行設計制作）混凝土從汽車泵中直接輸送澆筑時，混凝土出口到已澆筑混凝土面的距離宜為50cm?；炷翝仓俣雀鶕?jù)實際情況決定,一般控制在1。0m/h.混凝土澆筑方法采用整體分層連續(xù)澆筑，為了使混凝土不出現(xiàn)冷縫,要求前后澆筑混凝土間隔時間控制在1。5小時以內(nèi).混凝土振搗人員要由有豐富的混凝土施工經(jīng)驗的專業(yè)人員操作，保證混凝土的施工質(zhì)量，振搗時采用插入式振搗器，垂直振搗,振搗時要做到快插慢拔,(快插是為了防止先將表面混凝土振實而與下面混凝土發(fā)生分層、離析現(xiàn)象;慢拔為了使混凝土能填滿振動棒抽出時造成的空洞混凝土）.插入試振搗器的移動間距為

12、30cm50cm,視混凝土的坍落度而定，插點均勻布置。當采用泵送混凝土時，振搗時間每個振點為10s。振搗時不過振也不漏振,視混凝土表面呈水平不再顯著下沉，表面泛出灰漿為準.澆筑混凝土面出現(xiàn)泌水時，及時排出，同時要求澆筑面四周比中間高,泌水往混凝土中間集中。冬季進行混凝土施工時,需要控制混凝土入模溫度的高低。我們要求冬季混凝土的入模溫度不低于5。（6）混凝土溫度控制及養(yǎng)護當混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形，導致混凝土開裂.因此溫度控制的核心內(nèi)容就是控制混凝土的內(nèi)部與表面溫差,我們要求其差值不得大于25。為搜集更多數(shù)據(jù)，我們在試驗墩內(nèi)安裝了測溫探頭，測試元件采用高精度數(shù)字化傳

13、感器。根據(jù)混凝土的形狀,尺寸，在混凝土的中心及表面布置測點，布置在混凝土表面的傳感器離模板內(nèi)側水平距離23cm。為測試循環(huán)水系統(tǒng)對降低墩身內(nèi)外溫差的效果，后期我們又在試驗墩內(nèi)同時安裝循環(huán)水系統(tǒng)及測溫探頭，根據(jù)試驗墩搜集的資料表明,混凝土內(nèi)部溫度在澆筑3天后達到峰值,以后隨時間內(nèi)部溫度逐漸降低。至第7天后,循環(huán)水溫度與外界環(huán)境溫度基本持平,第8天可以拆除循環(huán)水系統(tǒng).后期承臺及墩身大體積混凝土施工時，我們均埋設有循環(huán)水系統(tǒng)，從混凝土施工開始12小時后設專人定時測溫，隨時監(jiān)控混凝土內(nèi)的溫度變化,當混凝土體內(nèi)外溫差超過25時，對循環(huán)水進行部分更換，每次換水只調(diào)整5左右，防止循環(huán)水驟然降溫.通過循環(huán)水降

14、溫系統(tǒng)，保證了混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度溫差小于25.養(yǎng)護是大體積混凝土施工的關鍵環(huán)節(jié),應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養(yǎng)護。夏季施工當氣溫高于30 時,模板周圍預先懸掛一層草袋，澆筑完成后,定時向草袋澆水降溫；氣溫低于30 時，澆筑完成后可直接向模板表面澆水降溫。 冬季當天氣當氣溫在510之間時，對拆模后的承臺外露面加以覆蓋，防止砼表面冷卻過快,產(chǎn)生收縮裂紋。墩身模板表面懸掛一層草袋進行保溫；當氣溫在05之間時,懸掛雙層草袋進行墩身保溫；當氣溫在0左右時懸掛兩層草袋,在外層用彩條布包裹保溫；當氣溫在0以下時且持續(xù)時間較長，則搭設溫棚進行保溫養(yǎng)護. 六、施工機具設備（見表1)表1 主要機具設備

15、序號機械設備名稱規(guī)格及型號數(shù)量備注1砼攪拌機70m3/h強制攪拌機12砼罐車6m3視運輸距離及用量而定3吊車20t至少1臺4吊斗2m3至少一個5串筒高50cm，上口直徑35cm,下口直徑25cm視澆注實體高度而定6車泵6m31臺與吊車不同時使用7砼振動泵50不少于2臺8測溫儀WPl801臺9測溫探頭銅測溫探頭視澆注實體而定10鍋爐滿足需要即可1臺冬季施工用七、勞動組織及安全1、勞動組織見表2表2 勞力組織混凝土澆注階段序號工種人數(shù)備注1管理人員4其中攪拌站1名，施工現(xiàn)場1名，技術人員2名2試驗檢測23領工員24機械、罐車司機4人數(shù)根據(jù)機械數(shù)量而定5生產(chǎn)工人20包括振搗人員6名混凝土養(yǎng)護階段序號

16、工種人數(shù)備注1管理人員2施工現(xiàn)場1名,技術人員1名2試驗檢測13領工員14生產(chǎn)工人22、安全控制措施（1）所有參加作業(yè)的人員進行安全教育，考試合格后方可施工.(2）施工人員進入現(xiàn)場必須正確佩戴安全帽,嚴禁酒后作業(yè)。(3）現(xiàn)場應有足夠的照明，動力、照明線需埋地或設專用電桿架空敷設。（4）所有機電設備均需按規(guī)定進行試運轉，正常后投入使用。(5）所有電源設備均應設有漏電保護器。（6）振搗人員應戴橡膠絕緣手套，穿絕緣靴.（7）振搗器應用絕緣良好的四芯橡膠軟線并應接地良好,開關及插頭應完整良好，嚴禁直接將電線插入插座。（8）施工時注意交叉作業(yè)，認真觀察施工環(huán)境的地況，清除危險因素,防意外跌傷、碰傷。（9

17、)施工時合理安排，保證施工人員有充分的休息時間,防止疲勞作業(yè)。八、質(zhì)量要求1、必須滿足以下驗標及規(guī)范的要求(1）鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗收標準（2）鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范（3）鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定(4）鐵路工程結構混凝土強度檢測規(guī)程（5）鐵路橋涵施工質(zhì)量驗收標準(6)鐵路橋涵施工規(guī)范2、質(zhì)量控制措施（1)橋梁墩身模板加工須做到大面平整、光滑、不漏漿。（2）水泥必須有出廠合格證及試驗報告，對其品種、標號、出廠日期進行檢查驗收，合格方可使用；摻合料的質(zhì)量必須符合國家標準的要求;混凝土骨料的選用必須與配料單相符.攪拌站自動計量裝置定期校驗.（3)拌制混凝土所用的各項材料應嚴格

18、按混凝土施工配合比配料。（4）混凝土必須充分拌合，每盤(0。75m3）拌合時間不少于120s。（5）混凝土運輸車內(nèi)壁應平整、不吸水、不漏水，并經(jīng)常清除粘附的混凝土。（6）混凝土攪拌車在運輸拌制好的混凝土時,慢速攪動。卸料前應以常速再次攪拌；每天使用完后應清洗.（7）混凝土振搗應在施工之前先確定插點之間間距以及排列形式,確保施工人員心中有數(shù)，振搗棒每次應插入下層混凝土510cm。（8）施工中混凝土振搗時間應適當且不得漏振或過振。(9)混凝土澆筑時嚴格控制分層厚度。層與層之間間隔時間不超過2小時。（10)混凝土澆筑完成養(yǎng)護期間設專人值班測定混凝土內(nèi)部與表面溫度，溫差一旦接近25，及時向上級匯報同時采取相應措施。九、效益分析(見表3)表3 效益分析對照表施工方法成本勞動力施工周期質(zhì)量狀況社會效益采用本工法之前返工、窩工、材料使用、安排不合理等因素造成成本偏高重復施工及施工縫處理等增加人工技術停歇時間長、工序環(huán)節(jié)交叉多,工期長外觀不美觀，表面有蜂窩,麻面社會效益不明顯采用本工法以后能節(jié)約成