水利工程施工經(jīng)典教材-第5章-混凝土工程9頁

1、第5章 混凝土工程至今，混凝土壩在高壩中占的比重較大，特別是重力壩、拱壩應(yīng)用最普遍?；炷翂问┕ぶ?，大量砂石骨料的采集、加工，水泥和各種摻和料、外加劑的供應(yīng)是基礎(chǔ)，混凝土制備、運輸和澆筑是施工的主體，模板、鋼筋作業(yè)是必要的輔助?；炷恋氖┕すに嚵鞒倘鐖D。 第一節(jié) 骨料料場規(guī)劃和生產(chǎn)加工 砂石骨料是混凝土最基本的組成成分。 一 骨料料場規(guī)劃     骨料料場規(guī)劃是骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 砂石骨料的質(zhì)量是料場選擇的首要前提。      1. 骨料料場規(guī)劃的原則     &

2、#160;搞好砂石料場規(guī)劃應(yīng)遵循如下的原則.         1) 滿足水工混凝土對骨料的各項質(zhì)量要求，其儲量力求滿足各設(shè)計劑級配的需求，并有必要的富裕量。          2) 選用的料場，特別是主要料場，應(yīng)該地開闊，高程適宜，儲量大，質(zhì)量好、開采季節(jié)長，主輔料場應(yīng)能兼顧洪枯季節(jié)互為備用的要求。         3) 選用可采率高，天然級配與設(shè)

3、計級配較為接近，用人工骨料調(diào)整級配數(shù)量少的料場。         4) 料場附近有足夠的回車和堆料場地，且占用農(nóng)田少。         5) 選擇開采準(zhǔn)備工作小，施工簡便的料場。       2、 骨料的加工過程       天然的骨料需要通過篩分分級，人工骨料需要通過破碎、篩分，其生產(chǎn)流程土如土52所示。  

4、;     3、 骨料開采量的確定      骨料開采量取決于混凝土中各種粒料的需要量。若第i組骨料所需的凈料量為q，則要求開采天然的總量Qi可按下式計算 Qi（1k）qi/pi 式中 k骨料生產(chǎn)過程中的損失系數(shù)，為各生產(chǎn)環(huán)節(jié)損失系數(shù)的總和，即kk1+k2+k3+k4;其中k1，k2，k3，k4參見表51 pi天然骨料中第I種骨料粒徑含量的百分?jǐn)?shù)。 第i 種骨料凈料需要量qi與第j種標(biāo)號混凝土的工程量vj有關(guān)，也與該標(biāo)號混凝土中第 種粒徑骨料的單位用量eij有關(guān)。于是，第I種骨料的凈料需要量qi

5、可表達(dá)為： qi=(1+kc)eijVj 式中，kc為混凝土出機后運輸、澆筑中的損失系數(shù)，約為1%2%。        4、 骨料生產(chǎn)能力的確定 嚴(yán)格來說，骨料生產(chǎn)能力由其需求量來確定，實際需求量與各階段混凝土澆筑強度有關(guān)，也與上一階段結(jié)束時的儲存量有關(guān)。若骨料還需銷售，則銷售量也是供需平衡的一個因素。據(jù)此可確定骨料加工的生產(chǎn)能力P(m3/h) 式中 V骨料生產(chǎn)高峰期的總產(chǎn)量 ，m3。 T骨料生產(chǎn)高峰時段的月數(shù)。 K1高峰時段骨料生產(chǎn)的不均勻系數(shù)，可取1.01.4； K2時間利用系數(shù)，可取0.80.9； m每月有效工作時數(shù)，

6、可取20h； n每月有效工作日數(shù)，可取2528d。 5、 天然骨料的開采設(shè)備 天然骨料開采，在河灘多用索鏟。采砂船是在一定水深中采掘沙礫石的機械。 二 骨料加工和加工設(shè)備         將采集到的毛料加工，一般需要通過破碎、篩選和沖洗，制成符合級配，除去雜質(zhì)的碎石和人工砂。根據(jù)骨料加工工藝流程，組成骨料加工廠。         1、 骨料的破碎        使用破

7、碎機械碎石，常用的設(shè)備有顎板式、反擊式和錐式三種碎石機。         2、 骨料的篩分         為了分級，需將采集的天然毛料或破碎后的混合料篩分，分級的方法有水力賽分和機械篩分兩種。大規(guī)模的篩分多用機械篩分，有偏心振動和慣性振動兩種。         3、 砂的水力分級       &#

8、160; 無論天然砂還是人工砂通常多用水力分級，這時分級和沖洗同時進行，也有用沉砂箱承納分流后的污水砂漿，經(jīng)初洗后再送入洗砂機清洗。         4、 骨料加工廠         大規(guī)模的骨料加工廠，常將加工機械設(shè)備按工藝流程布置成骨料加工工廠。其中，以篩分作業(yè)為主的加工廠稱篩分樓。 三 骨料的堆存       為了適應(yīng)混凝土生產(chǎn)的不均勻性，可利用堆場儲備一定數(shù)量

9、的骨料，以解決骨料的供求矛盾。骨料儲量多少，主要取決為生產(chǎn)強度和管理水平，通?？砂锤叻鍟r段月平均值的50%80%考慮。汛期、冰凍期停采時，需按停采期骨料需用量的20%的裕度考慮。第二節(jié) 模板和鋼筋作業(yè) 板和鋼筋作業(yè)是鋼筋混凝土工程中的重要輔助作業(yè)。合理組織模板和鋼筋作業(yè)，不僅對保證混凝土工程質(zhì)量，加快施工進度具有重大意義，而且會帶來明顯的經(jīng)濟效益。 一 模板作業(yè)      1、模板的作用      模板的主要作用是對新澆筑塑性混凝土起成型和支撐作用，同時還具有保護和改善混凝 土表面質(zhì)量的作用。

10、    2、模板的基本類型     根據(jù)制作材料，模板可分為木模板、鋼模板、混凝土和鋼筋混凝土預(yù)制模板；根據(jù)架和      工作特征，模板可分為固定式、拆移式和滑動式。     3、模板的基本要求、選型和設(shè)計荷載   ( 1) 模板的基本要求 就成型而言模板要求拼裝嚴(yán)密準(zhǔn)確，不漏漿，表面平整，不產(chǎn)生過大的變形；就支撐作用而言，模板要求強度足夠，機構(gòu)堅固，能支撐各種設(shè)計荷載；就保護作用而言，模板應(yīng)有

11、力于混凝土凝固，寒冷地區(qū)應(yīng)有利于報溫，高速水流作用部位，應(yīng)有利于抗沖、耐磨、防止氣蝕破壞；就方便施工、節(jié)約投資而言，應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，制作、安裝和拆除方便，盡量標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，提高周轉(zhuǎn)率，消耗工料少，成本低。   （2） 模板的選型 使用的最多的是拆除式模板。   （3） 模板的設(shè)計荷載 模板及其支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，必須能承受施工中可能出現(xiàn)的最不利組合，其結(jié)構(gòu)變形應(yīng)在允許范圍內(nèi)，模板及其支撐承受的荷載分基本荷載和特殊荷載兩類。    基本荷載有：    1） 模板及其支架的重量。

12、   2） 新澆混凝土的總量。    3） 鋼筋總量。    4） 工作人員和澆筑設(shè)備、工具等荷載。    5） 振搗混凝土產(chǎn)生的荷載。    6） 新澆混凝土的側(cè)壓力和混凝土初前的側(cè)壓力與混凝土的澆筑速度、搗實方法、凝固速度、塌落度以及澆筑塊的平面尺寸等因素有關(guān)，其中以前三個因素關(guān)系密切。 特殊荷載有：     1） 風(fēng)荷載。     2） 上列7項荷載以外的其他荷

13、載。   4、 模板的制作、安裝和拆除   （1） 模板的制作 通常設(shè)專門的加工廠制作模板，采用機械化流水作業(yè)，以有利于提高模板的生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。   （2） 模板的安裝 模板安裝必須按設(shè)計圖紙測量放樣，并且應(yīng)經(jīng)常保持足夠的固定設(shè)施，以防模板傾覆。     (3) 模板的拆除 拆除時間應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、氣溫和混凝土強度的增長情況而定。第三節(jié) 混凝土的制備 一 混凝土拌和設(shè)備及其生產(chǎn)能力的確定        拌和機是制備混凝土的

14、主要設(shè)備，拌和機拌制混凝土有兩種方式：一種是利用可旋轉(zhuǎn)的拌和筒上的固定葉片，將混凝土料帶至筒頂自由跌落拌制；另一種是裝料鼓筒不旋轉(zhuǎn)，固定在軸上的葉片帶動混凝土進行強制拌和。       每臺拌和機的小時生產(chǎn)率P可按下式計算。 式中 N每臺拌和機每小時平均拌和次數(shù)； V拌和機出料容量，m3; t1進料時間，自動化配料為1015s,半自動化配料為1530s; t2拌和時間，隨拌和機容量、坍落度、氣溫而異。 t3出料時間，一般頃翻式為15s，非頃翻式為2530s； t4必要的技術(shù)間歇時間，對雙錐式為35s； Kt時間利用系數(shù)。 二 拌和站、

15、拌和樓及其設(shè)備容量        混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)澆筑強度確定生產(chǎn)規(guī)模，按用料分散或集中情況設(shè)拌和站和或拌和樓。        拌和樓式集中布置的混凝土工廠，常按工藝流程分層布置，分為進料、貯料、配料、拌和及出料共五層。       拌和設(shè)備容量的確定：       拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)能滿足混凝土質(zhì)量品種和澆筑強度的要求。混凝土拌和

16、設(shè)備需要滿足的小時生產(chǎn)能力P0的計算式： 式中 n高峰月每日平均工作時數(shù)，一般取20h； m高峰月有效工作日數(shù)，一般取25d； K小時生產(chǎn)不均勻系數(shù)，可按1.5考慮； Qmax混凝土高峰澆筑強度 第四節(jié) 混凝土的運輸方案 混凝土運輸時連接拌和與澆筑的中間環(huán)節(jié)。運輸過程包括水平和垂直運輸。從混凝土出機到澆筑倉前，主要應(yīng)完成水平運輸，從澆筑倉前至倉里主要完成垂直運輸。 一 混凝土的水平運輸設(shè)備       通?；炷恋乃竭\輸有有軌和無軌運輸兩種，前者一般用軌距762mm或1000mm的窄軌機車托運平臺完成。 汽車運輸有用自卸車直接盛混凝

17、土，運送并卸入與起重機不脫鉤的 臥罐內(nèi)，再將臥罐吊運入倉卸料。 二 混凝土的垂直運輸設(shè)備    1.門式起重機    2.塔式起重機    3.纜式起重機    4.履帶式起重機 三 混凝土運輸澆筑方案    大壩及其它建筑物的混凝土運輸澆筑方案有如下幾種.   （一） 門、塔機運輸澆筑方案      1. 門、塔機棧橋運輸澆筑方案    

18、0; 2. 門、塔機無棧橋方案 （二） 纜機運輸澆筑方案       1.纜機同其他起重機組合的澆筑系統(tǒng)      2.立體交叉纜機澆筑系統(tǒng)      3.輻射式纜機澆筑系統(tǒng)（三）輔助運輸澆筑方案     1.履帶式起重機澆筑方案     2. 汽車運輸澆筑系統(tǒng)    

19、 3.皮帶運輸機澆筑方案四 混凝土運輸澆筑方案的選擇及起重機械數(shù)量的確定（一）混凝土運輸澆筑方案的選擇    混凝土運輸澆筑方案的選擇通常應(yīng)考慮如下的原則。     1）運輸效率高，成本低，運輸次數(shù)少，不宜分離，容易保證質(zhì)量。     2）起重設(shè)備能夠控制整個建筑物的澆筑部位;      3)主要設(shè)備型號單一，性能優(yōu)良，配套設(shè)備能使主要設(shè)備的生產(chǎn)能力充分發(fā)揮。  &#

20、160;  4）在保證工程質(zhì)量的前提下能滿足高峰澆筑強度的要求；     5）除滿足混凝土澆筑外，同時能最大限度的承擔(dān)模板、鋼筋、金屬結(jié)構(gòu)及倉面的小型機據(jù)的吊運工作。     6）在工作范圍內(nèi)，設(shè)備利用率高，不壓澆筑塊，或不因壓塊而延誤澆筑工期。（二）起重機數(shù)量的確定     1.月實用生產(chǎn)率    任何一臺起重機的月實用生產(chǎn)率P可按下式計算: Pm=PmmnK1K2K3式中 Pm-起重

21、機的技術(shù)生產(chǎn)率P=Nq,其中N為每小時吊運罐數(shù),q為每罐的有效容積,m3; m-每月有效工作天數(shù),可取m=25dn-每天有效工作時數(shù),可取n=20hK1-吊罐有效容積利用系數(shù),考慮混凝土損耗,取0.98.K2-時間利用系數(shù).K3-綜合利用系數(shù).      2.小時澆筑強度Q(m3/h)Q=(Qm/nm)KKK式中 Qm-澆筑高峰年或高峰時段的月平均強度,m3/月K-月不平均系數(shù).K-澆筑的日不平均系數(shù)K-澆注的小時不平均系數(shù).m,n意義同前      3.起重機的需用數(shù)量 &

22、#160;   起重機需用需用數(shù)量N按下式計算后調(diào)整.N=Qm/Pm)K式中 Qm-施工進度要求的月澆筑強度.Pm-起重機實際臺月生產(chǎn)率K-備用系數(shù).第五節(jié) 混凝土的澆筑和養(yǎng)護為了避免不均勻沉降引起壩體開裂,常采用結(jié)構(gòu)縫將壩體分段,為了控制溫度裂縫和施工方便,用縱縫將壩段分成若干柱狀塊,在澆筑時又用臨時的施工縫將柱狀塊分層,形成若干澆筑倉,又稱澆筑塊.保證每個倉的澆筑質(zhì)量.,以保證壩體質(zhì)量.一 混凝土澆工藝流程    (一)澆筑前的準(zhǔn)備作業(yè)     澆筑將的準(zhǔn)備作業(yè)包括基礎(chǔ)面

23、的處理,施工縫處理,立模,鋼筋及預(yù)埋件安設(shè)等.     (二)入倉鋪料      混凝土入倉料多用平澆法.它是沿倉面某一邊逐條逐層有序連續(xù)鋪填,      層間間歇超過混凝土初凝時間,會出現(xiàn)冷縫,使層間抗?jié)B,抗剪和抗拉的能力明顯降低.當(dāng)允許層間間隔時間t(h)已定后,為不出現(xiàn)冷縫,應(yīng)滿足以下的條件:KP(t-t1)>BLh或 P>BLh/(K(t-t1)式中 K-混凝土運輸延誤系數(shù).P-澆倉要求的混凝土運澆能力t1

24、-混凝土從出機到入倉的時間.B,L-澆筑塊的寬度和長度.h-鋪料層厚度.二 混凝土養(yǎng)護     養(yǎng)護是保證混凝土強度增長,不發(fā)生開裂的必要措施.三 混凝土施工的質(zhì)量控制      嚴(yán)格來說,混凝土施工的質(zhì)量控制應(yīng)從原材料的質(zhì)量控制入手,直至混凝土的拌和,運輸,入倉振搗,養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié). 混凝土澆筑結(jié)束后,還需進一步取樣檢查,倘不符合要求,應(yīng)及時采取補救措施.常用的檢查和監(jiān)測的方法如下所述.    物理監(jiān)測   

25、60;鉆孔壓水    大塊取樣    原型觀測第六節(jié) 混凝土的溫度控制一 混凝土溫度控制的基本任務(wù)    (一)混凝土溫度變化的過程    大體積混凝土的溫度變化過程,可分為三個階段,即溫升期.冷卻期,和穩(wěn)定期.    (二)混凝土的溫度裂縫    大體積混凝土的溫度變化必然引起溫度變形,溫度變形收到約束,勢必產(chǎn)生溫度應(yīng)力.   

26、;  大體積混凝土的溫度裂縫有如下兩種:    1.表面裂縫    2.貫串裂縫和深層裂縫    (三)大體積混凝土溫度控制的任務(wù)     大體積混凝土溫度控制的首要任務(wù)是通過控制混凝土的拌和溫度來控制混凝土的入倉溫度,再通過冷卻來降低混凝土內(nèi)部的水化熱溫升,使溫度降到允許范圍. 其次,大體積混凝土溫控的另一任務(wù)是通過二期冷卻,使壩體溫度從最高溫度將到接近穩(wěn)定溫度.,以便在達(dá)到灌漿溫度后及時灌漿.二 大體積

27、混凝土溫度控制標(biāo)準(zhǔn)     溫度控制標(biāo)準(zhǔn)實質(zhì)上就是將大體積混凝土內(nèi)部和基礎(chǔ)之間的溫差控制在基礎(chǔ)約束力ó小于混凝土允許抗拉強度以內(nèi),即ó<óp/K式中 óp-混凝土的抗拉強度K-安全系數(shù)     確定灌漿溫度是溫控的又一強度.由于壩體內(nèi)部混凝土的穩(wěn)定溫度隨具體部位而異,一般情況灌漿溫度并不恰好等于穩(wěn)定溫度.確定灌漿溫度時,將壩體斷面的穩(wěn)定溫度場進行分區(qū),對灌漿溫度進行分區(qū)處理,各區(qū)的灌漿溫度取決于各區(qū)穩(wěn)定溫度的平均值.三 大體積混凝土的溫度控制措施&#

28、160;     溫度控制的具體措施常從混凝土的減熱和散熱兩方面來著手,所謂減熱就是減少混凝土內(nèi)部的發(fā)熱量.所謂散熱就是采取各種散熱措施.    (一)減少混凝土的發(fā)熱量    1.減少每立方米混凝土的水泥用量.    2.采用低發(fā)熱量的水泥.    (二)降低混凝土的入倉溫度     1.合理安排澆筑時間     2.采用加冰或加冰水拌和