高位現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季大體積混凝土施工工法

高位、現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季大體積混凝土施工工法一、前言混凝土工程施工由于受各種制約因素的影響有時不可避免的要在冬季完成。在冬季混凝土施工中如何對混凝土的各個施工環(huán)節(jié)進行有效的控制，確保混凝土成品的優(yōu)良性是近幾年來業(yè)內(nèi)各位專家探討的問題，并逐步總結(jié)積累了一些經(jīng)驗。我們在天津濱海快速軌道交通一期工程施工中為力保全線按期通車，部分樁基、承臺、橋墩,特別是高位、現(xiàn)澆大體積砼連續(xù)箱梁進行了冬季施工，經(jīng)過4個月的施工實踐取得了較好的經(jīng)濟、技術效果，確保了工期要求,故形成工法在此為例做以介紹。二、工法特點1、本工法具有工藝新、可操作性強，適用廣泛。2、施工方法簡便，速度快，可縮短施工工期，社會效益顯著。三、適用范圍本工法主要適用于主跨小于35m連續(xù)簡支箱梁，高度小于18m橋墩，建筑面積小于3500m2車站，以及城市輕軌和城市立交工程冬季施工。四、施工工藝圖1（一）工藝流程（見圖一）（二）施工工藝1、冬季施工一般規(guī)定及控制目標根據(jù)《建筑工程冬季施工規(guī)范》（JGJ104-97）和《鐵路橋梁施工規(guī)范》結(jié)合本項目特點，當工地晝夜氣溫連續(xù)3d低于5℃或最底氣溫低于-3℃應采用冬季施工措施，并能滿足以下規(guī)定或要求：（1）、冬季施工的混凝土在入模后，混凝土強度未達到設計強度30%以前不得受凍。（2）、混凝土出廠及入模溫度在10℃以上，但不得大于35℃。（3）、箱梁砼入模時，模板溫度不低于2℃。（4）、從施工工藝及工期考慮，砼在10天內(nèi)達到設計強度和彈模。（5）、孔道壓漿必須保證在正常溫度下進行，其強度在25Mpa前不得受凍。（6）、預應力鋼筋張拉溫度不宜低于-15℃。（7）、雪天或施焊現(xiàn)場風速5.4m/s(3級風)焊接時，應采取遮蔽措施，焊接后冷卻的接頭應避免碰到冰雪。（8）、鋼筋焊接、加工、張拉工藝應按《建筑工程冬期施工規(guī)程》辦理。2、制定冬季施工措施根據(jù)現(xiàn)場施工條件，制定了混凝土施工過程的各個保證措施：（1）、在進入冬季施工以前，及時和氣象部門聯(lián)系，掌握當年冬季天氣趨勢，并根據(jù)天氣預報在施工中根據(jù)氣候變化隨時調(diào)整措施，確保冬季施工達到要求。（2）、混凝土攪拌采取對原材料保溫防凍或加熱的方法保證混凝土溫度，同時為了保證質(zhì)量并摻加防凍劑。（3）、混凝土運輸時對運輸設備進行保溫。（4）、混凝土灌注前、灌注后采取保溫措施。3、冬季施工有關計算混凝土冬季施工一定要在科學技術指導下，有計劃、有步驟、有組織的進行，不能盲目蠻干。因此，我們結(jié)合天津市歷年氣溫情況及以前積累的相關施工經(jīng)驗，經(jīng)過一系列反復計算，最終取得在天津地區(qū)混凝土冬季施工中各施工工序的控制溫度數(shù)據(jù)，作為指導具體施工的最可靠依據(jù)。當天津地區(qū)冬期外界溫度-10℃時，經(jīng)計算拌和物出機溫度Ｔ１≥２４.７℃，混凝土拌和物溫度Ｔ０≥２７.５℃。要滿足此控制溫度，拌和用水要加熱至70℃，砂、石加熱至20℃；當環(huán)境溫度為-5℃時，T0應不小于21.2℃，此時水、砂石料加熱溫度分別為55℃、15℃、15℃方能滿足施工要求。為此，對于砂、石料的加熱，我們經(jīng)過計算，暖棚（設計為40m×40m×5m）每小時耗熱量Qh=174000W（相當于150000大卡），考慮溫度變化及蒸汽針法加熱砂石料的要求，選用LSS0.5-0.8-Y型低壓蒸汽鍋爐（每小時供熱量35萬大卡）；對于拌和用水，根據(jù)拌合站施工能力，每小時需要熱水8噸，每次施工需要70噸熱水，采用預先加熱并儲存一定數(shù)量（20噸）的辦法，每小時需供熱水5噸，選用CLHS0.47MW-95/70Y型常壓熱水鍋爐可滿足要求；對于橋墩養(yǎng)生鍋爐的選擇經(jīng)過計算選用LHS0.06型立式汽水兩用鍋爐（每小時供熱量5萬大卡）；對于箱梁保溫棚供熱經(jīng)過計算選用LSS1.0-0.8-Y型低壓蒸汽鍋爐（每小時供熱量60萬大卡）；對于橋墩養(yǎng)生鍋爐的選擇經(jīng)過計算，選用LHS0.06型立式汽水兩用鍋爐（每小時供熱量5萬大卡）滿足施工要求。4、混凝土的攪拌：（1）在混凝土中摻加廣州西卡天津分公司生產(chǎn)的HE-200-C型防凍劑，C25、C30砼的摻量為1.55～2.0%（-5，對攪拌站主機采取擋風和保溫措施，采用棉蓬布對砂石料進行覆蓋，避免砂石料結(jié)冰。砼的配合比如下：砼標號水泥砂子石子水防凍劑C50500676110417012.5C4040573111441658.1C3547268611191708.5C3044769711361706.7C2539571611691705.5（2）、攪拌站蓄水池用保溫材料覆蓋并密封，熱水采用40萬大卡熱水鍋爐（每小時出熱水8噸）直接加熱，加熱溫度控制在60℃以內(nèi)（環(huán)境溫度-5℃以上時），當環(huán)境溫度低于-10℃，可將水加熱到70℃，但此時混凝土攪拌時應將水和砂石料攪拌均勻后方可投入水泥，避免水泥和熱水直接接觸。（3）、砂石料場地分為保溫棚和存料場兩部分，保溫棚采用大型軍用帳篷，計劃40×40×5m大小，確保存混凝土1500m3以上的原材料，帳篷內(nèi)采用鍋爐蒸汽加熱保溫，確保環(huán)境溫度10℃以上，每次混凝土施工前5小時，鍋爐開始供氣。攪拌混凝土前采用蒸汽針法對砂石料重新加熱到需要溫度（環(huán)境溫度-5℃以下時，砂石料加熱到20℃，環(huán)境溫度-5℃以上時，砂石料加熱到15℃），鍋爐采用燃油鍋爐1臺，存材料場40×40m，直接用帳篷覆蓋。（4）、砂石料上料料斗采用大棚進行封閉，為確保砂石料溫度，攪拌站備用保溫加熱料斗3臺。砂石料加熱裝置和紅外線熱風爐產(chǎn)生的熱風作為熱源，碎石加熱用對流方式在碎石加熱爐內(nèi)進行熱交換，排出具有一定溫度的尾氣通過壓風機引入砂加熱爐，用流化床形式加熱砂。（5）、用保溫材料對攪拌站進行封閉，棚內(nèi)利用熱風機配合暖氣進行保溫，棚內(nèi)溫度控制在10℃左右。技術人員每小時測量并記錄溫度一次。（6）、砂石料保溫棚內(nèi)在不同部位放置不少于3個溫度計，工地試驗室，拌和站技術人員在施工期間每小時對保溫棚溫度、砂石料溫度、水溫度、混凝土拌和物溫度測量一次，環(huán)境溫度-5℃以下時確保混凝土出料溫度在27.5℃以上（環(huán)境溫度-5℃以上出料溫度應在21.2℃以上）。（7）、試驗人員每次根據(jù)采用蒸氣保溫后砂石料的含水量調(diào)整施工配合比。（8）、為確保冬季施工混凝土的和易性和流動性，混凝土攪拌時間應不小于2.5min，但不宜大于3min（9）、為提高混凝土的早期強度，混凝土坍落度控制在12cm~14cm范圍內(nèi)，并攙配高效減水劑。5、混凝土的運輸混凝土運輸采用攪拌運輸車運送，運送距離3公里以內(nèi)，地泵或泵車進行混凝土的灌注，采用縮短混凝土運輸時間、運輸車保溫、混凝土輸送泵用直管等措施，以減小混凝土運輸過程溫度損失。6、混凝土的灌注（1）箱梁砼灌注暖棚采用多功能腳手架做骨架，外套采用棉棚布、單棚布一層。棉棚布按暖棚布尺寸及相互搭接減小漏風的要求進行特殊加工，棚布中均夾雜毛氈，毛氈厚度為1.5cm，棚底為現(xiàn)澆支架的木板、鐵皮共同構成的保溫層組成。圖二圖二箱梁混凝土澆筑前，需對暖棚進行預熱，始終保證棚內(nèi)最低溫度不低于10℃，同時除了對混凝土輸送管道進行加熱外，用采用溫度不低于10℃的砂漿潤濕管道，清理模板內(nèi)雜物，用溫水清洗，模板、鋼筋、管道經(jīng)過預熱，表面溫度在5℃以上?；炷凉嘧謱臃侄芜M行，橋面應根據(jù)混凝土灌注順序及時進行覆蓋。采用插入式振搗器時，特別注意鋼筋密集的底層跟部的振搗，避免管道碰壞。已澆筑層的混凝土在未被上一層混凝土覆蓋前不應低于2℃，采取加熱養(yǎng)護時，養(yǎng)護前的溫度也不得低于2℃。當分層混凝土澆筑相隔時間較長時，應及時通蒸氣對混凝土接觸面加熱。（2）橋墩砼灌注橋墩施工時，保溫棚由棚布和腳手架共同組成，其溫度控制和砼施工工藝可參照箱梁砼的施工。7、混凝土的養(yǎng)生及溫度測試（1）混凝土養(yǎng)生混凝土澆筑完后，及時覆蓋暖棚，通過蒸氣對梁底、腹板加熱進行保溫養(yǎng)護，蒸氣排管的布置根據(jù)暖棚空間所需的熱量進行計算。在靠近底板30cm左右的梁體的四周布設蒸氣排管，底模板下蒸氣排管用膠管連接在一起，各條管線的供熱量由分氣罐控制，分汽缸與排管也用膠管連接，尾氣排至棚外。蒸氣養(yǎng)護采用低壓飽和蒸氣，其升溫速度每小時不大于10℃。由于大氣溫度較低，棚內(nèi)外溫差懸殊，棚內(nèi)底部與頂部溫差也較大，按設計要求棚內(nèi)溫差不大于10℃，為達到此目的，可在棚內(nèi)空間設置兩道溫度屏障，以減弱空氣在豎向的對流速度，如棚頂溫度大于40℃時，可掀開部分蓬布，散發(fā)部分熱量，尤其注意控制混凝土各部分溫差不大于25℃。蒸氣防護分升溫—恒溫—降溫3個階段，恒溫控制在50℃以下。當混凝土強度大于30%設計強度后，方可停止供熱保暖，但大棚內(nèi)降溫應滿足《冬季施工規(guī)范》的要求，即降溫速度每小時不大于10℃。混凝土拆模時，環(huán)境溫度與梁體溫度差應小于15℃。橋墩的養(yǎng)生中的升溫-恒溫-降溫參照箱梁的養(yǎng)生要求，混凝土強度達到設計強度30%以上后（養(yǎng)護兩天），橋墩暖棚按照降溫要求降溫，當暖棚內(nèi)溫度與環(huán)境溫度差小于10℃時拆除暖棚，當橋墩溫度與環(huán)境溫度差小于15℃后，拆除橋墩模板并用塑料薄膜包裹繼續(xù)養(yǎng)生。（2）溫度測試混凝土冬季施工過程中，由試驗室（負責攪拌站、混凝土）和質(zhì)檢工程師（負責梁體溫度控制）按時測量水、骨料，混凝土出罐、入模測量四周的溫度以及混凝土溫度變化情況，尤其注意混凝土養(yǎng)生期的溫度觀測：①測溫儀器：外界氣溫和棚內(nèi)氣溫均用自動溫度計記錄儀觀測，混凝土出罐、入模溫度用旁通溫度計測試，箱梁內(nèi)各觀測點溫度用多頭溫度儀測試。②觀測點設置：在澆筑后的混凝土上設測溫孔，測溫孔位置設在腹板通風孔和梁底泄水孔位置，每聯(lián)箱梁設12個測溫點。分別設在腹板、底板、頂板。要求各測點溫度接近。③測溫時間大棚內(nèi)各觀測點，自混凝土澆筑完畢時間算起，每隔2小時測一次溫度，外界氣溫在每天7時、12時、16時和24時4個時間進行記錄。④具體做法A、對測溫孔進行編號，并編制測溫孔布置圖以備查。B、測溫時，溫度計與外界氣溫隔離，避免冷空氣影響，溫度計在孔內(nèi)停留時間在3min以上。C、設專人負責測溫工作，當發(fā)現(xiàn)溫度發(fā)生異常變化時，立即向有關人員匯報，以便及時采取措施。五、機械設備本工法所需機械設備見表：表一冬期施工需增加的機械、設備表一名稱型號單位數(shù)量備注蒸汽鍋爐LSS0.5--0.8--Y套1砂石料保溫熱水鍋爐CLHS0.447MW--95/770Y套1拌和用水加熱蒸汽鍋爐LSS1.0--0.8--Y套3箱梁保溫砂石料加熱料斗斗4m3套3砂石料加熱分氣包臺4補水泵PW-251EE臺8補水箱1m3個4油箱1.5M3個5儲油罐3M3個2煙囪5M個5安裝鍋爐材料套5蒸氣管套5熱水鍋爐CLHS0.447MW--95/770Y套1壓漿供水立式汽水兩用鍋鍋爐LHS0.066套2橋墩養(yǎng)生平板車套5運輸鍋爐小計根據(jù)規(guī)范及工藝、工期對砼強度及溫度的有關要求，每聯(lián)箱梁需養(yǎng)生10天（自灌注砼至強度、彈模達到設計要求7天，壓漿及壓漿強度達到30%設計強度以上3天）、橋墩養(yǎng)生期3天、每次灌注砼拌合站砂石料保溫24小時以上（灌注橋墩時需對砂石料保溫10小時）才能保證施工質(zhì)量。根據(jù)廠家提供的燃油鍋爐性能指標，由此推算冬季施工所需的燃料及其它材料見表二、表三、表四：每聯(lián)箱梁冬期施工需要投入材料表二名稱規(guī)格型號單位單位數(shù)量備注木板5cm厚M340考慮施工周轉(zhuǎn)，需需考慮7套箱梁暖暖棚木板蓬布80m×20mm塊1共需10套箱梁暖棚腳手架噸150箱梁、橋墩暖棚棚支架用，考考慮周轉(zhuǎn)需需要７套燃料柴油公斤440每聯(lián)箱梁壓漿供供水用量。燃料柴油公斤15840每聯(lián)箱梁施工時時箱梁暖棚棚鍋爐的柴柴油用量。1872每聯(lián)箱梁施工拌拌合站材料料加熱需要要柴油。電熱毯M2675箱梁橋面保溫用用，需要６６套。臨時工棚套1電焊用，需要三三套。用電量380V/ACCKW656每聯(lián)箱梁施工時時，鍋爐耗耗電量?；顒訋づ駛€2張拉用。名稱規(guī)格型號單位單位數(shù)量備注蓬布14m×20mm塊13套橋墩暖棚腳手架噸3箱梁、橋墩暖棚棚用燃料柴油公斤432橋墩暖棚428拌合站供熱燃料料用電量380V/ACCKW40每個橋墩冬季施工需投入材料計劃表三拌合站冬季施工需投入的材料表四名稱規(guī)格型號單位單位數(shù)量備注帳篷40m×40mm套1砂石料暖棚混凝土C25M310鍋爐基礎磚塊20000鍋爐房蓬布M22000砂石料場六、勞動組織（一）施工組織見圖三圖三：施工組織圖整個施工組織系統(tǒng)，縱向是由工區(qū)長、隊長和工班長為主線的施工生產(chǎn)組合，橫向是由隊長直接領導的各業(yè)務部門和成員為輔線的施工管理組織。（二）勞動組織1、交通疏導隊：（5人）負責各路口交通疏導，保證交通正常運行。2、運料隊：（4人）負責施工用材料的制備與運送。3、機械隊：（8人）負責機械設備的操作、使用、保養(yǎng)和管理。4、混凝土隊：（15人）負責混凝土的下料、震搗、混凝土試件制作。5、混凝土養(yǎng)護、測溫隊：（6人）負責混凝土養(yǎng)護，保證混凝土養(yǎng)護溫度，并按要求作好溫度記錄。6、試驗室：（2人）負責收集氣象資料，控制混凝土出罐、入模溫度，坍落度、配合比等。7、測量班：（4人）負責控制梁體線形，混凝土表面標高。七、質(zhì)量目標及控制（一）、混凝土土質(zhì)量檢驗驗1、由于冬季氣溫溫晝夜變化化大，有風風、無風，陰陰天、晴天天對混凝土土的入模溫溫度都有很很大影響，因因此，要積積極收集氣氣象資料，統(tǒng)計天氣氣變化趨勢勢，積累經(jīng)經(jīng)驗，預測測當天天氣氣變化走向向。2、灌注混凝土時時，應選擇擇在一天當當中溫度最最高的時間間段進行，并并根據(jù)收集集的當天氣氣象資料進進行熱工計計算，確定定出原材料料所需的溫溫度，混凝凝土出罐、入入模溫度，在在混凝土灌灌注時，如如果天氣氣氣溫變化很很大時，應應重新進行行熱工計算算，以確保?；炷恋牡娜肽囟榷?。3、要現(xiàn)場作好混混凝土出罐罐、入模溫溫度記錄，并并結(jié)合理論論計算隨時時調(diào)整混凝凝土原材料料入機溫度度。(二)混凝土運輸及灌灌注1、根據(jù)施工地點點，混凝土土運送距離離控制在33Km以內(nèi)內(nèi)。2、混凝土灌注時時，應避開開交通高峰峰期，沿線線十字路口口、拐彎處處提前和當當?shù)亟痪?lián)聯(lián)系，應設設專人指揮揮并和交警警配合，進進行交通疏疏導，減少少混凝土運運送時間，應應控制在30分鐘以內(nèi)內(nèi)，以保證證混凝土的的入模溫度度。3、混凝土灌注前前，應對輸輸送管道進進行預熱，預預熱溫度不不應超過440℃，并用保保溫材料進進行包裹。（三）混凝土養(yǎng)養(yǎng)護及溫度度測試1、蒸汽養(yǎng)護采用用低壓飽和和蒸汽，其其升降溫速速度每小時時不大于110℃；養(yǎng)護棚棚內(nèi)溫差不不大于10℃；混凝土土各部分溫溫差不大于于25℃；混凝土土拆模時，環(huán)環(huán)境溫度與與梁體溫差差應小于115℃。2、每聯(lián)箱梁測溫溫點應設置置12個以上，并并且要編號號且分布均均勻，各測測點溫度要要求接近。3、每2小時測溫一次，外外界氣溫在在每天7時、12時、16時、24時進行觀觀測記錄。4、為保證測溫的的準確性，測測溫時，溫溫度計與外外界隔離，避避免冷空氣氣影響，溫溫度計在孔孔內(nèi)停留時時間在3min以內(nèi)。八、安全措施（一）、進行全全員安全意意識教育。建建立完善的的施工安全全保證體系系，加強施施工作業(yè)過過程的安全全檢查，確確保作業(yè)標標準化，規(guī)規(guī)范化。（二）、制訂適適應該工程程特點的施施工安全措措施和注意意事項，并并在施工過過程中認真真執(zhí)行；橋橋梁施工在在高空條件件下進行，因因此應按有有關高空作作業(yè)規(guī)程，完完善防滑、護護欄，安全全網(wǎng)等設備備。（三）、暖棚內(nèi)內(nèi)必須加強強防水，備備足消防設設備，在棚棚內(nèi)禁止吸吸煙和明火火作業(yè)，電電焊時應采采取必要措措施。九、經(jīng)濟效益分分析采用本工法進行行冬季施工工，可簡化化勞動組織織，縮短施施工周期，降降低材料和和機械消耗耗，改善勞勞動條件，保保證施工質(zhì)質(zhì)量，具有有顯著的社社會效益和和經(jīng)濟效益益。（一）、提高工工效：本工工法最大的的優(yōu)點在于于能夠使冬冬季施工的的機械、設設備、材料料最有機的的使用，減減少機械及及冬季供暖暖設備材料料的投入，實實現(xiàn)了不間間斷循環(huán)利利用，每一一聯(lián)箱梁可可提高工效效25%，節(jié)約工工時30工天/聯(lián)，每個個橋墩可提提高工效30%，節(jié)約工工時7工天/墩。（二）、增加效效益、縮短短工期：采采用本工法法，可緩解解施工壓力力，縮短工工期，減小小投資，增增加收入，每每聯(lián)箱梁可可縮短工期期2天，減少少投資4000元，每個個橋墩可縮縮短工期0.5天，減少少投資600元。十、環(huán)保措施本工程上場后，我我們對環(huán)境境保護工作作將做全面面規(guī)劃，綜綜合治理。會會同監(jiān)理工工程師及時時與當?shù)丨h(huán)環(huán)保機構取取得聯(lián)系，遵遵守有關控控制環(huán)境污污染的法規(guī)規(guī)，從組織織管理、防防止和減輕輕水、大氣氣污染、施施工噪聲振振動控制、水水土保持、生生態(tài)環(huán)境保保護、粉塵塵控制等多多方面采取取一切合理理措施，將將施工現(xiàn)場場周圍環(huán)境境的污染降降至最小程程度，搞好好污水處理理，防止污污染水質(zhì)，做做好水土保保持。（一）、水環(huán)境境的保護措措施（1）廢水排放嚴格格執(zhí)行各項項排放標準準，廢水排排入自然水水體，懸浮浮物（SS）嚴格執(zhí)執(zhí)行《污水水綜合排放放標準》（GB89978-11996）的二級級標準150㎎/L。（2）在開工前完成成工地排水水和廢水處處理設施的的建設，在在生活營地地設置污水水處理系統(tǒng)統(tǒng)，并配備備臨時的生生活污水匯匯集設施，防防止污水直直接排入河河流、水塘塘和排灌系系統(tǒng)；保證證工地排水水和廢水處處理設施在在整個施工工過程的有有效性，做做到現(xiàn)場無無積水、排排水不外溢溢、不堵塞塞、水質(zhì)達達標。（4）將工地生活區(qū)區(qū)的生活垃垃圾、工程程廢料及廢廢油分類堆堆放，及時時集運至當當?shù)丨h(huán)保部部門指定的的地點，不不倒入河流流、水塘等等水域內(nèi)，避避免污染水水體、淤積積水道和排排灌系統(tǒng)。（5）優(yōu)先安排電動動機械施工工，對柴油油機安裝防防漏油設施施，對機殼殼進行覆蓋蓋圍護，避避免漏油污污染。（二）、大氣環(huán)環(huán)境的保護護措施（1）對易產(chǎn)生粉塵塵、揚塵的的作業(yè)面和和裝卸、運運輸過程，制制定操作規(guī)規(guī)程和灑水水降塵制度度，保持濕濕度、控制制揚塵。（2）合理組織施工工、優(yōu)化工工地布局，選用先進的施工設備和機具進行施工。（三）、噪聲環(huán)環(huán)境的保護護措施（1）嚴格執(zhí)行《工工業(yè)企業(yè)噪噪聲衛(wèi)生標標準》，控控制和降低低施工機械械和運輸車車輛造成的的噪音污染染。（2）施工組織采用用兩班制作作業(yè)，使工工人每工作作日實際接接觸噪音的的時間符合合國家衛(wèi)生生部和勞動動總局頒發(fā)發(fā)的允許工工人日接觸觸噪音時間間標準的規(guī)規(guī)定。（3）設備選