承台、墩身大体积混凝土施工方案.doc
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1、 中铁十五局集团有限公司徐盐铁路工程指挥部目 录一、编制依据2二、编制原则2三、工程概况2四、施工准备3(一)、技术准备3(二)、材料准备3五、大体积混凝土温度和温度应力计算3六、施工组织部署7(一)、组织机构7(二)、各自职责7(三) 、工班劳动力组织安排7(四)、机械设备配备8七、施工方法8(一)、施工工艺8(二)、承台施工方法9(三)、墩身施工方法152、大体积混凝土浇筑16八、大体积砼的测温18三、温控措施18九、主要管理措施20十、工程质量管理目标及保证措施21十一、安全生产管理目标及保证措施23十二、文明施工管理目标及保证措施24十三、应急措施程序25十三、环境保护措施26十四、文
2、明施工措施2729 徐洪河特大桥承台、墩身大体积混凝土专项施工技术方案一、编制依据1、铁路混凝土工程施工技术指南2、高速铁路桥涵工程施工质量验收标准3、铁路桥涵工程施工安全技术规程4、路桥施工计算手册6、大体积混凝土规范(GB50496-2009)7、钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2012);8、高速铁路桥涵工程施工技术规程(Q/CR 9603-2015);9、高速铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10752-2010);10、铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB 10424-2010);11、铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010 J1155-2011)12、 本标段设计
3、图纸;13、 批准的实施性施工组织设计;14、中国铁路总公司下发的有关铁路建设施工安全、质量、文明施工方面的有关文件、通知;15、我单位现场踏勘、调查、采集和咨询所获取的资料;16、我单位现有的企业管理水平和施工装备水平、劳力,以及在同类铁路施工中所积累的施工经验。二、编制原则1、坚持在实事求是的基础上,遵循技术先进、科学合理、经济适用的原则,在确保工程质量的前提下,积极推广、应用新技术、新工艺、新设备、新材料的“四新”技术。2、坚持专业化施工,安排经验丰富的专业施工队,正确选用先进的施工方法,科学组织,均衡生产。做到安排合理,重点突出,以保证连续、均衡、有序地施工。3、加强在施工安排中各分项
4、工程之间的协调和配合,并充分考虑气候、季节(特别是雨季、冬季)对施工的影响,合理安排施工。4、结合现场实际情况,因地制宜地精心规划和进行施工平面布置,以充分利用当地既有设施和资源,节约施工临时用地为原则,进行临时工程建设。三、工程概况XYZQ-标段起讫里程为DK83+182-DK114+667,正线长度31.526km。其中:承台953个,墩台身953个。根据大体积混凝土规范(GB50496-2009)第2.1.1条:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体积混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的满意度变化和收缩面导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。徐洪河特大桥承台、墩身均
5、属于大体积混凝土施工。大体积混凝土与普通混凝土相比,具有结构厚、体积大、钢筋密、混凝土数量大,工程条件复杂和施工技术要求高。大体积混凝土的截面尺寸较大,在混凝土硬化期间水泥水化过程中温度增高使大体积混凝土内外温差过大,内外温差产生的温度应力大于混凝土的抗拉应力,是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。在大体积混凝土施工中必须考虑温度应力的影响,主要是采用相应的技术措施控制内外温差,减小大体积混凝土内外由于温度差二产生的温度应力。四、施工准备(一)、技术准备人员到场后,组织现场技术管理人员熟悉、理解施工图纸及有关技术措施,认真学习理解专项施工方案,向全体施工人员进行技术交底。对进场的全体施工人
6、员进行全面质量管理及安全教育,使全体施工人员在作业过程中做到心中有数,做到安全、文明施工。(二)、材料准备(1)材料选择工程所需材料,按进场先后顺序及时提供合格证、质保书、实验报告及混凝土配合比。坚持材料无合格证、无监理审批不得使用。(2)采取水化热低的普通硅酸盐水泥。为了防止水化热高不易散发,在混凝土内部产生温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥,标号为P.042.5。(3)粗骨料:采用碎石,粒径5-25mm,含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配
7、制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。(4)细骨料:采用机制砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于1%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。(5)粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在10%以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。
8、按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。(6)承台混凝土分层浇筑,分层厚度不超过30cm。五、大体积混凝土温度和温度应力计算在大体积混凝土施工前,必须进行温度和温度应力的计算,并预先采取相应的技术措施控制温度差值,控制裂缝的发展,做到心中有数,科学指导施工,确保大体积混凝土的施工质量。(一)、温度计算1)混凝土拌合物的温度混凝土拌合物的温度是各种原材料入机温度的中和。温度计算:水 泥:285 Kg 55砂 子:747 Kg 22 含水率为3.5%石 子:1121 Kg 22 含水率为2%水:152 Kg 10 粉煤灰:95 Kg 55外加剂:3.8 Kg 15TO=0.9(MceTce
9、+MsaTsa+MgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa+WgMgTg)-C2(WsaMsa+WgMg)/4.2Mw+0.9(Mce+Msa+Mg)式 中:TO 混凝土拌合物的温度()Mw、Mce、Msa、Mg 水、水泥、砂、石每m3的用量(kg/m3)Tw、Tce、Tsa、Tg 水、水泥、砂、石入机前温度Wsa、Wg 砂、石的含水率(%)C1、C2 水的比热溶(kJ/Kg K)及溶解热(kJ/Kg)C1=4.2,C2=0(当骨料温度0时) TO=0.9*(285*55+747*22+1121*22)+4.2*10*(152-742*3.5%-1121*
10、2%)+4.2*(3.5%*747*22+2%*1121*22)-0/4.2*152+0.9*(285+747+1121)=23.262)混凝土拌合物的出机温度T1=T00.16(T0Ti)式中: T1混凝土拌合物的出机温度() Ti搅拌棚内温度,约15 T1=23.260.16(23.2615)=21.933)混凝土拌合物浇筑完成时的温度 T2= T1(tt0.032n)(T1Ta)式中:T2混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度() 温度损失系数 取0.25 tt混凝土自运输至浇筑完成时的时间 取0.7h n 混凝土转运次数 取3 Ta运输时的环境气温 取20T2=21.93(0.250.7
11、0.0323)( 21.9320)=21.4混凝土拌合物浇筑完成时温度计算中略去了模板和钢筋的吸热影响。4)混凝土最高温升值 Tmax=T2 QK/10 F/50式中:Tmax混凝土最高温升值() Q 水泥用量 约285kg F 粉煤灰用量95kgK 使用42、5普通硅酸盐水泥时取1.25。Tmax=21.42851.25/1095/50=58.9该温度为底板混凝土内部中心点的温升高峰值,该温升值一般都略小于绝热温升值,一般在混凝土浇筑后3d左右产生,以后趋于稳定不再升温,并且开始逐步降温。5)混凝土表面温度规范规定:对大体积混凝土的养护,应采取控温措施,并按要求测定浇筑后的混凝土表面和内部温
12、度,将温度差控制在20以内。由于混凝土内部最高温升值理论计算为58.9,因此将混凝土表面的温度控制在45左右,这样混凝土内部温度与表面温度,以及表面温度与环境温度之差均不超过20,表面温度的控制可采取洒水覆盖的方法来完成。6)养护措施养护采用洒水覆盖,勤洒水保证混凝土表面温度保证在45-55之间。(二)、温度应力计算混凝土浇筑后18d左右,水化热量值基本达到最大,所以计算此时温差和收缩差引起的温度应力。1)混凝土收缩变形值计算y(t)=y0(1e-0.01t)M1M2M3M10式中:y(t)各龄期混凝土的收缩变形值 y0标准状态下混凝土最终收缩量,取值4.010-4 e常数,为2.718 t从
13、混凝土浇筑后至计算时的天数M1、M2、M3M10考虑各种非标准条件的修正值,按铁路混凝土工程施工技术指南表D.2.1取用,M1=1.0、M2=1.35、M3=1.21、M4=1.45、M5=1.09、M6=1.1,M7=1.03、M8=0.85、M9=1.0、M10=0.86、M11=1.0y(18)=4.010-4(12.718-0.0118)11.351.211.451.091.11.030.8510.861.0=2.5410-42)混凝土收缩当量温差计算Ty(t)=y(t)/式中:Ty(t)各龄期混凝土收缩当量温差()。 y(t)各龄期混凝土的收缩变形值 混凝土的线膨胀系数,取1.010
14、-5Ty(t)=2.5410-4/1.010-5=25.43)混凝土的最大综合温度差T=T22/3TmaxTy(t)Tn式中: T 混凝土的最大综合温度差() T2 混凝土拌合经运输至浇筑完成时的温度() Tmax 混凝土最高温开值() Ty(t)各龄期混凝土收缩当量温度() Tn 混凝土浇筑后达到稳定时的温度,取55T=21.4+2/358.9+21.455=27.14)混凝土弹性模量计算E(t)=Ee(1e-0.09t)式中:E(t)混凝土从浇筑后至计算时的弹性模量(N/mm2) Ee混凝土的最终弹性模量(N/mm2),可近视取28d的弹性模量。 t混凝土从浇筑后到计算时的天数 E(18)
15、=3.0104(12.718-0.0918)=2.406104 N/mm25)混凝土温度收缩应力计算由于基础底板两个方向的尺寸都比较大,所以需考虑两个方向所受的外约束来进行计算:=E(t)TH(t)R /(1)式中: 混凝土的温度应力(N/mm2) H(t)考虑徐变影响的松弛系数,铁路混凝土工程施工技术指南表D.6.1,取0.258 R 混凝土的外约束系数(1)地基对基础约束的Cx值铁路混凝土工程施工技术指南表D.6.2,一般砂质粘土地基Cx=0.06N/mm3 混凝土的泊松比,取0.3=2.4061041.010-527.10.2580.06/(10.3)=0.144N/mm2C30砼的抗拉
16、强度设计值为2.01 N/mm2,龄期14d 的混凝土强度可达设计强度的90%以上,取90%,为1.809 N/mm2 K=1.809/0.144=12.561.15 满足要求式中K抗裂安全度六、施工组织部署(一)、组织机构为切实加强施工的组织领导,确保大体积砼施工的顺利进行,成立以项目经理为组长,总工程师和副经理长为副组长,各部门负责人为组员的管理领导小组,组织机构如下图:组长:王海舰副组长:王广周副组长:黄伟综合办公室石刚计划合同部赵利君财务部王福海工程管理部张留安全质量部 贾俊华中心试验室王思谦物物资设备部张忠超计划合同部赵利君财务部王福海中心试验室王思谦工程管理部张留安全质量部贾俊华综
17、合办公室李道伟物资设备部张忠超(二)、各自职责 施工管理人员职责序号项目部/施工班组职 务姓 名数量(人)主 要 职 责1项目部主要管理人员项目经理王海舰1负责全面工作2总工黄伟1全面负责施工技术管理3生产副经理王广周1负责现场机械调配4质检工程师贾俊华1负责现场质量检测5现场主管张留1负责现场技术指导6安全员吕善良1负责现场安全指导7试验工程师王思谦1负责现场试验检测8测量工程师万军峰1负责现场测量工作(3) 、工班劳动力组织安排 为了保证混凝土连续不断浇筑,组织足够的技术人员,分二班浇筑,具体人员安排见下表:序号作业工班人数主要工作内容1模板工班82负责模板安装、拆卸2钢筋工班65负责钢筋
18、的制作、搬运及绑扎4混凝土工班86负责混凝土灌注合 计233 (四)、机械设备配备名称型号单位数量组合钢模板/套22汽车式起重机QLY-25T台15砼拌合设备 HZS180台4混凝土运输车10m辆16砼泵车/辆8电焊机/台18钢筋调直机/台14钢筋弯曲机/台13钢筋切断机/台13测量设备GPS套2NAL124水准仪套8试验仪器/套5砼罐车12方辆8插入式振动器NH-70个40凿毛锤轻型、重型个 5七、施工方法(一)、施工工艺基坑开挖浇筑垫层安装承台钢筋浇筑混凝土安装冷却管预埋墩身钢筋温控防裂安装模板(二)、承台施工方法承台共953个,现场需根据试钻或试挖确定地下水的情况,选择不同区间承台所采用
19、的施工方法。一般区域承台采用常规明挖法;地质条件稍差地段采用工字钢防护;位于公路、河岸、河沟、鱼塘处等地质条件受限地段采用钢板桩围堰施工方法。表5 0#-953#墩承台施工方法施工统计表序号承台施工方法主要适用部位1放坡开挖,无支护 地质条件良好,挖深较浅,地下水位较低的基坑;或地下水位较高的陆上承台,采用井点降水措施后边坡稳定的基坑(需现场试钻或试挖确定)2工字钢防护采用集水井抽水能满足现场排水需要,但地质条件稍差,边坡不太稳定、易坍塌的陆上承台;3钢板桩支护位于公路边、河岸、沟渠、河中及鱼塘处的承台1、承台施工工艺流程普通承台施工工序:施工准备测量放样基坑开挖凿除桩头桩基检测基底处理垫层施
20、工承台钢筋、模板安装(含加台)承台混凝土浇筑(含加台)拆模、养护基坑回填。 测量放样、基坑开挖基底清理、桩基检测垫层浇筑钢筋及模板安装(含加台)承台混凝土浇筑(含加台) 钢筋制作、运输拆模及养护自检及报检 凿除桩头 混凝土拌制、运输施工准备基坑回填 普通承台工艺流程图地质情况稍差的承台施工方法与一般承台基本相同,主要不同体现为:在基坑开挖前,采取插打工字钢进行防护,工字钢间距一般为50cm,根据实际地质情况可以进行适当的调整,插打深度伸入承台底设计标高不小于3m,防护完成后再开挖基坑。特殊承台施工工艺框图基坑开挖钢板桩围檩及支撑安装安装承台钢筋浇 注 混 凝 土混凝土拌制、运输制作混凝土试件钢
21、板桩插打施工准备及测量放样承台底垫层或封底混凝土施工模板制作、预拼装验收承台模板施工竣 工 验 收混 凝 土 养 生位于公路、河岸、河沟、鱼塘处等地质条件受限地段承台采用钢板桩防护,共160处,具体里程及墩号见下表施工工艺流程:施工准备及测量放样引孔、钢板桩插打基坑开挖钢板桩围檩及支撑安装承台垫层或封底混凝土施工安装承台钢筋安装承台模板浇筑混凝土拆模及混凝土养生竣工验收。2、承台及加台大体积混凝土浇筑施工(1)混凝土浇筑前的准备工作混凝土浇筑前应将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净;当模板有缝隙和孔洞时,应予堵塞,不得漏浆。对干燥的基面洒水湿润,对基面泥土冲洗干净,其表面不得积水。确结构分层
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