严寒地带墩身冬季施工技术

赵军：严寒地带墩身冬季施工技术PAGE14严寒地带墩身冬季施工技术赵军中交一航局第二工程有限公司，青岛，266071摘要：严密的冬季施工措施是严寒地带墩身冬季施工质量的保障，本文通过总结哈大客运专线876#～879#墩身冬季施工的经验，指出了严寒地带墩身冬季施工中应该注意的一些问题，对类似工程有一定的借鉴意义。关键词：严寒地带、墩身、冬季施工、施工技术ConstructiontechnologyofpiershaftsincoldregionZhaoJun(No2Eng.Co.Ltd.ofCCCCFirstHarborEngineeringCo.Ltd.,Qingdao,266071China;)Abstract:Thetightconstructionmeasuresinthecoldzonetoprotectthequalityofthepierconstructioninwinter,bysumminguptheHadaPassengerDedicated876#～879#pier’sconstructionexperienceinwinter,pointingoutthatsomeoftheissuesshouldbenotedthatinthecoldzonepierconstructioninwinter,areferenceforsimilarprojects.Keywords:Coldzone、Pier、Winterconstruction、ConstructionTechnology1、工程概况第二松花江特大桥全长56.46Km,起讫里程DK775+034.65～DK832+748.59,位于吉林省德惠市与扶余县境内。其中DK803+676～DK803+788段跨越第二松花江堤防，设计采用（32+48+32）m连续梁结构，全长112米。本连续梁所对应的四个墩身为876#、877#、878#、879#桥墩，为6.8m×3.5m和6.8m×3.3m圆端型实体桥墩，桥墩平均高度为11.5米，最大墩高为13.5米。第二松花江特大桥地处高纬度的三江平原，年平均气温4.6℃,极端最低气温-37.6℃,11月份至第二年3月份气温最低，平均温度在-20℃。冬季大风日数高达每月20d，最大风速24.0m/s，冬季地表常年积雪，最大积雪厚度为25cm，最大冻深为197cm。由于前期承台的施工至11月份才结束，为了保障来年连续梁的施工，项目部决定对876#～879#墩身采取冬季施工。2、前期准备为了保证墩身冬季施工的质量，需要从以下几个方面做好前期的准备。⑴准备好墩身施工需要的钢模及配套零部件；⑵准备好墩身外围搭建养护棚用的脚手架管；⑶定做与墩身高度相匹配的养护用棉被；⑷墩身养护用锅炉、暖风炮就位且养护使用的燃料（煤炭和柴油）准备充足；⑸做好混凝土拌合使用的原材料的保温、加热工作及混凝土在运输过程中的保温工作；⑹做好防火方面的工作；⑺召集项目部及施工队相关人员开会，进行全员交底，明确各自的岗位职责。3、工艺流程及控制要点3.1施工工艺流程墩身冬季施工工艺流程见图3.1-1。图3.1-1墩身冬季施工工艺流程3.2主要施工工艺及控制要点3.2.1测量放样在已经施工好的承台面上放样出墩身模板支立用的六个点并用红油漆做好标记，具体点位见图3.2.1-1。图3.2.1-1墩身模板支立点位放样图3.2.2承台面凿毛清理采用风镐对承台顶面对应的墩身区域进行凿毛直至露出新鲜的混凝土面为止，清理凿毛面并用水进行清洗，确保清理面内洁净无杂物。3.2.3脚手架搭设由于墩身高度较高，为了便于墩身钢筋的焊接和绑扎，在承台顶面墩身钢筋内侧用钢管脚手架搭设工作平台（见图3.2.3-1），钢管采用直径48.5mm。平台的搭设高度应与墩身高度相适应。搭设支架过程中要及时放置纵横向剪刀撑以及必要的缆风绳，避免脚手架在搭设过程中发生偏斜和倾倒。平台分若干层，每层四周铺设木板作为钢筋绑扎的施工平台,并在外侧及下方设置栏杆及挂设安全绿网，防止落物伤人。图3.2.3-1脚手架搭设3.2.4墩身钢筋的制作与安装3.2.4.1钢筋制作⑴钢筋在加工场地下料、弯制成型，再倒运至现场进行帮扎安装，在倒运过程中不得变形。⑵钢筋加工前表面的油渍、漆污、水泥浆和能用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均应清除干净。钢筋应平直，无局部弯曲。加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。⑶钢筋加工时要严格按照图纸下料加工。⑷加工好的成品、半成品钢筋应放置在枕木上，离地高度要大于30cm。钢筋制作允许偏差见表3.2.4.1-1。表3.2.4.1-1钢筋制作允许偏差表项目允许偏差（mm）钢筋制作受力钢筋全长±10弯起钢筋的弯折位位置20箍筋内净尺寸±3钢筋安装（受力、分布、箍箍筋）钢筋间间距±20弯起点位置（加工工偏差±20mm）包括在内内30钢筋保护层厚度+10，-5预埋件中心位置53.2.4.2钢筋连接墩身钢筋的连接应符合以下标准。⑴同一截面内一根钢筋不能有2个接头。（墩身钢筋为Ⅱ螺纹钢筋，且为受拉钢筋，根据《铁路工程验收暂行标准》两焊接接头在钢筋直径的35倍范围且不小于500mm以内为“同一截面”）。⑵当温度低于－20°C时，严禁对低合金Ⅱ、Ⅲ级钢筋进行冷弯操作，以避免在钢筋弯点处发生强化，造成钢筋脆断。⑶冬期钢筋的闪光对焊在室内进行，焊接时的环境气温不宜低于0℃.钢筋应提前运入车间，焊毕后的钢筋应待完冷却后才能运往室外。电弧焊接时，应在防风棚内进行，并应选用韧性较好的焊条。焊接的接头严禁立即接触冰雪。负温闪光对焊宜采用预热闪光焊或闪光－－预热－－闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，宜采用预热闪光焊；端面不平整时，宜采用闪光--预热--闪光焊。⑷焊接地线应与主筋接触良好，不得因接触不良而烧伤主筋。⑸焊接时，应在搭接钢筋的一端引弧，并应在搭接钢筋端头上收弧，弧坑应填满。⑹冬季钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊,经试验合格后，方可正式施焊。⑺焊缝的尺寸要满足下列要求：焊缝的长度：Ⅱ级钢筋：单面焊≥10d双面焊≥5d焊缝的宽度：≥0.7d并不得小于8mm焊缝的高度：≥0.3d并不得小于4mm3.2.4.2钢筋安装⑴安装钢筋时，钢筋的位置和混凝土保护层的厚度要符合设计要求。在多排钢筋之间，必要时可垫入短钢筋头或其他适当的钢垫，但短钢筋头或钢垫不得伸入混凝土保护层内。⑵钢筋混凝土保护层垫块用细石混凝土垫块支垫，其强度和密实度应高于C35。垫块形状为锥形，以有利于钢筋定位。垫块应相互错开，分散布置，垫块数量保证4个/m2,并不得横贯保护层的全部截面。⑶在钢筋的交叉点处，采用20#铁丝按逐点改变扎丝方向（8字形）交错扎结。扎丝头不得深入到保护层内。⑷当墩身钢筋预埋较高时，要多设几道箍筋及搭设钢管脚手架作为支撑以增加刚度，防止变形。⑸墩身钢筋绑扎完成后要在四周拉上缆风绳防止倾覆。墩身钢筋绑扎图见图3.2.4.2-1及3.2.4.2-2。图3.2.4.2--1绑扎中的墩墩身钢筋图3.2.4.2--2绑扎完成的的墩身钢筋3.2.5模板安装3.2.5.1安装步骤模板安装步骤如下：⑴在立模板处底面要用砂浆找平，待砂浆有一定强度后再立模板。⑵在安装模板前，根据承台纵横十字线用墨线弹出墩身模板的内、外边线，模板立好后再用测量仪器复核。⑶模板安装前，打磨除锈，并涂刷脱模剂。⑷钢模板分块吊装，模板安装要从中间向两侧最后安装圆端部模板，按照试拼时的编号拼装。模板拼缝（不得大于1mm）用腻子、玻璃胶涂平或用双面胶带贴住。模板安装见图3.2.5.1-1。第一步：第二步：第三步：第四步：图3.2.5.1-1墩身模板安装示意图⑸模板底部用水泥砂浆堵严，防止跑浆。⑹立模过程中要严格控制变截面四角的底面高程，否则由于模板较重，垂直度很难控制。模板拼装好一节后要从两侧用经纬仪检查模板的垂直度，满足要求后方能安装下一节段的模板安装。⑺墩身模板安装后必须在四周至少设置四道揽风绳进行纠正和固定，待垂直度纠正后收紧固定，缆风绳斜率为1.0～1.2。⑻模板安装时上下节模板间连接螺栓、两桁架间对拉杆必须拧紧，确保固定牢靠。⑼浇注混凝土前要对模板彻底检查，确认各方面均满足要求后方可下浇注令。3.2.5.2安装质量要求模板安装完成后需要对其安装质量进行检查，检查标准见表3.2.5.2-1。表3.2.5.2-1模板安装允许偏差表序号项目允许偏差（mm）1前后、左右距中心心尺寸±102表面平整度33相临模板错台14同一梁端两垫石高高差25墩台支撑垫石顶面面高程0，-56预埋铁件和预留孔孔位置53.2.6混凝土拌合、运输3.2.6.1混凝土拌合为了确保混凝土拌合的质量，需要对拌合使用的水进行加热，对砂石料以及外加剂进行保温，确保其温度在零度以上，同时还需要对拌合站的水泥、矿粉及粉煤灰罐进行保温。具体方案如下：⑴水的加热采用1吨蒸汽锅炉1台（见图3.2.6.1-1），将蒸汽管道通入拌和机水箱中对水进行加热，让水温保持在60℃左右。图3.2.6.1-1水加热用锅炉⑵砂石料、外加剂的保温在混凝土施工前将砂、石子及外加剂提前置于暖棚中，暖棚支架采用10#槽钢，外围彩钢板，内生炉火，并用2台100千瓦暖风炮直接向砂、石堆排放热风，以提高砂、石子及外加剂的温度，保证混凝土施工时砂、石料及外加剂处于正温。施工时及时测定材料的含水率，调整施工配合比，保证混凝土的水灰比不变。砂石料的保温棚见图3.2.6.1-2及图3.2.6.1-3。图3.2.6.1--2砂棚保温图图3.2.6.1--3石料棚保温温图⑶水泥、矿粉及粉煤灰罐的保温冬季混凝土施工，水泥、矿粉及粉煤灰罐均需要采取保温措施(见图3.2.6.1-4)；混凝土的拌合采用二次投料法，控制水在搅拌机内的温度≤40℃，混凝土的搅拌时间应较常温搅拌时间延长50％，由原来的120秒延长至180秒。图3.2.6.1-4水泥、矿粉及粉煤灰罐体保温3.2.6.2混凝土运输混凝土拌合出机后，及时运输到浇筑地点，在运输过程中，要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。混凝土运输采用专用混凝土运输罐车，在车体外包一层2cm厚的篷布，并尽量缩短运输距离，确保混凝土的入模温度≥10℃。砼运输车的保温见图3.6.2.2-1。图3.6.2.2-1砼运输车的保温3.2.7混凝土浇筑混凝土灌注前，墩身保温棚已经搭设完成，保温棚外部采用定制的棉被包裹严实（见图3.2.7-1），提前用内升火炉和暖风炮对墩身模板及其周边环境进行升温，保证混凝土施工时模内温度在10℃以上。混凝土下料采用35～40cm串筒，筒壁2～3mm，或采用软管。混凝土采用机械振捣并分层连续浇筑，混凝土浇筑时需先四周后中间部位。图3.2.7-1搭设好的墩身保温棚3.2.8混凝土的养护混凝土浇筑结束后，用定做的棉被将浇筑混凝土时敞开的墩身顶部覆盖严实，在墩身养护棚内用蒸汽锅炉、火炉以及暖风炮进行浇筑后养护，实验室每4小时对暖棚内的温度和湿度进行监控，其中，养护湿度控制在90％，养护温度控制在20～40℃之间，待到墩身混凝土强度达到设计强度的100％，再进行降温，降温速度控制在≤5℃/h,室内温度降至和室外温度接近方可拆模。混凝土的保温养护见图3.2.8-1及图3.2.8-2。图3.2.8-1墩外棉被包裹裹养护图3.2.8-2墩身内暖风风炮养护4、结束语虽然严寒地带冬季施工面临