某工程防护门被覆混凝土施工技术

XX工程防护门被覆混凝土施工技术**********摘要本文重点介绍了XX工程的防护门混凝土工程施工技术，重点对防护门混凝土施工的承载体系、混凝土施工的温控措施等进行了重点介绍和说明，指出了防护门混凝土工程高质量施工技术的关键所在。关键词承载体系加固措施水化热温控监控量测一、工程概况：××工程为目前国内跨度、断面最大的地下洞库工程，开挖宽度为44.4m，高度为13.74m，其中门库段（K0+455～K0+464.8和K0+476.5～K0+486）共计19.3米，结构设计抗冲击、防震要求高，抗渗标准为S8级，钢筋密集，二次被覆混凝土按复合式设计施工。其浇注成型的混凝土精度要求控制在±1cm以内（局部要求控制在2mm）。其主要表现为：1、被覆混凝土台架承载体系要求牢固、可靠。2、每次浇筑混凝土单体数量大。现浇施工，水泥水化热不易散失，要保证在混凝土不开裂。3、外部自然条件差，由于施工现场处于亚热带海洋气候，昼夜温差大，天气炎热，最高气温达到40℃以上，夏季雨水多，洞库里地下水发育。防护门平面图防护门平面图门库加强段4a-4a结构图二、被覆混凝土施工承载体系的设计由于浇注混凝土厚度大，防护门主洞段用的1#台架浇注混凝土的高度只有满足1.5m，为了保证不跑模和不下沉，就必然考虑加固的问题，其主要方法和有效的措施是加固模板和台架。因此，必须作好模板和台架的加固设计，使其有效可行。1、1#台架的改装及加固设计防护门的主洞段施工是用1#台架改造而成的，1#台架过去浇注的混凝土仅仅为1.5m高，而防护门主体高度为2.55～9.40m不等，这就需要对1#台架进行加固，加固的材料1#、2#防护门主洞段是采用普通扣件式钢管脚手架，钢管直径48mm，壁厚3.5mm，每米重3.84kg，截面积（A1）4.89cm2，截面惯性矩（I1）12.19cm4，截面抵抗矩（W1）5.08cm3，回转半径（r1）1.58cm，抗拉、抗压和抗弯容许应力[σ]为16.67KN/cm2（170N/mm2）;抗剪容许应力[τ]为9.81KN/cm2。其计算方法如下：2、1#防护门段主洞段（长度9.5米、K0+476.5～K0+486）：2.1、4a-4a加强段S1及防护门间4a-4a断面S2,每延米面积：S1=94.37m2,S2=72.31m2加强段混凝土量为：V=94.37×（9.5-2.655-0.006）+72.31×0.006=645.83m2³。2.2、B-B断面（施工高度1.5米）计算长度12.51m面积：S=4.38m²²，则体积V=4.38×12.51=54.79m3。2.3、B′-B′断面拱部一部分，（施工高度1.5米）具体见挡头板图计算长度12.91m面积：S=3.17m，则体积V=3.17×12.91=41m32.4拱角施工到3.28米高，多出混凝土方量：V=13×6.84=88.9m3合计：按现施工方案1#门库第一次浇筑被覆混凝土总方量为：V总=830.5m3。原I标段1#台架设计承载施工同等长度被覆混凝土数量为：494.5立方米左右，即超出台架设计承重336立方米混凝土，因此该台架部分支撑需加强。台架具体加固设置见台架加固图。1#台架加强脚手架平面图采用的扣件式钢管脚手架为空间结构，纵向刚度远远大于横向刚度，由于在构造上局部加设了斜撑，限制了各个方向的侧向位移。因此可大致视为“无侧移多层刚架”进行力学分析。查《建筑结构计算手册》，无侧移刚架的计算长度系数μ=0.77。脚手架立杆受轴压作用，失稳是脚手架的主要危险，脚手架钢管按轴心受压强度条件计算的承载能力为PN≤σn×A1=81.52KN（8.31t）。现以步距1000mm和间距900mm计算（a=1.0m，b=0.9m）。立杆设计荷载计算安全系数K2取2.0K2N=AN[（σn+(η+1)σ）÷2-((σn+(η+1)σ)2÷4-σnσ)0.5]计算钢管的截面特征：An=4.893×102mm2，i=15.78mml0=μa=0.77×900=693mmλ=l0÷i=693÷15.78=43.92欧拉临界应力：σ=π2E÷λ2=1074.47η=0.3×1÷（100×i）2=0.3÷（100×0.01578）2=0.12设计荷载N为：N=4.893×102÷2[（170+（1+0.12）×1074.47）÷2-((170+(1+0.12)×1074.47)2÷4-170×1074.47)0.5]=36.3KN≤PN=81.52KN符合，即在步距在900mm的情况下每根立杆只能承重3.56t。横杆验算按简支梁检算受弯强度。在计算时，将横杆的荷载转化为作用在2/3跨度上的集中垂直荷载P，其跨间最大弯距Mmax和支座最大反力P1（即连接扣件抗滑能力P1≤4903N）为：P1=0.67PMmax=0.222P×b≤W1[σ]=5.08×16.67=847N·m即P1=0.67P=2840.3N≤4903N符合根据现场实际考察得知，拱顶超挖回填混凝土主要集中在两边拱角到主洞中线方向6米的范围内，加强段拱部主洞中线至两边各8米，即16米基本无超挖，根据现第一步施工方案对台架受力无影响。模板仍然采用原台架模板，B-B断面及通道以外台架每个框内加一排，沿洞库方向每个框内3根钢管。由于断面各有差别，B-B断面及台架通道部分需加强设置，具体布置见1#台架加强钢管脚手架平面图。按现在施工方案将多出现台架承重336m3。按以上计算：承重336×2.5=840t，全部加固台架钢管只需立杆支撑点：840÷3.56=236个。按1#台架加强钢管脚手架平面图布置完全满足要求。3、2#门库段主洞（长度9.8米、K0+455～K0+464.8）：3.1、4a-4a加强段S1及门库间4a-4a断面S2,每延米面积：S1=94.37m2,S2=72.31m2则：加强段混凝土体积为：V=94.37×（9.8-2.655-1.506）+72.31×1.506=641.05m³。3.2、B-B断面计算长度12.51m面积：S=4.38m²²，则体积V=4.38×12.51=54.79m2。3.3、B′-B′断面拱部一部分，具体见挡头板图计算长度12.91m面积：S=3.17m，则体积V=3.17×12.91=41m33.4、拱角施工到3.28米高，多出混凝土方量：V=13×6.84=88.9m3合计：2#门库主洞段被覆混凝土总方量为：V总=825.7m2。2#门库主洞段混凝土方量与1#门库主洞段一致，故加固方案与1#门库主洞段基本相同。三、模板安装及其精度的控制防护门主洞段和门端挡墙的模板安装及精度控制：防护门主洞段和门端挡墙竖直方向控制的方法是把标高提高5cm，为了保证其下沉量，在台架与地坪接触处用50t的千斤顶反压1#台架的支撑点，并且对整个台架进行了加固。防护门主洞段水平方向主要是控制前后挡墙，门端挡墙的水平方向主要是控制弧边墙和直边墙，这几个部位施工时主要用的是小钢模拼装而成的，其精度的控制方法是在立模前，先放出模板的边线，立模时，就按照边线立上去。为了保证其精度，在立模时，在脚手架上吊上线锤或者拉垂直线，每立一块模板都要量所立模板到线锤或者垂直线的距离，并用顶托加固好，立完后，经过认真多次检查，把模板的偏移量控制在允许的+2cm范围内，并且检查是否加固好，使其在浇注混凝土时不跑模。加强段挡头板图门库加强段4a-4a配筋图门库加强段4a-4a配筋图防护门框钢筋图防护门框钢筋图四、防护门混凝土浇筑4.1、混凝土浇注的温控措施防护门混凝土成品的质量控制主要表现在混凝土浇注成型之后不出现裂纹、蜂窝、麻面和混凝土强度等质量问题。项目部成立了专门的C50高强混凝土配合比试验QC小组，经过大量试验工作，并根据该工程的特点和厚大体积混凝土施工技术要求，对试验结果进行工作性能、经济性能及施工技术标准等全面分析，找出了工作性佳，经济效益明显的C50高强混凝土的施工配合比。混凝土内部设置了冷凝管，通过循环水，使混凝土内外的温度大致一样，保证混凝土不能因局部温度过高而出现裂纹，1#防护门主洞段冷凝管布置图2#防护门主洞段冷凝管布置图2#防护门主洞段冷凝管布置图4.2、混凝土的施工顺序、1#防护门的混凝土施工1#防护门主拱段纵向长度为9.5米，防护门洞内端和洞外端以防护门中心线为分界线基本上对称。混凝土分三次浇注，第一次是防护门主拱和4a-4a加强段，第二次是前后挡墙，第三次B-B和B’-B’断面拱部。具体如图所示：1#防护门混凝土浇注顺序1#防护门混凝土浇注顺序经过1#防护门的施工，发现了一些问题：模板施工难度大，精度不好控制，一次性浇注混凝土方量太大，有973m3，水化热大，在高温环境下不能继续下一步的施工，下一步施工平台狭窄，不能多人施工，施工进展缓慢。、2#防护门的混凝土施工2#防护门主拱段纵向长度为9.8米，防护门洞内端长度为6.544m，洞外端长度为3.256m，以防护门中心线为分界线他们不对称。因此，2#防护门的混凝土分两次浇注：第一次浇注洞内端和后挡墙，第二次浇注洞外端、前挡墙和B-B和B’-B’断面拱部。具体如图所示：2#防护门混凝土浇注顺序2#防护门混凝土浇注顺序经过2#防护门的施工，解决了1#防护门施工中遇到一些问题：由于是洞内端和洞外端分开施工，模板施工的难度大大的减小，精度得到了很好的控制；一次性浇注混凝土方量也减少了，只有634m3；由于是洞内端和洞外端分开施工，在施工洞外端时，施工平台大，多人施工，施工进展很快，相对1#防护门2#防护门提前了30多天。五、施工监测防护门主洞段的监测是横向和纵向均每5m设置一个点，这个点设在台架相应的顶部，吊一根细铁丝。在浇注混凝土前用水准仪在每根铁丝上侧一个点，算出这些点相对某个基点的高差，此时表中数据全为“0”，随着混凝土的浇注，每过一段时间再测一个点，监控测量数据如下表所示（以2#防护门混凝土浇筑为例）：2#防护门主洞段混凝土浇注第一天表一横向纵向123456781（cm）0.10000000.12（cm）0.30000000.23（cm）0.10000000.12#防护门主洞段混凝土浇注第二天表二横向纵向123456781（cm）0.20.100000.10.32（cm）0.40.200000.30.53（cm）0.20.100000.10.22#防护门主洞段混凝土浇注第三天表三横向纵向123456781（cm）0.30.40.81.00.80.60.50.42（cm）0.50.81.11.61.51.00.70.63（cm）0.30.50.70.90.70.50.40.32#防护门主洞段混凝土浇注第四天表四横向纵向123456781（cm）0.40.61.11.51.91.20.70.52（cm）0.81.01.52.83.0