盐渍土地区混凝土结构物施工工法

盐渍土地区混凝土工程施工工法1.前言1.1盐渍土工程分类盐渍土中易溶盐类主要有氯化物盐类（NaCL、MgCL2、KCL、CaCL2）、硫酸盐类（Na2SO4、MgSO4、CaSO4）、碳酸盐类（Na2CO3、NaHCO3）三种，其中以钠盐为主的NaCL、MgSO4、Na2CO3>NaHCO3对公路的危害较大。盐渍土按其盐渍化程度和含盐性质对公路工程的危害性分类。盐渍化程度分为弱、中、强、过四类；含盐性质分氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土四类，根据土层中的平均含盐量（以质量百分数计）对盐渍土分类见表1。表1盐渍土工程分类盐渍土类别土层中的平均含盐量（以质量百分数计）氯盐渍土亚氯盐渍土亚硫酸盐渍土硫酸盐渍土弱盐渍土0.3〜1.50.3〜1.00.3〜0.80.3〜0.5中盐渍土1.5〜5.01.0〜4.00.8〜2.00.5〜1.5强盐渍土5.0〜8.04.0〜7.02.0〜5.01.5〜4.0过盐渍土>8.0>7.0>5.0>4.0注：含盐性质以CL-/SO42-比值划分，比值大于2.0为氯盐渍土，比值在1.0〜2.0之间为亚氯盐渍土、比值在0.3〜1.0之间为亚硫酸盐渍土、比值小于0.3为硫酸盐渍土。1.2盐渍土破坏机理混凝土结构物长期处于氯化物环境，会造成混凝土构造物石子外露，导致混凝土整体酥脆，表面剥落，使混凝土材料强度受到损失；严重的会导致钢筋保护层严重脱落，从而锈蚀钢筋，锈蚀的钢筋使混凝土开裂，进而进一步加快腐蚀效果，而结构也失去应有的强度，从而影响结构的安全性和耐久性。京新高速公路吉兰泰连接线起于主线京新高速的红古尔玉林互通，止于阿拉善左旗吉兰泰镇，与建成通车的巴彦浩特至吉兰泰一级公路相接，经过已建的巴彦浩特至银川高速公路，可与宁夏银川市相通，通过区域路网与甘肃、陕西、青海等省相连。吉兰泰镇是阿盟最大的盐化工业重镇，以制盐和烧碱闻名，吉兰泰镇周边的土质及水质均存被盐碱化，对公路工程结构物具有腐蚀性。本文通过对盐渍土分类、盐渍土的破坏机理、防腐混凝土配合比设计、混凝土现场施工预防措施四个方面来说明盐渍地区混凝土工程施工控制方法。工法特点2.1盐渍土混凝土结构物的施工关键在于防腐混凝土的使用及施工现场的控制措施。2.2采用低渗透高性能混凝土、提高混凝土等级；在混凝土内掺入硅粉提高混凝土早期强度；掺拌聚丙纤维防止混凝土开裂，提高耐久性；掺拌阻锈剂阻止或减缓钢筋锈蚀。2.3结构物底部采用透水性垫层，防止地下水通过毛细作用上升对结构物表面产生腐蚀。2.4施工过程中使用透水模板布，减少混凝土表面的气泡，降低混凝土的渗透性、碳化深度和氯化物扩散系数，提高混凝土表面硬度，耐磨性、抗裂强度、抗冻性。2.5结构物与土接触部分铺设油毛毡，进一步阻止地下水对结构物的腐蚀。2.6结构物与空气接触部分，喷涂硅烷，隔阻空气中水分、盐雾接触混凝土。使用范围本工法适用于地基为盐渍土的混凝土结构物施工。工艺原理4.1防腐混凝土配合比设计由于盐渍土对混凝土结构物具有盐胀性和腐蚀性，在地下水被盐渍化后，效果更加显著，为此，防腐混凝土配合比设计相对普通混凝土配合比设计应考虑以下因素：4.1.1采用高强度等级的优质水泥为了提高混凝土的密实性和抗腐蚀性，在盐渍土地区水泥一般采用高强度如P.O52.5的硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。配制耐久混凝土不得使用立窑水泥，应避免使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥。水泥中C3A含量宜控制在6%〜12%。水泥的细度宜小于350m2/kg,不得超过400m2/kg。⑶为防止碱-集料反应的发生，采用低碱水泥，水泥的碱含量(按Na2O当量计)低于0.6%，且混凝土内的总含碱量(包括所有原材料)不超过3.0kg/m3。所用水泥的氯离子含量应低于0.03%。水泥质量应稳定，实际强度应与其强度等级相匹配。定期对分批进场的水泥进行胶砂强度的评定，标准差宜控制在3.OMPa以内。(6)为控制混凝土温度裂缝的产生，混凝土生产时水泥温度不得超过60r，避免使用刚出厂的新鲜水泥。4.1.2增加水泥用量、降低水灰比和低塌落度混凝土强度增长的过程也是失水的过程和密实度提高的过程，为了避免水化热过大、加快混凝土的强度增长速度，提高混凝土的密实度，配合比设计时应增加水泥用量，降低水灰比，同时确保混凝土低塌落度。4.1.3采用低渗透高性能混凝土为了提高混凝土的工作性、稳定性、耐久性及物理力学性能，防腐混凝土应采用低渗透高性能混凝土。主要通过参加优质的掺合料和外加剂实现。4.1.4掺拌硅粉、阻锈剂及纤维掺拌硅粉可以改善混凝土和易性、增加混凝土密实度、提高早期强度；掺拌阻锈剂可以阻止或减缓钢筋锈蚀；掺拌纤维防止混凝土开裂从而提高混凝土的密实性和耐久性。4.2防腐混凝土现场施工预防措施4.2.1增大结构物钢筋保护层厚度为了避免盐渍土地区的土质和水质对钢筋混凝土结构的破坏，特别是对钢筋的腐蚀，施工时应增大结构物钢筋保护层厚度。4.2.2采用透水模板布透水模板布的结构分为表层、中间层、黏附层。透水模板布的工作原理：浇注混凝土后，在混凝土内部压力、混凝土透水模板布的毛细作用及震捣棒等共同作用下，混凝土中的气泡以及部分游离的水分由混凝土内部向表面迁移，并可通过混凝土透水模板布中间层排出，并产生以下效果：可以有效减少构件表面混凝土的气泡，使混凝土更加致密。可以使混凝土中的部分水分排出而水泥胶凝颗粒则留在混凝土表面，导致数毫米深的混凝土表面水胶比显著降低，从而提高混凝土的密实性。使构件表面形成一层富含水化硅酸钙的致密硬化层。大大提高混凝土表面硬度，耐磨性、抗裂强度、抗冻性，使混凝土的渗透性、碳化深度和氯化物扩散系数显著降低。减少了混凝土内部与外部交换物质的可能，显著降低了盐类有害物质的入侵通道，从而提高了构件的耐久性。混凝土透水模板布具有均匀分布的孔隙，水能通过渗透和毛细作用经透水模板均匀排出，不形成聚集，这样有效减少砂斑、砂线等混凝土表面缺陷的产生。(6)混凝土透水模板布的保水作用，为混凝土养护提供了一个良好的条件，减少了表面裂缝和气泡的产生。4.2.3延长混凝土搅拌措施适当延长混凝土的搅拌时间，搅拌时间不少于3分钟，保证混凝土拌合均匀，充分发挥减水剂的性能。保证混凝土的各项工作性能，特别是流动性。4.2.4加强混凝土振捣加强混凝土的振捣工艺控制，由于塌落度较小，适当延长振捣时间，严格按照振捣工艺振捣，做到不漏振，不过振，确保混凝土的密实度。4.2.5加强混凝土养生沙漠地带气候异常干燥，混凝土表面失水快，养生不到位混凝土表面极易产生裂缝，防腐混凝土养生宜采用塑料薄膜+土工布+水管缠绕喷淋的养生方式确保混凝土表面始终保持湿润状态，养护时间不小于7天。4.2.6结构物底部采用透水性垫层为了防止地下水通过毛细作用上升对结构物表面产生腐蚀，结构物底部的垫层应采用透水性材料，如砂垫层、砂砾垫层、片石垫层；严禁采用黏土垫层。4.2.7混凝土垫层上铺设沥青油毛毡如果结构物底部采用混凝土垫层，为了进一步组织地下水对结构物的腐蚀破坏，在垫层上铺设多层沥青浸泡过的油毛毡，进一步提高抗腐能力。4.2.8结构物表面涂刷防腐材料为了提高防腐能力，与空气接触部分的结构物涂刷沥青或喷涂硅烷，隔阻空气中水分、盐雾接触混凝土。然后将沥青油毛毡卷起将结构物包裹密封。5.施工工艺流程及操作要点5.1基坑开挖基坑开挖采用挖掘机作业，人工辅助修整。基础地面尺寸每边较基础尺寸大0.5m〜1m左右，因该地区为沙漠地区，基坑开挖时，边坡按1:1.5放坡，防止塌陷。在地下水较发育的地区，基底有水时，基底四周挖排水沟，并留集水坑。5.2基底换填针对基底地基承载力不满足设计要求，基底采用换填砂砾材料。砂砾为透水性材料，防止地下水通过毛细作用上升对结构物表面产生腐蚀。5.3垫层浇筑为方便施工放线、基础模板支护，在基础浇筑前浇筑一层平整的施工垫层。5.4铺设油毛毡由于地下水含有腐蚀性，为防止基底混凝土被侵蚀，在基底铺设3层沥青浸泡过的油毛毡。5.5模板支护为了降低混凝土表面的气泡缺陷率、炭化速率、混凝土的早期收缩性；提高表层混凝土回弹硬度、混凝土的抗氯离子渗透能力以及方便施工，在模板内层黏贴一层透水模板布。透水模板布的施工流程1） 施工前先清理干净模板，确保模板表面平整光洁。2） 均匀地将胶水喷涂在模板表面及四周，胶水喷涂要均匀，不易太厚。3） 提前按照模板的尺寸，裁剪好模板布，每边预留约5cm，作排水用途。待过几分钟胶水颜色变透明后，开始粘贴模板布。4） 拉紧模板布，毛面层粘贴模板，固定位置后用手由中心平稳推向两边，确保牢牢粘贴在模板表面及四周，尽量避免褶皱或气泡。5） 在需要开孔的地方，在孔的四周多喷一点胶水，避免浇筑时混凝土掺入模板布和模板之间。6） 因透水模板布可重复使用，在每次混凝土浇筑完毕拆模后，要及时清洗模板布。若拆模时损坏了模板布或模板布产生褶皱和气泡，应及时更换模板布。5.6混凝土浇筑混凝土进行分层浇筑，分层厚度控制在30cm以下。混凝土振捣时，振捣棒要快插慢拔，并插入下层混凝土5cm〜10cm，与侧模保持5cm〜10cm，防止侧模板受振动影响而变形或破坏透水模板布。5.7混凝土养生沙漠地带气候异常干燥，混凝土表面失水快，防腐混凝土养生采用塑料薄膜+土工布+水管缠绕喷淋的养生方式确保混凝土表面始终保持湿润状态，养护时间不小于7天。5.8喷涂防腐层盖板、基础、涵台背面（与土接触处）、支撑梁浇筑完成后在其表面涂抹3道沥青，涵台正面（洞内侧）与空气接触部分喷涂硅烷浸渍，然后将沥青油毛毡卷起将涵洞基础包裹密封。6材料、设备及劳动力组织6.1水泥盐渍土结构物施工用水泥采用强度等级为52.5级普通硅酸盐水泥，水泥进场须提供出厂合格证及编号。水泥的技术标准及检验方法应符合表6.1盐渍土结构物施工用水泥技术标准及检验方法的规定。表6.1盐渍土结构物施工用水泥技术标准及检验方法序号检验项目技术要求检验方法1比表面积N300m2/kgGB/T80742凝结时间初凝N45min，终凝W600min（硅酸盐水泥终凝W390min）GB/T13463安定性沸煮法合格GB/T13464强度符合表6.2.1-2的规定GB/T176715烧失量W5.0%（P.O水泥）GB/T1766游离CaO含量W1.0%GB/T1767MgO含量W5.0%GB/T1768SO3含量W3.5%GB/T1769Cl-含量W0.06%GB/T1766.2粉煤灰粉煤灰的技术要求及检验方法应符合表6.2盐渍土结构物施工用粉煤灰技术要求及检验方法的规定。表6.2盐渍土结构物施工用粉煤灰技术要求及检验方法序号检验项目技术要求检验方法

1细度W12%GB/T15962需水量化W95%GB/T15963烧失量W5.0%GB/T1764Cl-含量W0.02%JC/T4205含水量W1.0%GB15966SO3含量W3.0%GB/T1767CaO含量W10%GB/T1768游离CaO含量W1.0%GB/T1766.3细骨料细骨料的技术要求及检验方法应符合表6.3盐渍土结构物施工用细骨料技术要求及检验方法的规定。表6.3盐渍土结构物施工用细骨料技术要求及检验方法序号检验项目技术要求检验方法1含泥量W2.5%GB/T146842泥块含量W0.5%GB/T146843云母含量W0.5%GB/T146844轻物质含量W0.5%GB/T146845有机物含量浅于标准色GB/T146846压碎指标<25%GB/T146847吸水率W2%GB/T146848坚固性W8%GB/T146849硫化物及硫酸盐含量W0.5%GB/T1468410Cl-含量W0.02%GB/T146846.4粗骨料粗骨料的技术要求及检验方法应符合表6.4盐渍土结构物施工用粗骨料技术要求及检验方法的规定。表6.4盐渍土结构物施工用粗骨料技术要求及检验方法

序号检验项目技术要求检验方法1针片状颗粒总含量W7%GB/T146852含泥量W1%GB/T146853泥块含量W0.25%GB/T146854岩石抗压强度母岩与砼强度比不小于1.5GB/T146855吸水率<2%GB/T146856紧密空隙率W40%GB/T146857坚固性W8%GB/T146858硫化物及硫酸盐含量W0.5%GB/T146859Cl-含量W0.02%TB10424-201010有机物含量（卵石）浅于标准色GB/T146856.5减水剂减水剂的技术要求及检验方法应符合表6.5盐渍土结构物施工用减水剂技术要求及检验方法的规定。表6.5盐渍土结构物施工用减水剂技术要求及检验方法序号检验项目技术要求检验方法1减水率N20%GB80762含气量N3.0%GB80763泌水率比W20%GB80764压力泌水率W90%JC47353d抗压强度比N130%GB807667d抗压强度比N125%GB8076728d抗压强度比N120%GB80768凝结时间差-90〜+120minGB80769硫酸钠含量W5.0%GB/T807710Cl-含量W0.02%GB/T807711碱含量W10%GB/T807712收缩率比W110%GB80766.6钢筋采用HPB300和HRB400E钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》(GB1499.2-2008)和《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)中的相关规定。钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查，按批检查其直径、每延米重量并抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆(带肋)钢筋》(GB1499)的相关规定。6.7透水模板布透水模板布的技术要求及检验方法符合表6.6盐渍土结构物施工用透水模板布技术要求及检验方法的规定。表6.6盐渍土结构物施工用透水模板布技术要求及检验方法序号检验项目技术要求检验方法1名义单位面积质量偏差>-10%JT/T736-20092厚度20.6mmJT/T736-20093厚度偏差±15%JT/T736-20094幅度偏差±15%JT/T736-20095厚度压缩比H35<H<70JT/T736-20096过滤层平均孔径<40pmJT/T736-20097透气性<4(m3/(m%s))JT/T736-20098排水能力>0.4(L/tf)JT/T736-20099保水能力>0.25(L/tf)JT/T736-200910梯形撕破强力纵向N250横向N200(N)JT/T736-20096.8主要机具设备每个作业面按3仓/次考虑，主要机具设备配置见表6.7盐渍土结构物施工主要机具设备表。表6.7盐渍土施工主要机具设备表序号机具设备名称规格或型号单位数量备注1泵车37m台1浇筑混凝土2模板基础及墙身套3

3RTK测量仪TSC2台1结构物位置放样4苏一光水准仪NAL124台1控制结构物标高6.9劳动力组织每个作业面按3仓/次考虑，每作业面管理人员配备见表6.8盐渍土结构物施工每作业面管理人员配备。表6.8盐渍土结构物施工每作业面管理人员配备序号岗位工种人数主要职责1架子队长1负责现场劳动力、机具设备的合理调配，组织各班组严格按照设计、施工方案和作业指导书规范施工，负责抓好安全质量管理控制，认真开展安全质量教育，对现场安全质量及文明施工负全面责任。2技术主管1负责全面技术管理工作，监督班组作业人员在领工员或工班长的带领下进行作业，确保规范施工。负责向领工员、工班长对每道作业工序和环节进行书面技术交底。3领工员1负责各个工序的劳动力安排，合理安排各工种的人员需要。坚持工班、工序交接检查和分项、分部工程质量评定工作针对施工中存在的质量通病进行检查，提出纠正意见措施。4质检员2负责工程质量管理。检查、落实现场质量、安全文明施工的各项措施。负责组织实施关键工序的质量标准，明确关键工序的质量控制要点及质量保证措施。5技术员1负责技术质量工作，认真执行规范、施工工艺标准，认真交底，对实体质量负直接技术管理责任；落实质量创优规划，指导各分项施工的实施，负责隐蔽工程检查验收，填写隐蔽工程检查记录。6试验员2严格按照有关试验规程和试验方法做好各项试验，及时填写试验记录和试验报告。混凝土施工过程中做好现场监督指导工作。7安全员1对作业班组的安全生产工作进行检查、监督，消除安全事故隐患；对各班组的安全防护器材、用品的投入、使用进行检查监督，确保安全生产措施的有效使用。8材料员1做好物资材料的交接验收，检查指导施工现场物资材料、半成品存放工作。9工班长1负责本工班劳务人员的管理和调配，保证施工进度按计划进行。10测量员2负责测量放样工作。11普工8负责绑扎钢筋、支护模板、浇筑混凝土及养生合计217质量控制7.1质量检验标准混凝土基础及涵台身外形尺寸符合表7-1混凝土基础及涵台身外形尺寸允许偏差要求。表7-1混凝土基础及涵台身外形尺寸允许偏差序号检查项目检验标准1轴线偏位50mm2涵底铺砌厚度+40，-10mm3涵底流水面高程±20mm4长度+100，-50mm5孔径±20mm6顶面高程±50mm7.2质量控制措施原材料进场必须进行严格检验，坚决杜绝使用不合格原材料。混凝土坍落度和收面控制：根据沙漠地区施工特点，砼坍落度控制在140-180mm，保证有足够的流动性，满足砼的施工性能，同时可减少放料振捣和收面的间隔时间。粘贴模板布时天气要干燥，避免高温时段或在烈日下粘贴模板布，因为气温过高容易造成胶水老化失去粘性，粘贴好的模板布容易出现气泡。注意保护好模板布的成品，避免暴晒、雨水或泥土等杂物影响质量。钢筋绑扎时，注意与模板的接触，避免造成模板布破损。在混凝土振捣过程中，振捣棒不能接触模板布，尽量使振捣棒与模板布保持一定距离，避免振捣棒损坏模板布。8安全措施8.1吊车起重操作要始终做好稳起、稳停、稳落。设备启动前或接近人、物体时，需鸣笛示警。8.2基坑开挖时必须设置边坡放坡，防止边坡塌陷。8.3夜间施工时保证足够的夜间照明设施，且要齐全可靠，满足施工及安全的需要。8.4随时关注气候变化，遇到沙尘暴天气提前采取措施或调整施工作业时间。8.5高空作业时，注意安全绳、安全帽的佩戴。8.6施工用电安全是安全控制的重点之一，必须严格执行“三级配电”与“三相五线”制，必须确保线路无破损，基坑内有水源的地方，电线必须穿防水皮套，严禁使用花线、明插座，严禁线路在钢筋上缠绕。施工现场用的手持照明灯应采用36V的安全电压。施工用电设专人检查防护，电线外皮不能破损，并安装漏电保护器，电工必须持作业许可证上岗。8.7开关箱内要符合一机一闸保险，箱内无杂物不积灰。照明电线要用绝缘胶线，不能用花线塑料胶芯线。8.8电线线路的位置要安装合理，尽可能避免重复导线，架空线离地面要有足够高度，并应在绝缘子上固定。8.9值班电工每天应对所有电器设备及线路检查一次，发现老化，破旧、破损的电器元件应及时更换，严禁使用绝缘性差、老化、破皮电线，防止漏电。9环保措施9.1施工作业面上收集的各种材料废弃物或基坑开挖时产生的废弃料必须按照相关规定进行处理或统一运输到指定的弃渣场，避免污染周边环境。9.2基坑开挖出的土料应做实验检测，若合格，可做路基填料。9.3施工用水必须规范，特别在养护混凝土的过程中，避免施工用水腐蚀混凝土。9.4严禁在施工作业面上及周围乱丢弃白色垃圾，避免污染周边环境。9.5施工作业面上的化学用品、外加剂等必须有固定存放点，妥善保管，防止污染环境。9.6运输混凝土的施工便道注意洒水，避免扬尘。10效益分析使用本工法，经济效益及社会效益如下：通过对混凝土性能的提高、设备材料及混凝土养护工艺的优化，大大提高了成品的质量，从而提升了本企业的形象，