大体积混凝土u型桥台的优化施工

PAGE大体积混凝土U型桥台的优化施工一、工程概况我公司担负施工的内蒙古自治区某高速公路某标段共有4座通道桥、7座中桥、7座小桥，其中8座桥设计为大体积U型桥台。最大的U型台AK3+191.829上跨主线立交桥4#台身混凝土方量为1051.8m3，最小的U型台方量为414.2m3。图示K1182+575中桥的4#台身20#素混凝土方量为964.1m3。我项目2003年7月份进驻工地，要求2004年6月15完工，中间有5个月为冬休期，实际施工期只有7个月，为给土方施工让路，桥涵施工期只有四个月。因此在短期内完成如此艰巨的任务，需投入大量的人力物力。我单位在本次施工中共投入18个桥涵施工队伍，需加工制作钢模700吨，而一个U型桥台就需要模板42吨(钢管支撑约30吨左右)。根据业主要求，为了有效降低水化热引起的大体积混凝土开裂现象，U型桥台里面必须设置散热管以降低水化热，而业主认为此笔费用属于施工工艺方面的问题，不予追加。因此，在短期内满足U型桥台达到开工条件，能够节约投资，且能保证混凝土不开裂这个艰巨的任务摆在了项目QC小组的面前。二、小组简介某项目QC小组成立于2002年4月10日，已向公司安质部注册登记，登记号为174200312。小组现有成员8名，其中本科1名、大专4名、中专3名。平均年龄32.9岁，平均接受TQM教育77.6小时，达大纲要求。目前小组基本情况详见表一：小组基本情况表一小组名称某项目QC小组成立日期2002年4月月10日课题名称大体积混凝土UU型桥台优优化施工注册日期2003年7月月10日活动日期2003年100月1日-11月30日注册号1742003312小组类型攻关型活动次数10小组成员8名活动时间32小时组内职务姓名年龄文化程度职务职责接受TQM教育时间间组长全面负责80副组长全面负责技术指导85组员活动记录和考勤勤76组员技术指导80组员现场情况调查和和监督75组员现场情况调查和和监督75组员具体检查落实80组员试验工作70小组活动效果降低成本，满足足施工需要要，防止大大体积U型桥台出出现温度裂裂缝。小组成果小组认真开展QQC活动，在在磴巴高速速公路的施施工中，消消除预制箱箱梁水波纹纹现象QC小组分别别荣获2002年度集团团公司和2003年度总公公司优秀QC小组第一一名。三、选题理由降低成本，防止大体积混凝土U型台出现温度引起的开裂现象。降低成本，防止大体积混凝土U型台出现温度引起的开裂现象。课题课题优化大体积U型桥台砼施工优化大体积U型桥台砼施工降低U型台一次性模板、钢管支撑使用量，提高模板周转次数。降低U型台一次性模板、钢管支撑使用量，提高模板周转次数。该标段是我单位继磴巴4标在内蒙古地区投标承建的又一高速公路标，施工质量关系到我单位的信誉。该标段是我单位继磴巴4标在内蒙古地区投标承建的又一高速公路标，施工质量关系到我单位的信誉。四、课题目标降低成本，满足施工，消除大体积U型桥台混凝土温度裂缝。降低成本，满足施工，消除大体积U型桥台混凝土温度裂缝。五、小组活动1、现状调查(1)以往方案大型U型桥台混凝土施工一般是一次性立模到位以消除混凝土施工接茬处出现的外观缺陷，但为了有效消除因水化热产生混凝土开裂现象，需采取安设散热管、掺加粉煤灰、投施片石使用矿渣水泥等措施。掺加粉煤灰没有一个较为成熟的经验，即掺加后仍有个别出现开裂现象，而投施片石的U型台也有个别出现开裂现象，且投片石为设计单位所不允许，当地无矿渣水泥，因此业主明令要求安设散热管。(2)施工现状一次性灌注混凝土立模、安装钢管支撑所需时间约为20天时间，且一次性投入钢模和钢管支撑数量巨大，安设散热管又额外增加了施工投入，而且通过调查沿线其余五个施工单位，没有一家U型台不出现裂缝，即使安设了散热管的U型桥台也在所难免。2、排列分析2003年9月下旬，小组对前期成型的K1184+380中桥U型桥台进行了调查，对U型台施工中存在的问题作了统计分析，详见统计表和排列图。频数（处）N=20累计频数%1002095%90%80%8016756012408204100温度裂缝接茬错台跑模冷缝编制人：郭琦峰编制时间：2003年9月15日排列图从排列图可以看出，大体积U型桥台施工的主要问题是温度裂缝。U型桥台施工问题统计表表二序号项目频（处）累计频数累计%1温度裂缝1616802接茬错台218903跑模119954冷缝120100合计203、因果分析针对主筋偏位现象的出现进行了详细的分析探讨，详见如下因果分析图。环料环料温度裂缝产生的原因温度裂缝产生的原因粗骨料未洒水降温浇筑后混凝土与大气温度差大于25度粗骨料未洒水降温混凝土内外温差大于20度细骨料未覆盖承台表面粗糙细骨料未覆盖体积大，内部热量不易散发约束台体混凝土降温收缩过早拆除模板浇筑速度太快早期养护不当浇筑速度太快覆盖不及时振捣不密实人弹性模量低人因果分析图4、要因确认对造成U型桥台裂缝的原因进行分析后，小组成员各抒己见，集体研究，对要因确认如下：原因一：浇筑速度过快，每层厚度大于50㎝，混凝土产生的水化热相对大，散热慢；施工中可通过只使用一台拌合机供混凝土、层厚控制在30㎝以下、掺加缓凝剂等手段即可延缓浇筑速度，所以原因一不是主要原因。原因二：早期养护不当，可采用晚拆模，拆模后或灌完混凝土后加强养生过程中的测温工作，发现温差过大，及时覆盖保温以减小内外温差，使混凝土缓慢降温、缓慢收缩，以有效降低约束应力，提高抗拉能力，原因二不是主要原因。原因三：由于振捣不密实造成混凝土弹性模量降低，可通过认真监督，按振动棒作用半径和延长振捣时间来严格控制，加强振捣来解决，所以原因三不是主要原因。原因四：体积过大，内部热量不易散发，造成混凝土内外温差大于20℃，导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将水泥硬化期间放出大量水化热造成产生很大的拉应力，而混凝土抗拉强度较低，因而出现裂缝，所以原因四是主要原因。原因五：浇筑后混凝土与天气温度差大于25℃，同样可通过测温工作，发现温差过大，采取覆盖保温或洒水降温等措施有效处理，所以原因五不是要因。原因六：基础承台灌注日久且表面粗糙、约束台体混凝土降温收缩。夏季混凝土浇筑时温度很高，加上水泥水化热的温升很高，使台体混凝土的温度很高，当混凝土降温收缩，全部或部分地受到承台基础的约束，将会在混凝土内部出现很大的应力，产生降温收缩裂缝。所以原因六是主要原因。原因七：粗骨料未洒水降温，可安排专人抽水浇湿的办法来有效降低粗骨料的温度，细骨料进场后应用彩条布等覆盖或浇注混凝土前喷洒冷水。所以原因七不是主要原因。5、对策计划根据要因确认表中确认的各项主要原因，在施工时采取相应的措施加以预防，并严格督促实施。要因确认表表三序号验证内容标准验证结果是否要因1浇筑速度过快，每每层厚度大大于50㎝。延缓浇筑速度，层层厚控制在在30㎝以下。易产生裂缝否2早期养护不当晚拆模，加强养养生过程中中的测温工工作，温差差过大，及及时覆盖保保温，以有有效降低混混凝土约束束应力，提提高抗拉能能力。易产生裂缝否3振捣不密实造成成混凝土弹弹性模量降降低。认真监督，加强强振捣。易产生裂缝否4体积过大，内部部热量不宜宜散发，造造成混凝土土内外温差差大于20℃，导致混混凝土表面面急剧的温温度变化而而产生较大大的降温收收缩。此时表面受到内内部混凝土土的约束，将将水泥硬化化期间放出出大量水化化热产生很很大的拉应应力，而混混凝土抗拉拉强度较低低，因而出出现裂缝。易产生裂缝是5浇筑后混凝土与与天气温度度差大于225℃。采取覆盖保温或或洒水降温温。易产生裂缝否6承台表面粗糙、约约束台体混混凝土降温温收缩。夏季混凝土浇筑筑时温度很很高，加上上水泥的水水化热温升升很大，使使台体混凝凝土温度很很高，当混混凝土降温温收缩，全全部或部分分地受到承承台基础的的约束，将将会在混凝凝土内部出出现很大的的应力，产产生降温收收缩裂缝。易产生裂缝是7粗骨料未洒水降降温安排专人抽水浇浇湿的办法法来有效降降低粗骨料料的温度，细细骨料进场场后应用彩彩条布等覆覆盖或浇注注混凝土前前喷洒冷水水。易产生裂缝否对策计划表表四序号产生原因对策措施目的负责人实施时间1体积过大，内部部热量不易易散发。分层浇筑便于水化热散发发和减少约约束作用。2003.100.1～10.312基础承台表面粗粗糙，约束束台体混凝凝土降温收收缩。基础承台顶面混混凝土在终终凝前后压压抹光，接接茬采用接接茬钢筋，不不用接茬石石。消除或减少约束束作用。2003.100.1～10.316、对策实施实施一实施一分层浇筑为了便于水化热散发和减少约束作用，对大体积U型桥台混凝土灌注采用分层灌注法，每层厚度小于等于1.5m，每层间距时间为7天。立模：在下一层或基础承台顶面上预埋拉筋用的钢筋头，上层模板直接在下层模板上，下层模板打好混凝土后不拆除，待上层混凝土打好后再拆下层模板，并立于现浇层混凝土的模板上边，模板采用1.5m×1.5m平面模板，在每个角的30㎝范围内用电钻打眼4个以便穿拉杆，拉杆采用Φ16㎜钢筋，模板背面横竖带采用Φ40㎜钢管或［8槽钢，模板的固定采用Φ16㎜拉筋通过模板的拉杆眼与模板外面的横竖带、底层混凝土预埋拉筋头连接起来，拉杆与预埋拉筋头采用搭接焊。模板仓内部以Φ40㎜钢管做临时辅助支撑，模板间需粘贴密封胶条。如此立模，自始至终只需两层钢模板，也省掉了大量繁琐的钢管支撑，只配以简易的脚手架即可。接茬部位的处理：在灌注前应将底层未拆模的上排拉杆再上紧一遍，之后用钢丝刷等将底层混凝土紧靠模板处清理干净，干燥、清洁，不含油污状物。然后用硅酮玻璃胶处理缝隙：将产品嘴口剪成45度角，并装进压胶枪，为保证得到平滑的粘合，需保持45度角压出胶，均匀挤压到缝隙外，然后用铁丝或小木棍摊开，粘胶会在3～5分钟后表面硫化，这样，上层混凝土灌注时可以有效防止混凝土浆液顺着模板与底层混凝土之间的缝隙流下去，玷污底层混凝土表面并在接茬外产生错台，其效果同整体灌注。钢丝刷将底层砼紧靠模板处清理净将底层上排拉杆上紧用硅酮玻璃胶外理缝隙钢丝刷将底层砼紧靠模板处清理净将底层上排拉杆上紧用硅酮玻璃胶外理缝隙混凝土浇筑采用用泵车和吊吊车配漏斗斗入仓，每每层浇筑厚厚度严格控控制，不得得大于30㎝，以加加快热量的的散发，并并使温度分分布较均匀匀，同时便便于振捣密密实，以提提高弹性模模量。实施一由在施施工过程中中严格控制制，并监督督落实，实实施时间：：2003年10月1日至10月31日。实施二实施二基础承台或底层层混凝土顶顶面在终凝凝前后应注注意在上层层混凝土周周槽10㎝范围内内压抹光，里里面不宜压压光，但必必须用木抹抹大致抹平平。接茬采采用接茬钢钢筋，不采采用片石，钢钢筋沿上层层混凝土周周槽边外按按规范要求求5㎝设置，并并注意预埋埋做拉杆用用的钢筋头头。同时应应注意控制制基础或底底层混凝土土同上层混混凝土的灌灌注间隔时时间，不宜宜超过7天。实施二由检查查落实，实实施时间：：2003年10月1