高位现浇连续梁冬季大体积混凝土施工工法

高位、现浇连续梁冬季大体积混凝土施工工法一、前言混凝土工程施工由于受各种制约因素的影响有时不可避免的要在冬季完成。在冬季混凝土施工中如何对混凝土的各个施工环节进行有效的控制，确保混凝土成品的优良性是近几年来业内各位专家探讨的问题，并逐步总结积累了一些经验。我们在天津滨海快速轨道交通一期工程施工中为力保全线按期通车，部分桩基、承台、桥墩,特别是高位、现浇大体积砼连续箱梁进行了冬季施工，经过4个月的施工实践取得了较好的经济、技术效果，确保了工期要求,故形成工法在此为例做以介绍。二、工法特点1、本工法具有工艺新、可操作性强，适用广泛。2、施工方法简便，速度快，可缩短施工工期，社会效益显著。三、适用范围本工法主要适用于主跨小于35m连续简支箱梁，高度小于18m桥墩，建筑面积小于3500m2车站，以及城市轻轨和城市立交工程冬季施工。四、施工工艺图1（一）工艺流程（见图一）（二）施工工艺1、冬季施工一般规定及控制目标根据《建筑工程冬季施工规范》（JGJ104-97）和《铁路桥梁施工规范》结合本项目特点，当工地昼夜气温连续3d低于5℃或最底气温低于-3℃应采用冬季施工措施，并能满足以下规定或要求：（1）、冬季施工的混凝土在入模后，混凝土强度未达到设计强度30%以前不得受冻。（2）、混凝土出厂及入模温度在10℃以上，但不得大于35℃。（3）、箱梁砼入模时，模板温度不低于2℃。（4）、从施工工艺及工期考虑，砼在10天内达到设计强度和弹模。（5）、孔道压浆必须保证在正常温度下进行，其强度在25Mpa前不得受冻。（6）、预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。（7）、雪天或施焊现场风速5.4m/s(3级风)焊接时，应采取遮蔽措施，焊接后冷却的接头应避免碰到冰雪。（8）、钢筋焊接、加工、张拉工艺应按《建筑工程冬期施工规程》办理。2、制定冬季施工措施根据现场施工条件，制定了混凝土施工过程的各个保证措施：（1）、在进入冬季施工以前，及时和气象部门联系，掌握当年冬季天气趋势，并根据天气预报在施工中根据气候变化随时调整措施，确保冬季施工达到要求。（2）、混凝土搅拌采取对原材料保温防冻或加热的方法保证混凝土温度，同时为了保证质量并掺加防冻剂。（3）、混凝土运输时对运输设备进行保温。（4）、混凝土灌注前、灌注后采取保温措施。3、冬季施工有关计算混凝土冬季施工一定要在科学技术指导下，有计划、有步骤、有组织的进行，不能盲目蛮干。因此，我们结合天津市历年气温情况及以前积累的相关施工经验，经过一系列反复计算，最终取得在天津地区混凝土冬季施工中各施工工序的控制温度数据，作为指导具体施工的最可靠依据。当天津地区冬期外界温度-10℃时，经计算拌和物出机温度Ｔ１≥２４.７℃，混凝土拌和物温度Ｔ０≥２７.５℃。要满足此控制温度，拌和用水要加热至70℃，砂、石加热至20℃；当环境温度为-5℃时，T0应不小于21.2℃，此时水、砂石料加热温度分别为55℃、15℃、15℃方能满足施工要求。为此，对于砂、石料的加热，我们经过计算，暖棚（设计为40m×40m×5m）每小时耗热量Qh=174000W（相当于150000大卡），考虑温度变化及蒸汽针法加热砂石料的要求，选用LSS0.5-0.8-Y型低压蒸汽锅炉（每小时供热量35万大卡）；对于拌和用水，根据拌合站施工能力，每小时需要热水8吨，每次施工需要70吨热水，采用预先加热并储存一定数量（20吨）的办法，每小时需供热水5吨，选用CLHS0.47MW-95/70Y型常压热水锅炉可满足要求；对于桥墩养生锅炉的选择经过计算选用LHS0.06型立式汽水两用锅炉（每小时供热量5万大卡）；对于箱梁保温棚供热经过计算选用LSS1.0-0.8-Y型低压蒸汽锅炉（每小时供热量60万大卡）；对于桥墩养生锅炉的选择经过计算，选用LHS0.06型立式汽水两用锅炉（每小时供热量5万大卡）满足施工要求。4、混凝土的搅拌：（1）在混凝土中掺加广州西卡天津分公司生产的HE-200-C型防冻剂，C25、C30砼的掺量为1.55～2.0%（-5，对搅拌站主机采取挡风和保温措施，采用棉蓬布对砂石料进行覆盖，避免砂石料结冰。砼的配合比如下：砼标号水泥砂子石子水防冻剂C50500676110417012.5C4040573111441658.1C3547268611191708.5C3044769711361706.7C2539571611691705.5（2）、搅拌站蓄水池用保温材料覆盖并密封，热水采用40万大卡热水锅炉（每小时出热水8吨）直接加热，加热温度控制在60℃以内（环境温度-5℃以上时），当环境温度低于-10℃，可将水加热到70℃，但此时混凝土搅拌时应将水和砂石料搅拌均匀后方可投入水泥，避免水泥和热水直接接触。（3）、砂石料场地分为保温棚和存料场两部分，保温棚采用大型军用帐篷，计划40×40×5m大小，确保存混凝土1500m3以上的原材料，帐篷内采用锅炉蒸汽加热保温，确保环境温度10℃以上，每次混凝土施工前5小时，锅炉开始供气。搅拌混凝土前采用蒸汽针法对砂石料重新加热到需要温度（环境温度-5℃以下时，砂石料加热到20℃，环境温度-5℃以上时，砂石料加热到15℃），锅炉采用燃油锅炉1台，存材料场40×40m，直接用帐篷覆盖。（4）、砂石料上料料斗采用大棚进行封闭，为确保砂石料温度，搅拌站备用保温加热料斗3台。砂石料加热装置和红外线热风炉产生的热风作为热源，碎石加热用对流方式在碎石加热炉内进行热交换，排出具有一定温度的尾气通过压风机引入砂加热炉，用流化床形式加热砂。（5）、用保温材料对搅拌站进行封闭，棚内利用热风机配合暖气进行保温，棚内温度控制在10℃左右。技术人员每小时测量并记录温度一次。（6）、砂石料保温棚内在不同部位放置不少于3个温度计，工地试验室，拌和站技术人员在施工期间每小时对保温棚温度、砂石料温度、水温度、混凝土拌和物温度测量一次，环境温度-5℃以下时确保混凝土出料温度在27.5℃以上（环境温度-5℃以上出料温度应在21.2℃以上）。（7）、试验人员每次根据采用蒸气保温后砂石料的含水量调整施工配合比。（8）、为确保冬季施工混凝土的和易性和流动性，混凝土搅拌时间应不小于2.5min，但不宜大于3min（9）、为提高混凝土的早期强度，混凝土坍落度控制在12cm~14cm范围内，并搀配高效减水剂。5、混凝土的运输混凝土运输采用搅拌运输车运送，运送距离3公里以内，地泵或泵车进行混凝土的灌注，采用缩短混凝土运输时间、运输车保温、混凝土输送泵用直管等措施，以减小混凝土运输过程温度损失。6、混凝土的灌注（1）箱梁砼灌注暖棚采用多功能脚手架做骨架，外套采用棉棚布、单棚布一层。棉棚布按暖棚布尺寸及相互搭接减小漏风的要求进行特殊加工，棚布中均夹杂毛毡，毛毡厚度为1.5cm，棚底为现浇支架的木板、铁皮共同构成的保温层组成。图二图二箱梁混凝土浇筑前，需对暖棚进行预热，始终保证棚内最低温度不低于10℃，同时除了对混凝土输送管道进行加热外，用采用温度不低于10℃的砂浆润湿管道，清理模板内杂物，用温水清洗，模板、钢筋、管道经过预热，表面温度在5℃以上。混凝土灌注应分层分段进行，桥面应根据混凝土灌注顺序及时进行覆盖。采用插入式振捣器时，特别注意钢筋密集的底层跟部的振捣，避免管道碰坏。已浇筑层的混凝土在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃，采取加热养护时，养护前的温度也不得低于2℃。当分层混凝土浇筑相隔时间较长时，应及时通蒸气对混凝土接触面加热。（2）桥墩砼灌注桥墩施工时，保温棚由棚布和脚手架共同组成，其温度控制和砼施工工艺可参照箱梁砼的施工。7、混凝土的养生及温度测试（1）混凝土养生混凝土浇筑完后，及时覆盖暖棚，通过蒸气对梁底、腹板加热进行保温养护，蒸气排管的布置根据暖棚空间所需的热量进行计算。在靠近底板30cm左右的梁体的四周布设蒸气排管，底模板下蒸气排管用胶管连接在一起，各条管线的供热量由分气罐控制，分汽缸与排管也用胶管连接，尾气排至棚外。蒸气养护采用低压饱和蒸气，其升温速度每小时不大于10℃。由于大气温度较低，棚内外温差悬殊，棚内底部与顶部温差也较大，按设计要求棚内温差不大于10℃，为达到此目的，可在棚内空间设置两道温度屏障，以减弱空气在竖向的对流速度，如棚顶温度大于40℃时，可掀开部分蓬布，散发部分热量，尤其注意控制混凝土各部分温差不大于25℃。蒸气防护分升温—恒温—降温3个阶段，恒温控制在50℃以下。当混凝土强度大于30%设计强度后，方可停止供热保暖，但大棚内降温应满足《冬季施工规范》的要求，即降温速度每小时不大于10℃。混凝土拆模时，环境温度与梁体温度差应小于15℃。桥墩的养生中的升温-恒温-降温参照箱梁的养生要求，混凝土强度达到设计强度30%以上后（养护两天），桥墩暖棚按照降温要求降温，当暖棚内温度与环境温度差小于10℃时拆除暖棚，当桥墩温度与环境温度差小于15℃后，拆除桥墩模板并用塑料薄膜包裹继续养生。（2）温度测试混凝土冬季施工过程中，由试验室（负责搅拌站、混凝土）和质检工程师（负责梁体温度控制）按时测量水、骨料，混凝土出罐、入模测量四周的温度以及混凝土温度变化情况，尤其注意混凝土养生期的温度观测：①测温仪器：外界气温和棚内气温均用自动温度计记录仪观测，混凝土出罐、入模温度用旁通温度计测试，箱梁内各观测点温度用多头温度仪测试。②观测点设置：在浇筑后的混凝土上设测温孔，测温孔位置设在腹板通风孔和梁底泄水孔位置，每联箱梁设12个测温点。分别设在腹板、底板、顶板。要求各测点温度接近。③测温时间大棚内各观测点，自混凝土浇筑完毕时间算起，每隔2小时测一次温度，外界气温在每天7时、12时、16时和24时4个时间进行记录。④具体做法A、对测温孔进行编号，并编制测温孔布置图以备查。B、测温时，温度计与外界气温隔离，避免冷空气影响，温度计在孔内停留时间在3min以上。C、设专人负责测温工作，当发现温度发生异常变化时，立即向有关人员汇报，以便及时采取措施。五、机械设备本工法所需机械设备见表：表一冬期施工需增加的机械、设备表一名称型号单位数量备注蒸汽锅炉LSS0.5--0.8--Y套1砂石料保温热水锅炉CLHS0.447MW--95/770Y套1拌和用水加热蒸汽锅炉LSS1.0--0.8--Y套3箱梁保温砂石料加热料斗斗4m3套3砂石料加热分气包台4补水泵PW-251EE台8补水箱1m3个4油箱1.5M3个5储油罐3M3个2烟囱5M个5安装锅炉材料套5蒸气管套5热水锅炉CLHS0.447MW--95/770Y套1压浆供水立式汽水两用锅锅炉LHS0.066套2桥墩养生平板车套5运输锅炉小计根据规范及工艺、工期对砼强度及温度的有关要求，每联箱梁需养生10天（自灌注砼至强度、弹模达到设计要求7天，压浆及压浆强度达到30%设计强度以上3天）、桥墩养生期3天、每次灌注砼拌合站砂石料保温24小时以上（灌注桥墩时需对砂石料保温10小时）才能保证施工质量。根据厂家提供的燃油锅炉性能指标，由此推算冬季施工所需的燃料及其它材料见表二、表三、表四：每联箱梁冬期施工需要投入材料表二名称规格型号单位单位数量备注木板5cm厚M340考虑施工周转，需需考虑7套箱梁暖暖棚木板蓬布80m×20mm块1共需10套箱梁暖棚脚手架吨150箱梁、桥墩暖棚棚支架用，考考虑周转需需要７套燃料柴油公斤440每联箱梁压浆供供水用量。燃料柴油公斤15840每联箱梁施工时时箱梁暖棚棚锅炉的柴柴油用量。1872每联箱梁施工拌拌合站材料料加热需要要柴油。电热毯M2675箱梁桥面保温用用，需要６６套。临时工棚套1电焊用，需要三三套。用电量380V/ACCKW656每联箱梁施工时时，锅炉耗耗电量。活动帐篷个2张拉用。名称规格型号单位单位数量备注蓬布14m×20mm块13套桥墩暖棚脚手架吨3箱梁、桥墩暖棚棚用燃料柴油公斤432桥墩暖棚428拌合站供热燃料料用电量380V/ACCKW40每个桥墩冬季施工需投入材料计划表三拌合站冬季施工需投入的材料表四名称规格型号单位单位数量备注帐篷40m×40mm套1砂石料暖棚混凝土C25M310锅炉基础砖块20000锅炉房蓬布M22000砂石料场六、劳动组织（一）施工组织见图三图三：施工组织图整个施工组织系统，纵向是由工区长、队长和工班长为主线的施工生产组合，横向是由队长直接领导的各业务部门和成员为辅线的施工管理组织。（二）劳动组织1、交通疏导队：（5人）负责各路口交通疏导，保证交通正常运行。2、运料队：（4人）负责施工用材料的制备与运送。3、机械队：（8人）负责机械设备的操作、使用、保养和管理。4、混凝土队：（15人）负责混凝土的下料、震捣、混凝土试件制作。5、混凝土养护、测温队：（6人）负责混凝土养护，保证混凝土养护温度，并按要求作好温度记录。6、试验室：（2人）负责收集气象资料，控制混凝土出罐、入模温度，坍落度、配合比等。7、测量班：（4人）负责控制梁体线形，混凝土表面标高。七、质量目标及控制（一）、混凝土土质量检验验1、由于冬季气温温昼夜变化化大，有风风、无风，阴阴天、晴天天对混凝土土的入模温温度都有很很大影响，因因此，要积积极收集气气象资料，统计天气气变化趋势势，积累经经验，预测测当天天气气变化走向向。2、灌注混凝土时时，应选择择在一天当当中温度最最高的时间间段进行，并并根据收集集的当天气气象资料进进行热工计计算，确定定出原材料料所需的温温度，混凝凝土出罐、入入模温度，在在混凝土灌灌注时，如如果天气气气温变化很很大时，应应重新进行行热工计算算，以确保保混凝土的的入模温度度。3、要现场作好混混凝土出罐罐、入模温温度记录，并并结合理论论计算随时时调整混凝凝土原材料料入机温度度。(二)混凝土运输及灌灌注1、根据施工地点点，混凝土土运送距离离控制在33Km以内内。2、混凝土灌注时时，应避开开交通高峰峰期，沿线线十字路口口、拐弯处处提前和当当地交警联联系，应设设专人指挥挥并和交警警配合，进进行交通疏疏导，减少少混凝土运运送时间，应应控制在30分钟以内内，以保证证混凝土的的入模温度度。3、混凝土灌注前前，应对输输送管道进进行预热，预预热温度不不应超过440℃，并用保保温材料进进行包裹。（三）混凝土养养护及温度度测试1、蒸汽养护采用用低压饱和和蒸汽，其其升降温速速度每小时时不大于110℃；养护棚棚内温差不不大于10℃；混凝土土各部分温温差不大于于25℃；混凝土土拆模时，环环境温度与与梁体温差差应小于115℃。2、每联箱梁测温温点应设置置12个以上，并并且要编号号且分布均均匀，各测测点温度要要求接近。3、每2小时测温一次，外外界气温在在每天7时、12时、16时、24时进行观观测记录。4、为保证测温的的准确性，测测温时，温温度计与外外界隔离，避避免冷空气气影响，温温度计在孔孔内停留时时间在3min以内。八、安全措施（一）、进行全全员安全意意识教育。建建立完善的的施工安全全保证体系系，加强施施工作业过过程的安全全检查，确确保作业标标准化，规规范化。（二）、制订适适应该工程程特点的施施工安全措措施和注意意事项，并并在施工过过程中认真真执行；桥桥梁施工在在高空条件件下进行，因因此应按有有关高空作作业规程，完完善防滑、护护栏，安全全网等设备备。（三）、暖棚内内必须加强强防水，备备足消防设设备，在棚棚内禁止吸吸烟和明火火作业，电电焊时应采采取必要措措施。九、经济效益分分析采用本工法进行行冬季施工工，可简化化劳动组织织，缩短施施工周期，降降低材料和和机械消耗耗，改善劳劳动条件，保保证施工质质量，具有有显著的社社会效益和和经济效益益。（一）、提高工工效：本工工法最大的的优点在于于能够使冬冬季施工的的机械、设设备、材料料最有机的的使用，减减少机械及及冬季供暖暖设备材料料的投入，实实现了不间间断循环利利用，每一一联箱梁可可提高工效效25%，节约工工时30工天/联，每个个桥墩可提提高工效30%，节约工工时7工天/墩。（二）、增加效效益、缩短短工期：采采用本工法法，可缓解解施工压力力，缩短工工期，减小小投资，增增加收入，每每联箱梁可可缩短工期期2天，减少少投资4000元，每个个桥墩可缩缩短工期0.5天，减少少投资600元。十、环保措施本工程上场后，我我们对环境境保护工作作将做全面面规划，综综合治理。会会同监理工工程师及时时与当地环环保机构取取得联系，遵遵守有关控控制环境污污染的法规规，从组织织管理、防防止和减轻轻水、大气气污染、施施工噪声振振动控制、水水土保持、生生态环境保保护、粉尘尘控制等多多方面采取取一切合理理措施，将将施工现场场周围环境境的污染降降至最小程程度，搞好好污水处理理，防止污污染水质，做做好水土保保持。（一）、水环境境的保护措措施（1）废水排放严格格执行各项项排放标准准，废水排排入自然水水体，悬浮浮物（SS）严格执执行《污水水综合排放放标准》（GB89978-11996）的二级级标准150㎎/L。（2）在开工前完成成工地排水水和废水处处理设施的的建设，在在生活营地地设置污水水处理系统统，并配备备临时的生生活污水汇汇集设施，防防止污水直直接排入河河流、水塘塘和排灌系系统；保证证工地排水水和废水处处理设施在在整个施工工过程的有有效性，做做到现场无无积水、排排水不外溢溢、不堵塞塞、水质达达标。（4）将工地生活区区的生活垃垃圾、工程程废料及废废油分类堆堆放，及时时集运至当当地环保部部门指定的的地点，不不倒入河流流、水塘等等水域内，避避免污染水水体、淤积积水道和排排灌系统。（5）优先安排电动动机械施工工，对柴油油机安装防防漏油设施施，对机壳壳进行覆盖盖围护，避避免漏油污污染。（二）、大气环环境的保护护措施（1）对易产生粉尘尘、扬尘的的作业面和和装卸、运运输过程，制制定操作规规程和洒水水降尘制度度，保持湿湿度、控制制扬尘。（2）合理组织施工工、优化工工地布局，选用先进的施工设备和机具进行施工。（三）、噪声环环境的保护护措施（1）严格执行《工工业企业噪噪声卫生标标准》，控控制和降低低施工机械械和运输车车辆造成的的噪音污染染。（2）施工组织采用用两班制作作业，使工工人每工作作日实际接接触噪音的的时间符合合国家卫生生部和劳动动总局颁发发的允许工工人日接触触噪音时间间标准的规规定。（3）设备选