纬七路K5+159大桥承台大体积砼浇筑
施 工 方 案
邵玉宁 闫铖和
西部中大建设集团兰州新区项目经理部
二O一二年八月十八日
目录
目录 ......................................................................... 错误!未定义书签。 一、编制依据 ........................................................................................ 2 二、工程概况 ........................................................ 错误!未定义书签。 三、施工部署 ........................................................ 错误!未定义书签。 四、施工方案及工艺 ............................................................................ 9 五、防止大体积混凝土裂缝措施 ..................................................... 12 六、质量控制主要措施 ...................................................................... 14 七、安全措施 ...................................................................................... 14
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K5+159大桥承台大体积混凝土施工方案
一、编制依据
1、《大体积混凝土施工标准》GB50496－2009； 3、《公路桥涵施工技术标准》〔JTG/T F50-2011〕 4、《城镇道路工程施工与质量验收标准》〔CJJ1-2008〕 5、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—2001； 6、 K5+159大桥施工图纸。 二、工程概况
K5+159大桥是根据河道规划宽度，为跨越2号湖滨区设置的1-25米简支箱梁+1-60米系杆拱+1-26米简支箱梁；桥长120.82米，K5+159跨湖大桥设计施工图中桩基采用120根ΦΦ1.2m钻孔灌注桩，钻孔灌注桩上面承台分两部分，1、2号墩承台设计尺寸为10.05*38.5m，承台厚3m；承台混凝土约1200m3；属于大体积砼结构件，施工较为复杂，承台施工基坑地质条件为原河道砂性土。 三、施工部署
〔1〕混凝土浇筑前，工程技术人员应熟悉承台相关施工图纸，领会设计意图；
〔2〕组织相关工程技术人员集中进行本方案的学习、讨论和交底，并解决各方提出的疑问。
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〔3〕项目部，作业班组应在混凝土浇筑前对施工班组进行详细的技术交底和安全交底，确定施工路线，以保证浇筑过程有条不紊，连续灌注。
施工中应密切注意当地天气预测预报，掌握混凝土浇筑阶段的天气情况，并根据当月天气预报做好施工进度计划，防止在天气高温或暴雨台风来临期间浇筑混凝土，确保混凝土的连续顺利浇筑，从而保证混凝土的浇筑质量。
3.1.3测量基准交底、复测及验收
项目部在混凝土浇筑前组织技术员、质量员、混凝土队长、测量组对钢筋、模板及预埋件的轴线、标高进行复核，复核无误后方可浇筑混凝土。浇筑前应向砼浇筑班组长交底标高控制点及控制方法和混凝土的浇筑顺序，确保施工质量。
混凝土浇前应对工程量进行计算和核算，由试验员按施工工程量制定实验送检计划，混凝土试块应按200m3一组制作，并标明时间、强度、取样部位。 3.2、技术准备 3.2.1 混凝土配合比确定
1、在混凝土的配合比方面，应确保商品混凝土满足以下的技术参数要求：
〔1〕、水灰比控制在，坍落度控制在16～20cm。
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〔2〕、初凝时间不少于4小时。 〔3〕、砂率控制在38～42%。
〔4〕、强度以60d为砼配合比设计依据。
2、水泥：采用适用于要求水化热较低的大体积混凝土工程所用的水泥，42.5级普通硅酸盐(低碱)水泥。并不得将不同品种或标号的水泥混合使用。
3、砂、石：砼所用的砂、石技术指标应符合《大体积混凝土施工标准》，砂采用中砂。
4、水：尽量采用能降低混凝土的入模温度的低温水，严禁使用含碱性水，施工前必须化验水质，满足砼要求。 5、外加剂：
减水剂：在砼中掺入减水剂，不仅可获得减水和改善和易性的成效，更能提高水泥石的密实度，改善砼内部空隙分布，降低水灰比，减少水泥用量，降低水化热。本工程采用缓凝减水剂。
矿粉：矿粉活性成分较高，可以明显改善混凝土的和易性，流动性，可泵性，提高混凝土的性能，同时矿粉有微膨胀的性质，可以在一定程度上延缓大体积混凝土的裂缝的发展，到达工程的施工要求。
粉煤灰：在混凝土中掺加水泥用量10%-30%以下的粉煤灰可减少单方水泥用量50-70kg，显著的推迟和减少发热量，延缓水泥水化热的释放时间，降低温升值20%-25%，〔按单位水泥用量每增减10kg，温升约升、降1℃〕，如掺入30%的粉煤灰，可使
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绝热温升降低10℃，还可提高混凝土的抗压强度和弯曲强度。
掺粉煤灰主要是用于替代部分水泥。减少水泥用量，降低水化热；改善混凝土的和易性和可泵性，提高混凝土的抗裂强度。
本工程粉煤灰采用GB/T1596-2005标准中F类II级粉煤灰。 根据所选定的原材料，进行配合比计算。经过实验优化，最终的配合比方下表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 材料名称 普通硅酸盐水泥 石 砂 粉煤灰 水 矿粉 减水剂 坍落度 水胶比 技术指标 级〔低碱) 1～3cm 中 每立方混凝土材料用〔kg〕 240 1208 744 120 164 40 16-20cm 3.2.2 冷却水管安装
由于混凝土内外温差较大，砼抗拉强度无法满足要求，采取冷却水管降低基础砼内部温度，以降低砼内外温差。冷却管安装的采用内部降温法降低混凝土的内外温差，在混凝土内部预埋φ32㎜钢管作冷却水管，通入冷却水，强制降低混凝内部的水化热温度。钢筋绑扎
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时进行预埋，钢管采用焊接连接，浇筑混凝土前要进行现场试压，防止蓄水后漏水。降温管分别设置进水口和出水口，并在进水口和出水口安装阀门控制水的流量，并用钢管将出水引入施工现场准备好的水池内，水箱的容水量4立方左右。在水箱内安装￠75的潜水泵并与进水管连接，形成循环水。〔冷却水管布置详见附图〕
〔1〕冷却管根据设计要求，采用普通钢管，接头采用钢接头，拐角处焊接为直角。先将钢管按冷却管安装图下料并运至现场，接头采用焊接，严格防止混凝土浇筑过程中漏浆堵管及通水过程中漏水。冷却管安装完毕后，进行试通水，检查管路通水正常方进行下一道工序。
〔2〕底层冷却管距承台底1.0m，共水平设置2层，每层竖向间距为1m。冷却水管位置设在承台中部钢筋上，用φ10钢筋加工成U型将钢管焊接固定在承台钢筋上。
〔3〕冷却水管的布置〔见附图〕
a)冷却水管采用布置图要求的钢管，布置间距为120cm，外侧水管顺桥向距承台边缘为65cm,横桥向为75cm.
b〕冷却管采用φ32mm,壁厚2.5mm钢管.
c)冷却管的布置考虑以下原则：能保证各层冷却管能独立通水，且拆模不影响通水；每层分2根独立管道，缩短冷却路径，以使砼冷却均匀；能根据测温结果调节各管路通水量。
d)抽水循环冷却，通水时间从砼覆盖冷却管开始，以后根据测温结果调节通水量直至停水。
e〕冷却水通水控制原则：一是根据混凝土测温记录的温差来控制是否通水及通水流量，通水水量以温差控制在20～24℃℃/d～2℃℃/d为宜，降温慢，增加流量；降温快，减小流量。在实际施工时，用测温仪测进水口和出水口水温，以观测降温效果和控制降温速度。
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f〕由于冷却水管分布间距较大，冷却水又是冷水，为了防止由于通水量过大造成砼内部温度不均匀，从而导致砼产生沿冷却水管径向的收缩裂缝，在通水过程中，要严格控制通水量，宁小勿大，任何人在未经技术部测温数据指导下擅自加大通水量。
g〕当混凝土的养护条件到达后，停止内部降温。基础内预埋的降温管用高一级配的混凝土或灌浆料进行封堵，封堵前要用空压机将预埋管内的积水吹净。 3.3、现场准备
3.3.1机具准备及检查。
混凝土输送泵、运输车、料斗、振动棒等机具及辅助材料应按本方案机具计划准备充足，并在混凝土浇筑前检查、试运转，确认无故障后方可开始混凝土浇筑，施工中应配有专职技工负责机具的随时检修。
根据现场实际情况，承台大体积混凝土拟投入的主要机械设备及人员见下表：
表1主要机械设备配备表
序号 1 名称 砼输送泵车 规格型号 HBT60AK 2 3 4
容 量 60m3/h 单位 数量 台 2 砼搅拌运输车 砼搅拌机 汽车起重机 HBT60A QUY50A QY25 7
8m3 25t 台 台 台 6 2 2 5 6 7 交流电焊机 循环水泵 砼振捣器 BX-500 插入式 表2主要人员配备表
套 台 台 2 4 16 序号 1 2 3 4 5 6 7 合计
人员 施工队长 技术员 质检工程师 专职安全员 钢筋工 混凝土工 其他人员 人数 1 5 1 1 5 20 15 48 备注 包括测量及试验 3.3.3临时供水、供电
按施工组织设计的要求组织到位，特别是施工中长时间连续使用的大功率机械较多，应注意用电高峰用电功率的核算，施工中要特别注意用电防护的问题，确保用电安全。
施工中应配有专职电工负责用电检查和线路故障排除，施工前应备有足够的电气配件，保证施工过程中维修的需要。
浇筑混凝土前应做好防雨准备，备好足够的水泵和彩条布，以便
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下雨时保护已浇筑的混凝土，及时排走雨水。 四、施工方案及工艺
4.1.1. 总体计划：本承台属于大体积砼施工，施工难度大，根据现场实际情况计划两种砼浇筑方案，第一、在施工队伍有能力的前提下，采取自拌C30砼施工，但必须保证砼拌和质量符合配比要求，计量准确，搅拌站机械设备运转正常，人员及运输车辆充足，原则不同意布料采取搭设溜槽施工，因砼作业面积大无法满足砼布料均匀要求影响砼浇筑质量。第二、施工队伍达不到砼拌和能力，采取C30商品砼灌注。
㎡，采取分层浇筑混凝土，利用浇筑面散热，以大大减少施工中出现裂缝的可能性。选择浇筑方案时，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道混凝土供给情况以及水化热等因素的影响。 根据以上因素，将本承台进行分区分段，总计分为4个砼浇筑工作面，每个工作面搭设3个溜槽，3组振捣，分层的厚度为30cm。施工时从两端向中间四个区段同时进行浇筑，浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层，浇筑到顶后四分区各层均在中间合拢。
混凝土从底下端逐渐向上移，并保证混凝土上下层在初凝前结合好，不致形成施工冷缝，完成一层浇筑层的覆盖周期控制在1.5小时之内。〔分段分层见图。〕混凝土初凝时间不小于4小时。浇筑过程中，应保证混凝土供料不间断，以满足整个承台混凝土一次性浇筑完成。 另外，在浇筑至第一层冷却管后，观察混凝土水化热释放情况，采取
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通水冷却措施。
布料方向及推进方向示意图
溜槽位置 布料推进 I II 5.02 III IV 布料推进 5.02 溜槽位置
〔单位：米〕
承台混凝土浇筑时应连续进行，如必须间歇，时间要尽量缩短，混凝土振捣采用插入式高频振动棒，振动棒插点要均匀，采用交错式的次序，移动距离不得超过作用半径的1.5倍，振动棒要快插慢拔，振动时间控制在20～30s。
混凝土振动棒移动方式如下列图所示：
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混凝土的振捣采用插入式振动棒进行振捣。振动棒的操作要做到“快插慢拔，直上直下”。在振捣过程中，为防止集中堆料，先振捣出料点的混凝土，使之自然形成坡度，然后成行列式由下而上再全面振捣，插点要均匀排列，每次移动距离不超过振动器作用作用半径的1.5倍〔约400mm〕，每点的振捣时间以混凝土外表泛出灰浆，不再出现气泡为准。振动棒的布置如下列图所示。 底板砼振捣示意图 4.2.4 混凝土泌水、浮浆及外表处理 由于混凝土的坍落度较大，其内的自由水较多，故各浇筑中易产生泌水层。在混凝土的浇筑过程中，应先在未浇筑的一边设置集水坑，让混凝土中多余的水份和浮浆沿分层斜面流下顺混凝土垫层流至集水坑中，在集水坑中用真空泵将其抽出基坑排至场外。
因混凝土的外表水泥浆较厚，在浇筑后2～3小时，按标高初步用刮尺刮平，可以适当的取走一部分外表的水泥浆，直至有石子为止，
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再用铁抹子抹平，使其外表密实平整。 五、防止大体积砼裂缝措施
大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及外表裂缝三种。
1.外表裂缝主要是温度裂缝，一般危害性较小，但影响外观质量。 2.深层裂缝部分地切断了结构断面，对结构耐久性产生一定危害。
3.贯穿裂缝是由混凝土外表裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝；它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的。
水泥在水化过程中产生了大量的热量，因而使混凝土内部的温度升高，当混凝土内部与外表温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。
混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀受到约束而形成压应力。当温度下降，则产生较大的拉应力。另外，混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心区产生压应力，在外表产生拉应力。假设拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会产生裂缝。
大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热引起的绝热温度，浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。
混凝土中的80%水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需
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的。而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20% 的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而外表干燥收缩快，中心干燥收缩慢。由于外表的干缩受到中心部位混凝土的约束，因而在外表产生拉应力而出现裂缝。在设计上，混凝土表层布设抗裂钢筋网片，可有效地防止混凝土收缩时产生干裂。
支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未到达强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
5.2. 养护措施
大体积混凝土养护的关键是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展的同时防止混凝土裂缝的产生和发展。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土开裂。
混凝土养护阶段的温度控制措施：
(1)混凝土的中心温度与外表温度之间、混凝土外表温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25～30℃。
(2)混凝土拆模时，混凝土的外表温度与中心温度之间、外表温度与外界气温之间的温差不超过20℃。
(3)采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通人冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。
(4)保温法是在结构外露的混凝土外表以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等).在缓慢的散热过程中，保持制混凝土的内外温差小于20℃。根据工程的具体情况，尽可能延长养护时间，拆模后立即回填或再覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，防止混凝土早期和中期裂缝。
5.3加强测温和温度监测与管理，控制混凝土内外温差。 施工中在承台中心各布置1个测温点,测温点处埋设测温管，一根埋在外表10cm处，一根埋在承台厚度1/2处，测温管采用50mm的镀锌钢管，管下口封闭〔焊铁板〕，上端露出混凝土外表10cm左右，下端封闭并注入5cm机油。要求派专人监测，测温时可以使用
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酒精温度计，但要混凝土测温自混凝土浇筑后8～10小时后开始，记录要求操作熟练，尽量减少读数误差。 〔设计测温记录表〕：
第ld～3d １次/2h 第4d～7d １次/4h
第7d以后 １次/8h 六、质量控制主要措施
1、大体积混凝土因其水泥水化热的大量积聚，易使混凝土内外形成较大的温差，而产生温差应力，因此应选用水化热较低的水泥，以降低水泥水化所产生的热量，从而控制大体积混凝土的温度升高。
2、充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量。 3、严格控制集料的级配及其含泥量。如果含泥量大的话，不仅会增加混凝土的收缩，而且会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂不利。
4、选用合适的缓凝、减水等外加剂，以改善混凝土的性能。加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间。
5、控制好混凝土坍落度，不宜过大，一般在160∽20mm即可。 七、安全措施
1、建立健全各项安全制度
根据本单位工程特点，制定具有针对性的安全管理制度：各类机械的安全作业制度；用电安全制度；施工现场保安作业制度；起重作业安全制度；各种安全标志的设置及维护措施等。
2、安全生产教育与培训
开工前，对所有参建职工进行上岗前的安全教育。对从事电气、起重、高空作业、焊接、等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。
3、现场移动式电器设备必须使用橡皮绝缘电缆，横过通道必须穿管埋地敷设。
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4、安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗，实行定期检查制度，并做好检查记录。
5、严禁将电线拴在铁扒钉、钢筋或其它导电金属物上，电线必须用绝缘子固定，配电导线必须保证与邻近线路或设施的安全间距。
6、起重作业严格按起重作业安全操作规程施工。起重工必须熟悉施工方法、起重设备的性能、所起重物的特点和确切重量以及施工安全的要求。对所有起重机械进行指挥的信号员，专人指挥，统一指挥信号，哨音清晰，手势和旗语准确，不得用喊叫指挥。如遇有阻碍司机视线处，增加传递信号人员。起重臂下严禁站人。
对千斤顶、千斤绳、倒链、滑车、卡环、拖绳、溜绳都要进行严格的详细检查，安全合格后方可使用。
7、所有工作平台一定要坚固可靠；上下通道及平台周围应加拉杆防护，平台间及通道外的空间应设安全网防护。
8、对机械设备在运转中应勤加检查，及时维修，保证正常运转。 9、严格交接班制度防止应交接混乱而发生错误，造成安全和质量事故。
10、对运输线路、平交道及运输车辆，应做好交通安全管理工作。
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