摘要:桥梁承台大体积混凝土施工质量成为整座桥梁基础和关键。本文结合工程实际,对桥梁大体积承台施工质量控制谈一些看法。
关键词:桥梁 大体积承台 施工 质量控制
随着我国基础交通行业的迅速发展,大型、特大型桥粱不断涌现,大体积承台在工程中的出现也越来越频繁,而大体积承台施工复杂,很容易出现质量问题因此,在桥梁大体积承台施工过程中,必须要加强施工质量控制与管理,合理安排施工方法,特别是应注意施工过程中的温度控制,确保工程质量。
一、工程概况
某公路大桥4#、5#墩承台结构尺寸为19.5×16.5×3.65m,承台上设置四棱台基座,结构尺寸为底面15.5×14.5m,顶面12.5×9.5m,高度为2.5m,承台和基座分两次进行浇注。设计混凝土强度等级为c40,抗渗等级不小于w6,抗冻等级不小于f150。承台计划采取一次性浇筑,数量为1174.3m3,属于大体积混凝土施工。
二、承台大体积混凝土施工控制措施
1、优化配合比
为控制混凝土初期和最终的发热量,大体积混凝土配合比的选定,应遵循以下几个原则:(1)选用水化热低、凝结时间长的水泥,以降低混凝土的温度;(2)掺加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化热产生的高温峰值,同时可改善混凝土的和易性;(3)掺加高效减水剂,以减少水和水泥的用量,延长混凝土达到最高温度的时间;(4)尽量减少单位体积混凝土的用水量,严格控制水灰比,采用低流动性混凝土。
综合考虑本工程原材料供应情况,本承台混凝土的设计配合比为:每立方混凝土,水泥:砂:碎石:粉煤灰:矿粉:外加剂:水=290:737:1060:70:79:7.64:167kg。其中:水泥为42.5普通水泥,粉煤灰为ⅰ级粉煤灰,矿粉为s95级矿粉,外加剂为高效减水泵送剂,混凝土塌落度为160~180mm。
2、埋设循环冷却水管
(1)在混凝土中预埋水管,利用管中的循环冷水的流动来带走混凝土内部产生的水化热。决定冷却效率的主要因素是管距间距、进水温度、水流速度和通水持续时间。在水管覆盖一层混凝土后即开始通水,在混凝土温度达到峰值并开始下降后停止通水。水管拟采用φ50mm×2.5mm的薄壁钢管,水管接头采用丝扣套筒连接。在混凝土施工前,水管系统要经过通水试压,仔细检查每一个接头,确保管路不漏水。在混凝土浇筑和钢筋绑扎过程中,不得损坏管路,确保供水的连续性。
(2)本桥台冷却水管路采用回形布置,水平管间距为180cm,距离四周边缘为75cm;垂直方向分为2层,层间距为180cm,平均布置冷却水管。层间进、出水管均各自独立,以便根据测温数据,相应调整各层水循环速度和进水温度。
循环水管采用预先搭设钢管架进行固定,以防止在混凝土浇筑的过程中移位而造成通水后混凝土降温达不到预期目的。中心竖管为进水管,角部竖管为出水管,这样就能充分利用循环水自身的温度,即中部温度高,四周温度低的特点,在水循环的过程中自动调节温差。通水散热结束后,水管内用微膨胀水泥浆注浆填塞。
3、表面蓄水养护保温
混凝土浇筑完毕后转入养护阶段。防止混凝土开裂的一个重要原则是尽可能使新浇筑混凝土少失水分及内外温差控制在允许范围内(不大于20℃)。混凝土表面干燥或水分蒸发过快和温度下降幅度较大时,都足以引起表面混凝土开裂,且裂缝会向内发展。
三、施工质量控制要点
1、现场施工准备
基坑采用机械开挖,基顶标高预留至少15cm,待完成钻孔桩桩头超桩凿除、检测等工序后,再使用人工将预留土部分挖除至设计高程。由于基坑为卵石地质,其直立性较差,在基坑开挖时需放坡,初步采用1:1的坡度,具体在施工时进行调整。
2、钢筋加工及绑扎
钢筋须预先在钢筋加工场地集中加工好,待基坑检验合格后,立即运往工地进行绑扎安装。钢筋绑扎时,必须按照设计施工图中的钢筋位置、间距、数量进行绑扎施工。ф22以上钢筋采用直螺纹接头进行连接,ф22以下的钢筋采用闪光对焊进行连接。施工承台时预埋塔座钢筋,施工塔座时预埋主辅塔钢筋,因塔座四面内斜,钢筋需用钢管等支撑以保证位置。
3、砖模砌筑
综合考虑施工方便及安全因素等,本工程采用砖模浇筑承台混凝土,砖墙厚370mm。水泥砂浆所用水泥强度等级为32.5。砌砖分三次进行,每次砌筑高度为1.2m。基坑开挖后,根据测设的边桩
轴线桩挂线立砖模。由于混凝土的结构尺寸较大,砖模的加固困难较大,所以一定要经过周密的安排,确保砖模的稳固。
4、承台钢筋制作及安装
(1)钢筋在钢筋房集中统一制作成半成品,运输到现场安装。根据图纸设计要求,钢筋工长应熟悉图纸进行钢筋抽样,抽样完毕后,方可交付钢筋工下料。在钢筋下料过程中,应严把质量关。而且质量员应不定期抽查后台下料长度与钢筋工长料单长度比较,误差大于规范要求的应重新制作。钢筋在下料时,钢筋工应严格按照设计规范要求进行下料,而且钢筋梁锚固长度应符合规范要求。5成品堆放应标明所用部位、长度、规格。
(2)钢筋绑扎前,对基坑进行清扫,对桩头清洗,桩基钢筋嵌入承台部分按设计要求做,钢筋间距、搭接长度均要符合规范要求,钢筋绑扎完后经监理工程师检查签证,方可关模。同时应注意准确预埋墩柱钢筋及用于上部基座混凝土浇筑的锚栓。承台净保护层厚度为7.4cm,垫块每1.5米设置一个。
5、混凝土浇筑
(1)模板安装和钢筋绑扎经检查合格后,在原材料准备和天气条件允许的情况下,须立即进行混凝土浇筑。承台混凝土由罐车运输,罐配合溜槽入模,插入式振动器振捣;混凝土分层连续浇筑,一次成型,严禁中途无故中断,造成施工缝。混凝土配比通过试验确定。骨料采用经试验合格的砂石料,保证级配良好。
(2)混凝土养护。混凝土养护在混凝土表面压实后进行。大体积混凝土养护方法以保温、保湿为主。在每分块顶面混凝土浇筑完毕后,即派人对混凝土表面用木抹子抹面,然后用铁抹进行压实收光,避免水分过快散失出现干缩裂纹,冬季施工时不宜洒水应做好覆盖包裹保温工作。以此类推,完成每分块的顶面混凝土浇筑工作,直到整个承台顶面混凝土浇筑全部完工。在承台混凝土浇筑完工,覆盖养护1天后,即可对承台表面进行蓄水养护,采用直接在基坑内蓄水的方法,蓄水深度为30cm。
(3)混凝土上部基座的养护:在基座上表面沿基座四周砌四匹砖墙,同样采用蓄水养护,蓄水深度20cm。白天环境温度较高,为加快混凝土内部热量的散发,需减少蓄水深度;晚上环境气温较低,为保证混凝土内外温差不至过大,需加大蓄水深度。大体积混凝土养护时间应大于14d。
(4)大体积混凝土的测温:大体积混凝土在养护期应加强测温,以确保混凝土内外温差不超过规范的规定。大气温度、环境温度每天测四次,混凝土入模温度的测量每台班不少于2次。养护期对混凝土的测温,前3d每2h测一次,4d~7d每4h测一次,后一周每6h测一次,每次测温均应做好记录。测温过程中发现混凝土内外温差超过20℃,应及时采取相应措施,加强保温,及时调整混凝土内外温差。撤除保温层时混凝土表面与大气温差不应大于20℃。
6、混凝土温度的监控
为对后续承台混凝土的施工提供有效的指导数据,决定在先期的5#承台施工时,在混凝土内部预埋温度传感器,以加强对承台混凝土内部温度场的分布和内外温度差的监控。在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段,即开始的3~4天,每隔2小时测温1次;待升温趋于平稳后的降温阶段,每4小时测温1次。在测量混凝土内部温度的同时,测量外界的环境温度。
四、结束语
总之,桥梁承台大体积混凝土施工质量成为整座桥梁基础和关键。温度裂缝是由温度变化在不同约束条件下微观裂缝扩展形成宏观裂缝。为避免温度裂缝的产生,大体积混凝土施工中必须采取温度控制措施,并进行温度控制监测,以确保桥梁承台大体积混凝土的工程质量要求。
参考文献:
1、伍文杰,桥梁承台大体积混凝土施工技术要点质量控制,《四川建材》 2010年03期