混凝土工程施工工艺和方法.doc
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1、混凝土工程施工工艺和方法3.5.3.1 混凝土工程简介本标段重要由4个单体工程组成南广场地下停车场及公共换乘区工程、地铁6号线、地铁4号线、西青道下沉东段工程。许多部位属超长、超厚结构,经归纳总结,其典型构件截面尺寸和混凝土强度等级如“表3.5.3-1 主体结构工程构件表”所示:表3.5.3-1 主体结构工程构件表序号剖面简图构件尺寸南广场地下停车场及公共换乘区工程板厚:300mm;主梁:8502400、10001500、7501500次梁:5501200、4501000转换梁高:7504000均采用C40混凝土。竖向结构框架柱:12001200、100010001200、1000采用C40混
2、凝土。外墙:700厚,采用C40S8混凝土。底板:1500mm,采用C40S8混凝土灌注桩:800,L=17m,971根采用C30混凝土。地铁6号线板厚:600mm;主次梁:16001600、7501600采用C40混凝土。竖向结构框架柱:1000钢管柱采用C50混凝土。外墙:600厚,采用C40S8混凝土。底板:1800mm,底梁:15001800,C40S8混凝土。灌注桩:2200,L=66m采用C30混凝土。地铁4号线板厚:600mm;中梁:15001300顶梁:7501500、400900采用C40混凝土。竖向结构框架柱:1000钢管柱采用C50混凝土。外墙:1000厚,采用C40S8
3、混凝土。底板:2023mm,底梁:15002500,C40S8混凝土。灌注桩:2200,L=98(66)m采用C30混凝土。西青道下沉东段工程单箱四室8.5+13.5+13.5+8.5顶板/底板厚度1000mm顶梁/底梁厚度10001400框架柱:5001100外墙800mm,中隔墙500mm均采用C40混凝土灌注桩:1000,L=821m采用C30混凝土。U型槽底板厚度分1000、800、500三种;侧壁厚1000。3.5.3.2 施工组织流程由于轨道交通地铁4号线设备层顶板、6号线顶板与南广场地下停车场及公共换乘区的结构底板为同一标高(-5.650m),且地铁4号线采用盖挖逆作法施工,6号
4、线、西青道下沉工程采用明挖法施作,所以大体分为4个大区穿插组织进行。1 流水段的划分公共换乘区结构底板-5.650标高处:公共换乘区分为南北两个大区共计17个小段;地铁4号线分为五个施工段;地铁6号线分为四个施工段,根据施工流水段的划分安排混凝土分项工程的流水段,并在各施工段分界处设立温度后浇带(地铁4、6号线设立沉降缝),其底板结构混凝土组织顺序如图3.5.3-1、2所示。计划从2023年6月初插入西青道底板大体积混凝土施工,同时,为了兼顾南广场公共换乘区和地铁4、6号线主体结构的正常施工,需保存临时道路,因此,西青道先施工S1-18S1-14段隧道和东侧U形槽段主体结构,待S-14段主体结
5、构施工完毕,防水及土方回填后,将临时道路转移至S-14段隧道上方,再组织S1-13/12/11段隧道主体结构的施工,图3.5.3-3所示。图3.5.3-1 地铁4、6号线、公共换乘区结构底板(-5.650标高)砼浇筑顺序图公共换乘区结构顶板5.600/3.100标高处:根据温度后浇带和西站主楼与南广场之间的沉降缝将公共换乘区分24个小段;西青道下沉路按设计沉降缝位置,分为18个小段,公共换乘区顶板结构与西青道下沉路平行组织施工,如图3.5.3-3所示。图3.5.3-2 地铁4、6号线、公共换乘区结构底板(-5.650标高)施工分区图图3.5.3-3 公共换乘区顶层结构(5.600/3.100)
6、、西青道施工分区图2 施工缝留置位置地铁4号线采用盖逆法施作,此工艺规定墙体需设立4条水平施工缝,如图3.5.3-4所示;地铁6号线采用正施法施作,单由于其层高较高、结构构件较大,我们也设立了2条水平施工缝。每条水平施工缝内,均安装中埋式钢边橡胶止水带,并在侧墙铺贴防水加强层,如图3.5.3-5所示。图3.5.3-4 地铁4号线逆作施工缝留设示意图图3.5.3-5 地铁6号线施工缝留设示意图公共换乘区结构底板约有22023,超厚超长、面积较大,且与地铁4、6号线顶板结构紧密连接,未避免温度应力集中和不均匀沉降引起结构裂缝,我们设立了若干条后浇带。为了保证后浇带的施工质量,我们采用快易收口网作为
7、模板,其力学性能优良、自重轻,成型效果好(混凝土凝固后无需剔凿),如图3.5.3-6所示:图3.5.3-6 后浇带快易收口网加固示意图3 施工关键技术规定1) 本工程部分结构构件属超长、超大、超厚结构南广场地下停车场及公共换乘区工程施工范围为132.65175.5m,需留设施工缝或后浇带,涉及“有补偿收缩混凝土”施工;2) 底板厚度有1000mm、1500mm、1800mm、2023mm四种,涉及“大体积混凝土”施工。施工中的混凝土连续浇筑措施、减少混凝土水化热措施、混凝土测温技术和控制温差措施是混凝土施工的施工要点之一。3) 本工程部分钢管柱混凝土强度等级为C50高抛免振自密实混凝土,其配合
8、比设计的基本思绪是对影响混凝土性能的矿物组成、材料形态、外加剂的全面优选和试配。在此分项工程施工前,必须配置出填充性良好、高抛不离析的自密实混凝土。4 资源组织在混凝土施工前,为保证混凝土施工顺利进行,必须做好各项资源安排与准备,涉及布置好混凝土施工机械和小型机具、性能检查,准备混凝土施工需要的各种防雨雪材料、混凝土养护材料,安排充足的混凝土施工操作人员、管理人员等。我方将具体考察市区现有混凝土供应商,从中选择混凝土质量好,供应量有保证的供应商,并报监理、项目管理单位、业主审定。混凝土施工所需的重要人、材、机资源情况详见表3.5.3-2所示。表3.5.3-2 混凝土施工资源需用量序号内 容数
9、量备 注1人员管理人员6人/班浇筑量大、协调难度大时适当增长混凝土操作人员15人/泵班卸料、前台布料、振捣、抹光人员两班倒辅助人员8人/班钢筋、模板维护工,水电维护工塔吊、布料机操作人员每一机械每班2人机械数量视浇筑情况而定输送泵操作人员1人/泵班实验检测人员2人/班普 工5人/班2设备机具混凝土搅拌输送车10辆/泵搅拌站至至现场,数量视浇筑量大小调整混凝土输送泵3台拖式泵通过泵管泵送混凝土至浇筑层,46m汽车泵浇筑地铁4线-、段,灵活机动。混凝土布料杆3台(HG15,R=15m)混凝土布料至浇筑部位 泵管200m /泵(125)插入式振动器45套(50)混凝土振捣30套(30)平板振动器6台
10、3材料混凝土养护用材料据养护面积而定 塑料薄膜、阻燃草帘被等3.5.3.3 施工方法与工艺1 工艺流程2 施工准备1) 技术准备各项技术准备内容详见表3.5.3-3所示。表3.5.3-3 混凝土施工技术准备序号类别工作内容1熟悉技术资料明确掌握施工工艺仔细研究图纸及施工技术规定,掌握混凝土各种参数和业主对混凝土施工方面的规定。收集并了解混凝土施工的规范、规程,作为混凝土施工的依据和标准。针对本工程混凝土施工的实际情况,结合各项标准、图纸设计、业重规定,编制具体的专项的混凝土施工方案和作业指导书,并在施工前向业主代表提交,业主代表审核批准后方可实行。技术交底:根据图纸和施工方案组织分级技术交底,
11、涉及混凝土浇筑平面布置、浇筑方向、操作要点、施工注意事项,以及混凝土施工质量、安全、工期、文明施工等规定。在每次浇筑混凝土前,必须将混凝土的标号、浇筑部位、浇筑数量、混凝土坍落度、初凝时间、是否掺加掺和料和外加剂、混凝土罐车数量等规定告之搅拌站,搅拌站必须及时提供混凝土配合比、试配结果、原材检查报告等资料,我方将报送业主代表和监理单位审核。2混凝土配合比设计本工程混凝土标号有C30、C40、C50等,抗渗标号有S6、S8,在施工前要根据设计规定和施工现场条件拟定混凝土配合比,并适时调整。配合比设计根据国家现行标准普通混凝土配合比设计技术规程(JGJ55-2023)进行配合比设计,由实验室和商品
12、混凝土搅拌站根据混凝土的不同标号和性能规定进行试配。选择合适的混凝土材料本工程混凝土材料必须符合国家和行业相关材料规范、行业标准以及天津市的有关规定。控制碱骨料反映配合比设计本工程设计年限为12023,建筑结构安全等级为一级。规定混凝土最大水灰比、最小水泥用量、最大氯离子含量和最大碱含量符合混凝土结构设计规范(GB500102023)第3.4.2条的规定,详见表3.5.3-4。规定采用低碱水泥、低碱外加剂和低碱活性集料配制混凝土,应对混凝土的碱含量做出评估。抗渗混凝土本工程地下室底板和外围结构混凝土均为抗渗混凝土,为满足其抗渗功能,必须对混凝土增长特别规定。高强自密实混凝土本工程钢管混凝土柱C
13、50高强自密实混凝土。对水泥、粗细骨料、外加剂、掺和料必须严格选择。高强混凝土配合比根据规定规定试配和拟定后,还应用该配合比进行不少于6次的反复实验进行验证,其平均值不应低于配制强度。泵送混凝土本工程混凝土结构中的混凝土均采用泵送,在选择材料和进行混凝土配合比设计时满足混凝土拌合物的可泵性。大体积混凝土:地铁4、6号线和公共换乘区结构底板分别为2023mm、1800mm、1500mm,属大体积混凝土,选用低水化热水泥。表3.5.3-4 混凝土碱含量规定环境类别最大水灰比最小水泥用量(kg/m3)最大氯离子含量(%)最大碱含量(kg/m3)一0.652251.0不限制二a0.602500.33.
14、0b0.552750.23.02) 原材料准备高强混凝土原材料除满足普通混凝土的一般规定外,还应满足以下规定:表3.5.3-5 混凝土原材料质量规定序号砼原材料质量规定1水泥选用质量稳定、活性较高、需水量低、流变性能好的P.O42.5普通硅酸盐水泥。其中C3S含量55%,C2S含量25%,C3A含量8%,游离氯化钙、镁的成分越少越好,碱含量0.6%的低碱水泥。细度模数适中,没立方水泥用量控制在450550kg之间。2砂子河砂,细度模数2.603.20,含泥量2.0%,内照射指数与外照射指数均1.0%区中砂,且为非碱活性或低碱活性集料(B类)。砂率通过试配拟定,一般控制在0.30.35之间。3石
15、子粗骨料的性能对高强混凝土的抗压强度及弹性模量起到决定性的制约作用,应选用坚硬密实的石灰岩、花岗岩、玄武岩等,粒形与级配合格,525mm连续粒级碎石。含泥量1.0%,泥块含量0.50%,针、片状颗粒含量15%,压碎指标值10%,内照射指数与外照射指数均1.0%的石灰岩碎石,且为非碱活性或低碱活性集料(B类)。对碎石的岩石立方体抗压强度实验结果不应小于混凝土设计规定强度的1.5倍。4掺合料掺加硅粉、提高水泥活性,增强混凝土强度,使用时必须通过实验拟定。5外加剂采用氨基磺酸盐或萘系非引气型高效减水剂,掺量一般为水泥的0.82%,减水率大于20%,收缩率比120%,不含氯离子和氨根离子,且对钢筋无锈
16、蚀作用。同时掺加少量缓凝剂,掺量一般为水泥的0.010.08%,以填补因掺加高效减水剂而引起的塌落度损失过快的缺陷,控制初期水化,增长后期强度。6水采用符合现行国家标准混凝土拌合用水标准的饮用水。3) 现场准备浇筑前应将模板内的垃圾、泥土等杂物及钢筋上的油污清除干净,并检查钢筋的混凝土垫块或塑料卡是否垫好,墙、柱等模板应在清除杂物等后再封闭。并办完隐、预检手续,涉及钢筋、模板、预留预埋等内容,在砼浇筑期间要做好钢筋和预埋件的成品保护工作。明确混凝土罐车的行走路线,提前与市政、交通、电力、自来水公司及政府有关部门取得联系,建立良好的协作关系,保证道路畅通,水电供应正常。浇筑混凝土用的架子及马道已
17、支搭完毕,泵管已搭设完毕并经检查合格,检查现场临时水电、照明、通讯等辅助措施的准备情况。3 混凝土供应及运送为保证混凝土的连续浇筑和及时供应,我们计划选择的几家供应商均在工程附近15公里范围内。具体规定:(1)根据混凝土浇筑部位、方量等参数计算出混凝土罐车用量,提前协调混凝土供应商,并编号标记。(2)当气候有变化时,规定混凝土搅拌站提供不同温度下、单位时间内的塌落度损失值,以便现场可以掌握混凝土罐车在现场的停置时间,保证混凝土自出机到浇筑完毕控制在初凝时间内,并保证浇筑作业面前后覆盖搭接符合规范规定,不出现“冷缝”。(3)现场调度与混凝土搅拌站调度要随时保持联系,保证混凝土供应速度。(4)严格
18、执行混凝土进场交货检查制度。由商品混凝土搅拌站人员向现场混凝土工长指派的人员逐车交验,交验的内容有目测混凝土外观色泽、有无泌水离析,实验员对每车的坍落度进行取样实验,是否符合商品混凝土小票规定的技术规定,并作好记录。混凝土供应与输送流程见图3.5.3-8所示。搅拌站搅拌商品混凝土工地现场卸料混凝土罐车运送 混凝土输送泵泵送布料机布料至浇筑部位塔吊吊斗吊至浇筑部位混凝土泵管输送不合格合格图3.5.3-8 混凝土供应与输送流程现场检查(5)泵管布置泵管布置原则:必须坚持“路线短、弯道少、接头严密”的原则。泵管由地面向下布置,大坍落度的混凝土拌合物就有也许在倾斜管段内产生因自重向下滑流。此时,应在倾
19、斜管的上端设排气阀,当向下倾斜管段内有空气段时,先将排气阀打开,压送排气,在下倾斜管段内充满混凝土拌合物,从排气阀排出砂浆时,再关闭排气阀进行正常压送。在向下泵送,地上水平管段轴线应与Y形管出料轴线垂直。见图3.5.3-9所示。为了保证混凝土立管的稳定性,从出土口内侧搭设临时架体,如图3.5.3-10所示。图3.5.3-10 逆作施工甭管加固图4 混凝土浇筑及振捣混凝土浇筑流程:混凝土浇筑流程详见图3.5.3-11所示。清理杂物,润湿模板沿同一浇筑方向退泵布料分段分层浇筑、分段分层振捣控制面标高或抹平收光图3.5.3-11 混凝土浇筑流程1) 浇筑一般规定在浇筑工序中,应控制混凝土的均匀性和密
20、实性。混凝土拌合物运至浇筑地点后,应立即入模。在浇筑过程中,如发现混凝土拌合物的均匀性和稠度发生较大的变化,应及时解决。在浇筑竖向结构混凝土时,布料设备的出口离模板内侧面不应小于50mm,并且不向模板内侧面直冲布料,也不得直冲钢筋骨架;浇筑混凝土时应分段分层连续进行,浇筑层高度应根据混凝土供应能力、一次浇筑方量、混凝土初凝时间、结构特点、钢筋疏密综合考虑决定,一般为振捣器作用部分长度的1.25倍。本工程竖向结构每层浇筑高度控制在400mm以内。当水平结构的混凝土浇筑厚度超过500mm时,如底板、深梁等,可按1:61:10坡度分层浇筑,且上层混凝土应超前覆盖下层混凝土500mm以上,如图3.5.
21、3-12所示。振捣点成梅花式布置,各点错开图3.5.3-12 竖向结构砼浇筑分层厚度和振捣点布置示意浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇,其间歇时间应尽量缩短,并应在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种、气温及混凝土凝结条件拟定,一般超过混凝土的初凝时间应按施工缝解决。浇筑混凝土时应观测模板、钢筋、预留孔洞、预埋件等有无移动、变形或堵塞情况,发现问题应立即解决,并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完好。混凝土在浇筑及静止过程中,应采用措施防止裂缝。在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时,应在柱和墙浇筑完毕后停歇11.5h,使混凝土获得初步沉实后,再继续浇筑,以防止接缝处出现
22、裂缝。2) 逆施法侧墙混凝土浇筑本工程地铁4号线采用盖挖逆作法施工,先施工地下一层顶板,随后施工地下一层底板,然后施工顶板与底板之间的侧墙,侧墙混凝土的浇筑采用地泵进行实行,按后浇带的位置分块浇筑,浇筑方法见图3.5.3-13所示:图3.5.3-13 逆作侧墙混凝土浇筑示意图混凝土的配比按一般泵送混凝土考虑,在理场应经常抽测混凝土的坍落度,坍落度在182cm为宜。要特别注意混凝土的摊铺高度,一般以50cm为宜,做到四周混凝土均匀上升。混凝土浇捣到投料口时,应注意混凝土的两次浇捣,即第一次浇捣混凝土,稍停半小时至1小时(依气温而决定间隔时间)再振捣一次,有助于接缝处混凝土密实。在每段内衬的分缝处
23、,下段侧模要高出上段混凝土30cm。作为混凝土的投料口,投料口的宽度应依据泵车软管直径而定,一般宜大于20cm,混凝土应浇至投料顶,依靠30cm的压差,使接缝处混凝土密实,拆模之后投料口一圈混凝土形成环形牛腿,在混凝土强度达成75%后,应及时凿除。3) 基础底板混凝土浇筑:基础底板浇筑采用斜面分层浇筑,“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推动、一次到底”,具体详见大体积混凝土施工方案。4) 柱混凝土采用分层浇筑,布料机配合泵送或塔吊吊斗吊运,同一排柱从两端向中间同时开始。5) 梁板混凝土采用泵送,布料机配合布料,梁板同时浇筑,由一端开始用“赶浆法”,即先浇筑梁,根据梁高分层浇筑成阶梯形,达成板
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