楊 濤,韓 超

(1.天津金磊建筑工程有限公司,天津 300450;2.中交一航局第四工程有限公司,天津 300450)

1 工程概況

位于遼寧省營(yíng)口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的長(zhǎng)江路跨鐵路立交橋,全長(zhǎng)534.66 m,為一座21孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25 m的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋。全橋設(shè)有 80個(gè)墩柱,全部為獨(dú)立柱結(jié)構(gòu),柱身高度 3～9 m。為滿足工期要求,墩柱和蓋梁需進(jìn)行冬季施工。

2 施工技術(shù)措施

營(yíng)口市位于遼東半島西北部,東經(jīng) 122°12′,北緯 40°41′,屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū),四季分明,年平均氣溫9.5℃,最高氣溫 34.7℃,最低氣溫-28.4℃ (1971～2000年)。根據(jù)《建筑工程冬期施工技術(shù)規(guī)定》(JGJ 104-97)的規(guī)定,室外平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時(shí),便進(jìn)入冬季施工。在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí),主要是控制混凝土的出罐溫度、入模溫度和養(yǎng)生溫度。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,結(jié)合多年的冬季施工經(jīng)驗(yàn)和工程的實(shí)際情況為保障施工質(zhì)量,防止混凝土在低溫情況下產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,編制了冬季施工方案。對(duì)混凝土拌合站采取保溫措施,對(duì)骨料在入冬之前全部用洗石機(jī)洗好,并歸堆備用,并在使用時(shí)不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì);拌用水采用地?zé)崴?。如氣溫過(guò)低,拌合后的混凝土的溫度還不能滿足要求時(shí),則對(duì)砂石料進(jìn)行加熱。為保證混凝土的入模溫度,采用加保溫套的攪運(yùn)車運(yùn)輸,確?；炷恋某鰴C(jī)溫度不低于10℃,入模溫度不低于5℃?；炷羶?yōu)先采用蓄熱養(yǎng)生。

2.1 攪拌站的保溫措施

1)將攪拌機(jī)設(shè)備上所有外露氣管用黑色保溫管包住,然后再用白膠布纏好。 2)將電磁閥放置在木箱中,木箱內(nèi)采用燈泡保溫,木箱外用土工布包裹。3)在攪拌樓內(nèi)安置大功率燈泡用以加熱。4)所有的潤(rùn)滑油更換為冬季施工用油。5)外加劑罐的外面用棉被包裹,內(nèi)部用加熱棒加熱;外加劑貯存罐存放于室內(nèi),并在室內(nèi)用煤爐保溫。 6)水箱埋在地下,水箱上面用棉被覆蓋,攪拌用水采用外購(gòu)地?zé)崴?/p>

2.2 配合比優(yōu)化

為防止混凝土凍害的發(fā)生,根據(jù)冬季施工的要求確定混凝土的配合比。選用普通硅酸鹽水泥,水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5,水灰比不大于0.5,最小水泥用量不少于300kg/m3,外加劑選用UF-4早強(qiáng)型復(fù)合防凍劑?；炷恋脑嚺鋸?qiáng)度較設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí),橋墩混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C30,試配強(qiáng)度采用C35。

2.3 原材料加熱、保溫

在本工程中,要求混凝土的出機(jī)溫度不低于10℃,入模溫度不低于5℃。

1)施工所用的骨料在入冬之前全部用洗石機(jī)洗好,并歸堆備用,使用時(shí)不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì),砂石骨料的溫度保持在 0℃以上。

2)水的溫度不宜高于80℃,并應(yīng)先將骨料投入已加熱的水中攪拌均勻,再加水泥,以免水泥與熱水直接接觸。

3)當(dāng)?shù)責(zé)崴荒軡M足混凝土的出機(jī)溫度要求時(shí),可將骨料均勻加熱,其加熱溫度不應(yīng)高于60℃。

2.4 混凝土拌和及運(yùn)輸

除對(duì)拌合站進(jìn)行防寒處理外,混凝土的拌合時(shí)間也應(yīng)較常溫施工延長(zhǎng)50%左右,對(duì)于摻有外加劑的混凝土,其拌制時(shí)間應(yīng)取常溫拌制時(shí)間的 1.5倍(見表 1)。

拌和投料順序:先投入骨料和水,攪拌一段時(shí)間后,當(dāng)混合物溫度降至40℃時(shí),再投入水泥繼續(xù)攪拌到規(guī)定的時(shí)間。混凝土卸出拌合機(jī)時(shí)的最高允許溫度為40℃。

施工中采用罐車運(yùn)輸混凝土,采用帆布包裹,以減少熱量的損失。此外,運(yùn)輸過(guò)程中,要防止混凝土離析、漏漿、坍落度變化。要盡量減少混凝土的運(yùn)輸時(shí)間,并確保在2 km的運(yùn)距內(nèi),混凝土的入模溫度在5℃以上。對(duì)已攪拌好的混凝土應(yīng)經(jīng)常檢查其溫度及和易性。

表1 拌制混凝土的最短時(shí)間

2.5 混凝土澆筑

混凝土施工選擇較好的天氣,氣溫較高的時(shí)間段(如中午)進(jìn)行。在拌合站及施工現(xiàn)場(chǎng)均配有足量溫度計(jì)并做好溫度測(cè)量和記錄,以便隨時(shí)調(diào)整拌合溫度以保證混凝土出機(jī)溫度。施工前要清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,注意在模板各接縫、棱角部位加強(qiáng)縫的嵌塞。在模板的外側(cè)加8cm厚的泡沫保溫層,再用棉被包裹模板(圖1)。根據(jù)墩柱尺寸算出鋼模板外圍面積,用腳手架將墩柱圍起來(lái),用養(yǎng)護(hù)罩將模板連同腳手架一起罩住。要求腳手架與模板的距離以不影響施工操作為宜?；炷翝仓r(shí),試驗(yàn)部門除按規(guī)范要求留置試件外,增加2組與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)的試件,分別用于檢驗(yàn)受凍前的混凝土強(qiáng)度和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護(hù)28 d的混凝土強(qiáng)度。墩身施工采用混凝土輸送泵泵送澆筑。

在混凝土澆筑前進(jìn)行周密組織,力爭(zhēng)做到連續(xù)澆筑,不中斷,避免發(fā)生混凝土在澆筑過(guò)程中受凍的現(xiàn)象發(fā)生。混凝土的入倉(cāng)溫度,在任何情況下均不得低于5℃。當(dāng)環(huán)境氣溫低于-10℃時(shí),采用暖棚法將直徑大于25 mm的鋼筋加熱至正溫?；炷翍?yīng)分層澆筑,每層厚度不得低于20cm,振搗時(shí)振搗棒插點(diǎn)間距應(yīng)控制在 40cm,振搗棒應(yīng)插入下層混凝土 15cm,以保證層間結(jié)合良好。

圖1 模板外的保溫層

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

澆筑完畢后,立即采用塑料布加棉被對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生。

1)混凝土澆筑后,將養(yǎng)護(hù)罩頂端封閉。

2)混凝土澆筑的起始溫度不低于5℃,為避免溫度驟然升降引起構(gòu)件產(chǎn)生裂縫變形,養(yǎng)護(hù)時(shí)初始溫度與環(huán)境溫差不得大于40℃,當(dāng)環(huán)境為負(fù)溫時(shí)不得大于20℃。升溫速度控制在10～15℃ /h。為防止混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中失水,應(yīng)在養(yǎng)護(hù)時(shí)保持空氣濕潤(rùn),并保持混凝土澆筑完成后 24 h內(nèi)為正溫。

3)養(yǎng)護(hù)溫度不得低于防凍劑規(guī)定的溫度,當(dāng)達(dá)不到規(guī)定溫度且混凝土強(qiáng)度小于5 MPa時(shí),應(yīng)采取加熱保溫措施。

4)拆模后,混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度差大于15℃時(shí),墩柱混凝土表面應(yīng)用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋,用棉被包裹,并經(jīng)常檢查,直到混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求。

5)當(dāng)室外氣溫高于-10℃時(shí),墩柱、蓋梁混凝土采用以外加劑和表面保溫(加溫)覆蓋為主的綜合蓄熱法施工。混凝土澆筑成型后,立即于墩柱、蓋梁的頂部先覆蓋一層塑料布,再用棉被覆蓋表面。當(dāng)室外最低溫度低于-10℃時(shí),墩柱、蓋梁采用電熱毯加溫養(yǎng)護(hù),對(duì)結(jié)構(gòu)易受凍的部位,應(yīng)加強(qiáng)保溫措施。

2.7 混凝土拆模

在冬季施工的混凝土,其拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)與其同條件養(yǎng)護(hù)的試件的試驗(yàn)來(lái)確定,當(dāng)達(dá)到規(guī)范要求的抗凍強(qiáng)度后才能進(jìn)行模板的拆除。拆模時(shí),混凝土表面溫度與自然環(huán)境溫度之差不能超過(guò)20℃。拆模作業(yè)一般選擇每日的10點(diǎn)到14點(diǎn)進(jìn)行。拆模后在墩柱、蓋梁外表面先圍護(hù)一層塑料布,再用一層由棉被外加土工布合成的保溫被包裹,在蓋梁上應(yīng)增加帆布覆蓋(當(dāng)氣溫低于-10℃時(shí)應(yīng)增加電熱毯保溫)。

2.8 溫度監(jiān)測(cè)

在施工期間,每日對(duì)氣溫及混凝土和各種材料的溫度進(jìn)行觀測(cè)。同時(shí),測(cè)溫人員必須時(shí)刻與供熱、保溫人員保持聯(lián)系,如發(fā)現(xiàn)因供熱故障或保溫措施不當(dāng)使溫度急劇變化或降溫太快等情況時(shí)應(yīng)立即處理。為便于測(cè)量混凝土的溫度,在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)預(yù)埋一些一端封閉的直徑為1cm的白鐵管作為測(cè)溫管,以便將溫度計(jì)插入測(cè)溫管中測(cè)量混凝土內(nèi)部溫度。

氣溫及混凝土和各種材料的溫度測(cè)量頻率各不相同。對(duì)氣溫分別在 7:00,13:00,18:00,22:00時(shí)測(cè)溫 4次。對(duì)所有材料溫度的測(cè)量,每個(gè)作業(yè)工班不少于3次。對(duì)攪拌機(jī)的混凝土出料溫度至少每2 h測(cè)量1次。在養(yǎng)護(hù)期間,混凝土的測(cè)溫頻率視混凝土的類型和養(yǎng)護(hù)時(shí)間不同而不同。對(duì)于低溫早強(qiáng)混凝土,在終凝前每4 h測(cè)量1次,前 3 d每晝夜應(yīng)進(jìn)行4次,以后每晝夜至少進(jìn)行2次,并應(yīng)力求在接近混凝土出現(xiàn)最高和最低溫度時(shí)測(cè)量;對(duì)負(fù)溫混凝土,前 3 d每 2 h測(cè)量1次,以后每晝夜測(cè)量 2次。

3 安全防護(hù)與質(zhì)量檢查

1)建立安全防火組織,項(xiàng)目經(jīng)理?yè)?dān)任組長(zhǎng),項(xiàng)目副經(jīng)理、項(xiàng)目總工、安全主管擔(dān)任副組長(zhǎng),各個(gè)施工員、工長(zhǎng)、班長(zhǎng)為各級(jí)安全防火負(fù)責(zé)人,確保生產(chǎn)安全。本著預(yù)防為主,以消為輔,防消結(jié)合的方針,建立健全治安、消防管理制度,配置消防設(shè)施,減少和杜絕火災(zāi)事故。

2)組織全體職工學(xué)習(xí)有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)和安全生產(chǎn)操作規(guī)程,抓好安全教育,增強(qiáng)安全意識(shí)。

3)應(yīng)配備電暖器取暖,嚴(yán)禁用電爐、碘鎢燈取暖,以防止安全事故的發(fā)生。

4)向冬期施工人員發(fā)放冬季施工勞保用品。

冬季施工混凝土除按規(guī)定制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試件外,還根據(jù)建筑物養(yǎng)護(hù)、拆模和承受荷載的需要,制作施工檢查試件,借以查明強(qiáng)度的發(fā)展情況。施工檢查試件的養(yǎng)護(hù)應(yīng)與結(jié)構(gòu)物相同。

4 結(jié)語(yǔ)

遼寧省營(yíng)口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)長(zhǎng)江路上的跨鐵路立交橋的冬季施工完成并經(jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到要求后,采用回彈儀對(duì)橋墩、蓋梁的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了無(wú)損檢測(cè),共檢測(cè)了 50個(gè)測(cè)點(diǎn),其強(qiáng)度平均值為36MPa,最小值為34MPa,滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明,采用原材料加溫、摻入防凍劑、保溫運(yùn)輸、蓄熱法養(yǎng)護(hù)等技術(shù)措施能保證橋墩混凝土冬季施工的質(zhì)量。

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