李苗，陳永義

（中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司，江蘇 連云港 222042）

1 工程概述

連云港港30萬噸級航道二期工程四區(qū)圍堤工程項目，位于連云港市徐圩港區(qū)內(nèi)東側(cè)，工程需制安桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)226個，分為4區(qū)1#正堤（1220.216 m）、5#圍堤（1100 m）和2#正堤（1241.019m）、6#圍堤（1286.298m），圍堤全長約4850m（含150 m斜坡堤銜接段）。預(yù)制施工在徐圩預(yù)制廠進(jìn)行。

桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制部分由1個下桶體和2個上筒體組成：下桶體平面呈橢圓形，長軸長36.6 m，短軸長20 m，高10～11.5 m，無底有蓋，由兩道縱隔墻、三道橫隔墻分12個倉格，下桶體外壁厚30～40 cm，隔墻厚30 cm；下桶體頂部由預(yù)制蓋板和現(xiàn)澆蓋板組成，高0.5m～0.6m。兩個直徑同為8.9 m的上圓筒體沿下桶體短軸線方向?qū)ΨQ布置，上筒體壁厚40 cm，中間隔板相連，上筒體預(yù)制高度9～11 m，詳見圖1。

圖1 桶式結(jié)構(gòu)

桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制施工分5層進(jìn)行：下桶體分兩層，第一層5.50 m，第二層施工到蓋板底部，鋼筋均在臺座上現(xiàn)場綁扎，獨(dú)立分層立模澆筑；下桶體頂部蓋板施工先安裝預(yù)制蓋板，后澆筑蓋板現(xiàn)澆層；上圓筒鋼筋在后方綁扎胎架上綁扎完成后，吊裝并與下桶體頂部預(yù)留鋼筋焊接連接，上筒體分2層澆筑，下層高5.5 m。見圖1(a)。

2 冬季施工的界定

《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》（JTS202-2011）規(guī)定日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時應(yīng)實行冬季施工。根據(jù)歷年的氣象統(tǒng)計，連云港地區(qū)從12月上旬到次年2月為冬季。冬季施工需做好氣象觀測，風(fēng)力不大于6級且最低溫度高于-8℃時方可進(jìn)行冬季施工。

3 冬季施工的特點(diǎn)

3.1 冬季混凝土凝結(jié)時間長

冬季混凝土凝結(jié)受外部低溫環(huán)境影響較大，混凝土在低溫（0～4℃時）凝結(jié)用時為4倍常溫（15℃時）凝結(jié)用時，降溫至-0.3～-1.5℃時，混凝土中水開始凝結(jié)，降溫至-4℃時，混凝土水化反應(yīng)完全停止，強(qiáng)度不再增長。在零下低溫條件中，混凝土中的孔隙水易結(jié)冰致使體積變大，將已硬化混凝土凍脹。

3.2 冬季施工安全、質(zhì)量風(fēng)險大

冬季低溫天氣易導(dǎo)致施工場地結(jié)冰影響通行安全，采用大功率電器等升溫取暖時易引發(fā)觸電等安全事故。冬季混凝土保溫養(yǎng)護(hù)如有疏忽易導(dǎo)致混凝土腫脹破壞、產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量問題。因存在低溫、寒潮、大風(fēng)等諸多不利因素，冬季質(zhì)量安全事故多發(fā)，冬季混凝土質(zhì)量問題通常不易察覺且具有滯后性。

4 冬季施工工藝控制

桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制冬季施工主要包括鋼筋的加工生產(chǎn)、冬季模板施工、冬季混凝土施工等環(huán)節(jié)。

4.1 鋼筋的加工生產(chǎn)

4.1.1 材料存放

根據(jù)冬季施工慢的特點(diǎn)，按略有富余原則安排鋼筋原材料堆存量，避免積壓。鋼筋原材料嚴(yán)格按規(guī)范的要求放置，所有原材料堆放在鋼筋棚內(nèi)，并用150mm*150mm墊木支墊，雨雪天氣及時進(jìn)行覆蓋，避免鋼筋銹蝕。

4.1.2 鋼筋調(diào)直

根據(jù)最近20年連云港的氣象資料，徐圩地區(qū)的平均最低氣溫不低于-3℃，可正常對鋼筋進(jìn)行調(diào)直。

4.1.3 鋼筋焊接

（1）在冬季低溫條件下進(jìn)行室外焊接施工時，氣溫不得低于-20℃，風(fēng)力大于3級時要有擋風(fēng)措施，根據(jù)歷年統(tǒng)計及經(jīng)驗，徐圩地區(qū)極端最低氣溫在-10℃，不影響焊接。鋼筋焊接過程中，做好擋風(fēng)擋雨措施，避免未冷卻的焊接接頭淋碰雨雪。增加閃光對焊調(diào)節(jié)長度10%～20%，便于增大加熱范圍，增加熱量儲備，降低變壓器級數(shù)1～2級，確保閃光對焊順利進(jìn)行，焊接的預(yù)熱應(yīng)適當(dāng)提高接觸壓力和增加預(yù)熱間歇時間。

（2）需根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行鋼筋試焊試驗，試驗合格方可進(jìn)行正式焊接施工。電弧焊采取措施防止接頭區(qū)焊接時溫度差較大產(chǎn)生不良影響。

電弧焊接時需略調(diào)高電流，并減慢焊接速度。在焊接過程中，宜短弧施焊以防斷弧，同時應(yīng)避免產(chǎn)生焊接燒傷，不應(yīng)在非焊接部位引弧以致鋼筋斷面受損。

4.2 冬季模板施工

在桶體外模板的外側(cè)統(tǒng)一噴涂13cm厚保溫棉保溫板作為保溫層進(jìn)行保溫措施。

在冬季模板拆除需同時滿足強(qiáng)度要求及內(nèi)外溫差要求。同條件試件抗壓強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度50%之前，不得拆除模板。同時提前測量混凝土與外部環(huán)境溫差，模板拆除時，兩者溫差應(yīng)低于15℃。

4.3 冬季混凝土施工

4.3.1 混凝土原材料的施工措施

碎石、黃砂等材料堆存要做好防止雨雪措施，及時檢查清掃，確保骨料中無積水、積雪、冰塊等。

（1）水泥、粉煤灰、礦粉等摻合料充入水泥罐儲存，且水泥只能蓄熱，禁止加熱。

（2）冬期混凝土施工時，對集料棚進(jìn)行封閉包裹及暖風(fēng)炮加熱，砂石料傳送帶覆蓋保溫，拌合用水采用電加熱，供水管道包裹保溫，實時監(jiān)測水、外加劑及砂石料加入攪拌機(jī)時的溫度。

圖2 集料棚全封閉保溫

圖3 集料棚安放暖風(fēng)機(jī)

圖4 砂石料傳送帶覆蓋保溫

圖5 水箱封閉加熱

圖6 供水管道加熱保溫

圖7 集料棚溫度監(jiān)測

4.3.2 混凝土配比控制

為保證混凝土的強(qiáng)度，在冬季混凝土澆筑施工時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，試驗室應(yīng)及時對混凝土配合比作適當(dāng)調(diào)整。

（1）根據(jù)低水膠比和較小坍落度等原則，進(jìn)行配合比選定試驗以確定冬季混凝土施工配合比。

（2）禁止隨意改動冬季混凝土配合比，混凝土澆筑施工盡量選擇在白天氣溫較高時（9: 00～16: 00）進(jìn)行。

4.3.3 混凝土拌制

（1）混凝土使用攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，拌制過程盡可能地減少混凝土的熱量損失，混凝土攪拌時間不得少于3分鐘，攪拌時先使水和砂、石料攪拌一定時間，然后再投放水泥，混凝土溫度在拌制出機(jī)時應(yīng)高于10℃，澆灌入模時應(yīng)高于5℃。

（2）混凝土拌制時提前對部分原材料進(jìn)行加熱，隨機(jī)檢查各原材料加熱溫度，以滿足混凝土拌和物攪拌合成后所需要的溫度。嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和坍落度。如拌制混凝土塌損變小或出現(xiàn)速凝，應(yīng)及時對拌合材料溫度進(jìn)行檢查并通過加熱調(diào)整。

（3）混凝土采用冬季施工配合比，報監(jiān)理審核驗證后投入冬季施工，為保證冬季混凝土施工強(qiáng)度增長，采用防凍型減水劑。

4.3.4 混凝土澆筑

（1）在混凝土澆筑前，應(yīng)提前檢查并清理鋼筋模板。桶式基礎(chǔ)混凝土澆筑時，采用帶膠帆布對模板四周包裹，擋風(fēng)保暖。提前做好設(shè)備檢修，保障設(shè)備完好，在混凝土澆筑過程中，做好運(yùn)輸通道保障，使混凝土盡快入模。混凝土按規(guī)定分層布料振搗密實，嚴(yán)格控制分層間隔時間。

圖8 罐車上覆蓋保溫布圖

（2）現(xiàn)場嚴(yán)禁向混凝土中加水進(jìn)行二次攪拌，實時監(jiān)測現(xiàn)場混凝土出料溫度及入模溫度。

圖9 混凝土罐車出料溫度檢測

圖10 混凝土入模溫度檢測

（3）混凝土分層澆注的過程不得中斷，盡量減少混凝土散熱面。倒入模板的混凝土及時振搗密實，及時將混凝土表層泌水淘干,防止結(jié)冰受凍。

（4）混凝土澆筑盡量安排在氣溫較高（9:00～16:00）時進(jìn)行，避免夜間低溫施工。

4.3.5 桶式基礎(chǔ)構(gòu)件養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土養(yǎng)護(hù)期在每個隔倉內(nèi)放置暖風(fēng)炮，桶體底部四周設(shè)置保溫布圍擋，桶壁頂部覆蓋加絨帆布，減少熱量散失。桶體面層采用土工布覆蓋保溫。并在混凝土養(yǎng)護(hù)期間實時測定調(diào)整混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，確保隔倉內(nèi)溫度不低于10℃；待混凝土強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計值的50%時拆除模板。

（2）預(yù)制蓋板采用450g/m2土工布覆蓋保溫。

圖11 模板保溫棉及底部覆蓋圍擋

圖12 頂部加棉被覆蓋保溫

圖13 倉內(nèi)安置暖風(fēng)炮加熱

圖14 倉內(nèi)溫度監(jiān)測

表1 冬季施工保溫設(shè)備投入表

4.3.6 溫度控制和試驗檢測

（1）及時對混凝土出機(jī)溫度、入模溫度進(jìn)行檢測，每工作班檢查頻次不少于4次。

（2）混凝土的溫度監(jiān)測。采用混凝土建筑測溫儀，澆筑混凝土前預(yù)埋固定測溫線，測溫線露出混凝土表面100㎜。測溫管分別在桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外壁、內(nèi)壁豎向埋設(shè)。埋設(shè)深度分別在1/3深度各預(yù)埋一根。混凝土測溫從混凝土初凝開始，測溫頻次逐步降低，測至溫度穩(wěn)定為止。

圖15 混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測

（3）除按常規(guī)要求留置標(biāo)養(yǎng)試件外，需根據(jù)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)、拆模要求和桶體移動出運(yùn)等需求，增加同條件養(yǎng)護(hù)試件不少于3組。

5 總結(jié)

新型桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)冬季預(yù)制施工工藝是在結(jié)合工程所在地冬季氣候特點(diǎn)的情況下，從原材料保護(hù)、施工過程保溫、成品（半成品）養(yǎng)護(hù)等方面入手，不斷修正并完善的，2017年12月中旬至2018年2月底，共預(yù)制桶式結(jié)構(gòu)31個，質(zhì)量優(yōu)良，水上安裝反應(yīng)氣密性良好，完全符合設(shè)計要求，為完成工程總體工期提供了保障。