錨碇大體積混凝土的施工管理分析

羅熹

（柳州市城市投資建設(shè)發(fā)展有限公司　廣西　柳州　545001）

錨碇大體積混凝土的施工管理分析

羅熹

（柳州市城市投資建設(shè)發(fā)展有限公司廣西柳州545001）

本文結(jié)合具體工程實(shí)例，重點(diǎn)就錨碇大體積混凝土的施工管理進(jìn)行了分析。

錨碇；大體積混凝土；施工管理

引言

柳州市雙擁大橋錨錠底板大體積混凝土施工中，通過(guò)選擇級(jí)配優(yōu)良的碎石、砂、外加劑以及摻入礦粉和粉煤灰優(yōu)化混凝土配合比，控制混凝土的澆筑過(guò)程和保溫養(yǎng)護(hù)，減小水泥用量，降低混凝土的水化溫升峰值和底板內(nèi)表溫差，提高了混凝土和易性和耐久性。

1　工程概況

柳州市雙擁大橋設(shè)計(jì)為重力式懸索橋，南北兩岸各布置一個(gè)錨碇，南北錨碇與主纜相配套，單一錨碇；埋入地下22m之多，露出地面8m左右；錨碇結(jié)構(gòu)為C30鋼筋混凝土，散索部分為后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。錨碇基礎(chǔ)φ57m厚10m的實(shí)心少筋混凝土結(jié)構(gòu)，散索部分為鋼筋混凝土空心棱體結(jié)構(gòu)；錨碇底標(biāo)高均為+67.634m，相隔120m左右的柳江水位+77.4m，水位差10余米，施工防水是工作重中之重。

圖1　錨碇總體結(jié)構(gòu)示意圖(單位:cm)

2　施工前準(zhǔn)備

錨碇屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在施工前做了大量的準(zhǔn)備工作，包括聘請(qǐng)專家進(jìn)行大體積混凝土水化熱專項(xiàng)研究；委托蘭州理工大學(xué)進(jìn)行溫控設(shè)計(jì)及編寫溫控方案并在混凝土施工過(guò)程中進(jìn)行溫度監(jiān)控；在此基礎(chǔ)上編寫錨碇基礎(chǔ)大體積混凝土施工方案；在結(jié)合大體積混凝土特點(diǎn)的前提下設(shè)計(jì)并試配出優(yōu)良配合比；在考慮大體積混凝土澆筑不宜中斷的前提下進(jìn)行拌和站及混凝土輸送配置。參照溫控方案，將錨碇按照A、B、C、D分塊之后，又將其分為若干層進(jìn)行施工。

錨體從結(jié)構(gòu)受力和功能上可分為錨塊、基礎(chǔ)、前錨室等幾部分。由于錨碇平面尺寸較大，為避免出現(xiàn)收縮與溫度裂縫，錨碇共分四塊進(jìn)行澆筑，分別為錨塊、前錨室、兩個(gè)側(cè)基礎(chǔ)。各塊之間設(shè)置2m寬后澆段，后澆段采用微膨脹混凝土，錨碇分塊見圖2。

3　混凝土的拌制及澆筑方案選定

3.1拌制混凝土配料

圖2　錨碇分塊圖

拌制混凝土配料時(shí)，各種衡器確保準(zhǔn)確每次開盤之前由試驗(yàn)室對(duì)骨料及砂子的含水率進(jìn)行檢測(cè)，并開出施工配合比給拌和站，拌和站在標(biāo)定計(jì)量設(shè)備之后嚴(yán)格按照施工配比進(jìn)行拌料。混凝土攪拌完畢后，試驗(yàn)室按照下列要求檢測(cè)混凝土拌和物的各項(xiàng)性能：

①混凝土拌和物的坍落度，分別在攪拌地點(diǎn)和澆筑地點(diǎn)進(jìn)行取樣檢測(cè)，每一工作班或每一單元結(jié)構(gòu)物不少于2次。在檢測(cè)坍落度時(shí)，觀察混凝土拌和物的粘聚性和保水性，保證混凝土具有良好的和易性。②混凝土外加劑的使用效果。該工程采用混凝土輸送泵進(jìn)行澆筑，因此拌制出的混凝土除了有良好的和易性外，還應(yīng)有良好的可泵性。③根據(jù)需要還應(yīng)檢測(cè)混凝土拌和物的其他質(zhì)量指標(biāo)并應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/TF50-2011）的有關(guān)規(guī)定。

3.2混凝土澆筑方案比選

在進(jìn)行施工前，項(xiàng)目分別對(duì)汽車泵、拖式泵車及布料桿澆筑混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，綜合考慮進(jìn)行選擇。汽車泵具有靈活方便性，沒有拖式泵車接管拆管的程序，大大地提高了生產(chǎn)效率，縮短混凝土澆筑時(shí)間，但受輸送半徑及現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地制約太大，另外施工成本高，不予采用。

拖式泵車具有汽車泵靈活的特點(diǎn)，通過(guò)布置輸送泵管可以將混凝土輸送到任意地點(diǎn)，受施工場(chǎng)地制約小，而且該工程混凝土澆筑方量集中，可以通過(guò)將泵車放置在混凝土拌和站下，并設(shè)置主輸送管道，省去混凝土運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提高了工效。布料桿配套設(shè)施過(guò)于繁雜，安裝不便，在綜合考慮工期要求及經(jīng)濟(jì)性的情況下，不予采用。綜合考慮，該項(xiàng)目每側(cè)錨碇各采用2臺(tái)拖式泵車進(jìn)行施工。

4　錨碇大體積混凝土設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）設(shè)計(jì)依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2000）假定混凝土容重為2400（kg/m3）。對(duì)有防水抗?jié)B要求的混凝土提高0.2MPa設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算得1m3C30 P10混凝土材料用量為：C（水泥）=280（kg/m3）；W（水）=（175kg/m3）；F（煤灰）=70（kg/m3）；K（礦粉）=50（kg/m3）；S（砂）=753（kg/m3）；G（碎石）=1050（kg/m3）；A（外加劑）=5.8（kg/m3）；SY-G=28（kg/m3）；綪纖維=1（kg/m3）。1m3C40 P10混凝土材料用量為：C（水泥）=320（kg/m3）；W（水）=（165kg/m3）；F（煤灰）=60（kg/m3）；K（礦粉）=60（kg/m3）；S（砂）=733（kg/m3）；G（碎石）=1040（kg/m3）；A（外加劑）=6.6（kg/m3）；SY-G=32（kg/m3）；綪纖維=1（kg/m3）。

（2）混凝土溫度驗(yàn)算。假若底板周邊沒有任何散熱和熱損失條件，水化熱全部轉(zhuǎn)化成溫升后的溫度值，混凝土在3～3.5d的水化熱為峰值，則取3d混凝土溫度。計(jì)算參數(shù)：水泥為P.Ⅱ42.5；混凝土澆筑溫度按27℃（計(jì)算值）考慮。實(shí)際入模溫度按23℃考慮（必要時(shí)加入冰塊降低水溫）。對(duì)加入膨脹劑及大體積混凝土采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)?；炷林行臏囟扰c表面溫度的差值不應(yīng)大于25℃，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不應(yīng)大于25℃。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14d。通過(guò)混凝土溫度計(jì)算所產(chǎn)生的溫差均小于25℃，滿足控制溫升應(yīng)力開裂。

（3）試配及施工配合比確定。通過(guò)以上計(jì)算配合比調(diào)整水灰比進(jìn)行試配，在最大水灰比時(shí)抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能試驗(yàn)均能滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比和施工中的氣候情況及養(yǎng)護(hù)方案，在混凝土內(nèi)預(yù)埋16個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)（深度分別為1.8m、1.5m、1.0m和0.5m），采用專用溫度計(jì)監(jiān)測(cè)，超過(guò)規(guī)定值時(shí)立即采取保溫措施。為了掌握混凝土內(nèi)部的實(shí)際最高溫升值及混凝土中心至表面的溫度梯度，以便對(duì)表面的保溫措施加以調(diào)整，必要時(shí)用電熱毯加熱。保證混凝土內(nèi)部梯度及混凝土表面溫差小于25℃，因此應(yīng)加強(qiáng)混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)工作。

混凝土澆筑后有一個(gè)升溫至降溫過(guò)程，降溫至大氣溫度的過(guò)程比較緩慢。為此，測(cè)溫從混凝土澆筑后24h開始，升溫階段每2h測(cè)一次，降溫階段每2h測(cè)一次；根據(jù)溫度變化情況3～5d后，每8h測(cè)一次；7～10d后，每天測(cè)一次；當(dāng)內(nèi)部溫度基本穩(wěn)定且與最低大氣溫度差小于25℃時(shí)，整個(gè)監(jiān)測(cè)階段告一段落。現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行整理分析，并輸出每次每個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫升值和各測(cè)位中心測(cè)點(diǎn)與表層測(cè)點(diǎn)的溫差值，作為研究調(diào)整和控溫措施的依據(jù)。由于底板混凝土較厚，混凝土澆筑后內(nèi)部溫度較高，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

當(dāng)通過(guò)測(cè)溫混凝土內(nèi)部的溫度超過(guò)57.69℃時(shí)，發(fā)出警報(bào)，加強(qiáng)保溫。若溫差滿足不了要求，要進(jìn)行保溫加熱，使混凝土內(nèi)外溫度差保證在25℃以內(nèi)。

5　混凝土澆筑

5.1泵管布置

該工程配置90型和50型拌和站各1套，混凝土生產(chǎn)能力滿足混凝土分層要求。2套拌和站下各安放1臺(tái)HBT8013-90ES型混凝土輸送泵，然后安布泵管通向錨碇。在僅有2個(gè)混凝土泵入點(diǎn)的情況下，澆筑面積過(guò)大帶來(lái)的弊病就體現(xiàn)出來(lái)了。關(guān)于混凝土泵入點(diǎn)的確定，采用平均法計(jì)算得出泵管間距及泵管到模板間距，受地形限制，泵管只能從21m邊的方向接入錨碇分區(qū)。為解決這一問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整布管方案，在實(shí)際施工中，采用從一角開始兩管配合，混凝土分層澆筑厚度控制在50cm左右，大面斜向分層，縮短了混凝土澆筑時(shí)間，有效地提高了混凝土澆筑質(zhì)量，避免了冷縫出現(xiàn)。

5.2混凝土振搗

在混凝土分層澆筑過(guò)程中，采用50型插入式振搗棒進(jìn)行振搗，按照澆筑面積配置8～10臺(tái)。在使用過(guò)程中，振搗棒的移動(dòng)間距不超過(guò)其作業(yè)半徑的1.5倍，具體保持在30～50cm；與側(cè)模保持在5～10cm的距離；在振搗時(shí)嚴(yán)格保證插入下層混凝土5～ 10cm；每振搗完一處后，邊振動(dòng)邊徐徐提出振搗棒；避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。對(duì)每一振搗部位，嚴(yán)格保證振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止。區(qū)別密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。

6　結(jié)束語(yǔ)

溫度監(jiān)測(cè)和觀測(cè)表明：①錨錠底板平均最高峰值達(dá)到58.0℃，最大內(nèi)表溫差24.3℃小于規(guī)范值25℃，而且降溫速率緩慢，阻止了溫度裂縫的產(chǎn)生。②摻有活性粉煤灰和礦粉的混凝土各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)越，混凝土工作性能良好。③基于混凝土材料考慮，用大摻量粉煤灰和礦粉替代部分水泥，降低混凝土配合比中水泥用量，控制大體積混凝土放熱源頭，有效地削減早期混凝土內(nèi)部出現(xiàn)的最高溫度峰值。錨錠底板未出現(xiàn)溫度裂縫，滿足工程設(shè)計(jì)要求。

[1]戴鎮(zhèn)潮.大體積混凝土的防裂[J].混凝土，2001（9）：31～33.

[2]覃維祖.混凝土的收縮、開裂及其評(píng)價(jià)與防治[J].混凝土，2001（7）：76～ 77.

[3]王志永.淺談大體積混凝土施工技術(shù)的分析[J].科學(xué)之友，2010（27）：21～23.

TU71

A

1673-0038（2015）07-0041-02

2015-1-22

羅熹（1982-），男，工程師，碩士，主要從事市政工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工管理與協(xié)調(diào)工作，作為業(yè)主代表參與了柳州市多座跨江大橋及市政道路的建設(shè)。