重力式锚碇大体积混凝土施工

1四渡河特大桥重力式锚碇大体积砼施工组织设计一、工程概况1、结构及工程量介绍四渡河特大桥，其跨径布置为：900+5×40米，主跨为900米的钢桁架悬索桥。恩施岸锚碇采用重力式锚碇，宜昌岸为隧道式锚碇。恩施岸重力式锚碇锚碇前面开挖成锯齿形，并对底部基坑进行加固，锚碇前侧底部设底座，与后部锚体、侧面鞍室形成闭合体系。闭合体系中部下部充填20号混凝土，顶部充填15号碾压混凝土。鞍室顶板采用45cm厚1.54m宽实心板，板顶现浇层厚14cm，采用40号聚丙烯合成单丝纤维混凝土，聚丙烯合成网状纤维掺量1.35kg/m3。按照设计图，恩施岸重力式锚碇最大的开挖尺寸大约为：65.363米（纵向）×69.336(横桥向)×45米（高），其主要混凝土工程量见表1所示，恩施岸重力式锚碇的三维图如图1所示。锚碇混凝土工程数量汇总表表1项目单位数量使用部位备注C20喷射砼m3700边坡C25放水砼m3228放水层C30混凝土m328937底座、墙体、台帽、盖板、鞍部、后浇段、锚体、后锚室C40混凝土m31498锚体同意改成C30C30微膨胀水泥砂浆m324边坡及基地加固C20混凝土m36659锚前、锚后及锚体中间回填C15碾压混凝土m317874C20封闭混凝土m380后浇段封闭基坑封闭7.5号砂浆m3120基坑封闭、前锚台阶封闭2图1恩施岸重力式锚碇三维图2、当地气候桥址处气候属亚热带大陆性夏热潮湿气候区，光照充足，降水充沛，严寒期短，雾多湿重，最大相对湿度超过85%，区域降雨量大，多年平均降水1084.1mm，多集中于四至八月份。年平均气温17.4℃，极端最高气温41.6℃，极端最低气温-15.2℃。同时，通过一年左右了解，该地区还存在着昼夜温差大，雨雪天气后降温大等特点。二、重力式锚碇大体积砼施工要点重力式锚碇大体积砼施工工序主要有基底加固、锚塞体混凝土浇注、鞍部基础混凝土浇注施工。基底加固是重力式锚碇混凝土施工的序幕，万事开头难，做好此项工作将为今后的施工提供良好的条件。鞍部基础及锚塞体均为大体积混凝土施工，混凝土内部的温度应力将是一个很关键的问题，这是重力式锚碇施工质量控制的要点，首先要从混凝土的配合比方面入手，然后再从混凝土的浇注厚度、浇注方量及养护等方面进行保护，大体积砼施工同时关系到混凝土生产、浇注时间等问题。因此在大体3积砼施工中要做好的砼生产的相关组织管理；从总体来讲，重力式锚碇的施工要点有：①、在基坑清理完毕后，针对后浇段基底用C20的混凝土进行封闭，封闭混凝土厚度保证在8.0cm以上；前锚面台阶、部分基坑用厚5cm的C7.5砂浆进行封闭，封闭的目的是保护围岩和找平，混凝土浇注前可清除封闭层，以增大基底摩阻系数。②、鞍部基础、锚塞体混凝土分块分层的最大浇注方量为1133.8m3，最大浇注厚度为2.6米，最大浇注面积440.0m2；从生产方面来看，我部目前拥有90m3/h拌和站、60m3/h拌和站，两个混凝土站的平均每小时的生产能力达到100～120m3/h，因此鞍部基础、锚塞体每层的浇注时间控制在12个小时之内，出现一些异常情况可将浇注时间控制在18小时之内。③、按大体积砼的特点，应降低水泥的水化热，减少水泥用量，从而降低砼内部最高温度，使砼内外温差值减少，防止砼因温度应力而开裂，水泥选用三峡水泥厂生产的低热矿渣硅酸盐32.5水泥。④、锚碇大体积混凝土施工期间安排在2005年6、7、8、9等月份，正处于雨季，同时气温也比较高，因此做好排水设需及准备好冷却物资、设备；⑤、准备3台高压混凝土泵，一台备用泵，共4台泵车，其中有3台每小时能泵送60m3，另外一台每小时泵送80m3，2台60m3/h泵车布置在90m3/h拌和楼处，1台80m3/h泵车布置在60m3/h拌和楼处。⑥、为了能够满足现场钢筋安装、模板安装、砼输送泵管的安装及定位钢支架的安装，共设置了两台塔吊，靠大里程方向的塔吊为150t.m，小里程侧的塔吊为125t.m。⑦、重力式锚碇鞍部基础、锚塞体采用冷却水进行养护和降温，利用循环水池2作为冷却水管的进水口，在锚碇通道处修建一个循环水池1，在夏天如循环水池1中的水温过高，则采用加冰块等措施进行降温，然后再将水池中抽入循环水池2中。⑧、排水设需：由于锚碇施工正处于雨季，因此要做好防排水设需，在锚碇开挖的碎落台上设置一个截水沟，将水引入出渣通道的集水井进行排出；另外在锚塞体纵向的后浇段处设置一个深80cm的集水井，并配置1～2台75Kw以上泥浆泵；为了便于清除锚碇上凿毛的碎渣，在浇注混凝土层上设置一个2％坡度，向后锚室倾斜。⑨、考虑到现有的施工安全，在碎落台上的截水沟为深挖沟，需要用爆破进行施工，而锚碇现在进行清理；爆破安全将影响清理的进度，同时控制不好也影响到边坡围岩，综合考虑，截水沟我部将采用桨砌片石进行砌筑。4⑩、因此随着浇注层次的增多，在出渣通道侧、锚碇路线左侧都要用碎石填起来（要注浆硬化），通道侧的填高主要满足内高外低，有利于通道的排水就不需要填。三、重力式锚碇大体积砼施工方案重力式锚碇大体积砼施工包括了基底锚干施工、钢筋加工、定位钢支架的制作及安装、预应力管道的制作及安装、大体积砼施工等。1、施工生产场地的布置施工生产场地在整个湖北沪蓉西线上都存在场地狭小的特点，四渡河特大桥是一座大型的桥梁，锚碇、索塔的施工都需要大的场地。恩施岸重力式锚碇的施工场地主要设置了：定位钢支架、钢筋加工场、90m3/h拌和站、60m3/h拌和站、塔吊、循环水池1、循环水池2等场地。具体场地布置见图2。2、重力式锚碇大体积砼施工流程图重力式锚碇大体积砼施工流程主要根据现有模板的数量、混凝土生产能力、现有的工程进度来确定工艺流程。为了考虑到模板的周转、今后鞍部基础的施工方便，我部决定先施工底座钢筋及混凝土；在施工底座钢筋混凝土的同时，清理鞍部基础的台阶及基底锚干施工。鞍部基础、锚塞体钢筋及混凝土同步进行浇注，整个重力式锚碇大体积砼施工流程图见图3。3、气候资料调查本桥址在湖北巴东县野三关镇上，该地区海拔高，昼夜温差大，这对混凝土的浇注和养护很不利。要使混凝土不开裂，必须确定浇注入模温度，入模温度根据施工间气温进行计算得出。目前野三关镇没有建立相应的气象站，收集不到本地真实的气温资料。所以我部从巴东县气象局索取了利用野三关5年内的旬平均气温、旬最高温度、旬最底温度、旬最高昼夜温差。这些资料是利用巴东县城的气温资料，在根据地形、高差等推算出野三关的气温。气温资料见表2，但与今年实际测定的气温有出入，只能作为温控计算的参考资料，在施工过程中，要根据实际温度进行调整相关控制参5数。6基底锚干施工鞍部基础钢筋分节帮扎鞍部基础模板分层安装鞍部基础砼分层浇注锚塞体钢筋分节帮扎锚塞体模板分层安装锚塞体砼分层浇注锚固系统定位钢支架分节安装锚固系统预应力钢管安装预应力张拉底座钢筋分节帮扎底座模板分层安装底座砼分层浇注鞍部基础后浇段钢筋分层安装鞍部基础砼分层浇注隔墙钢筋分层帮扎施工准备隔墙模板分层安装隔墙砼分层浇注锚塞体后浇段钢筋帮扎锚塞体后浇段模板安装锚塞体后浇段砼浇注图3重力式锚碇大体积施工流程图野三关镇5年内气温表表2月份旬平均气温（℃）旬最高气温（℃）旬最低气温（℃）备注1月上旬2.15.8-0.6中旬2.36.1-0.3下旬1.25.1-1.72月上旬2.87.3-0.6中旬5.19.51.87下旬5.28.82.83月上旬6.311.32.2中旬8.614.14.5下旬1116.86.54月上旬12.818.78.5中旬13.620.08.6下旬13.218.29.65月上旬15.420.811.5中旬18.323.413下旬17.622.813.86月上旬19.124.215.4中旬20.526.116.2下旬22.127.618.37月上旬22.428.118.3中旬23.029.118.0下旬24.230.119.68月上旬23.629.119.3中旬20.925.517.5下旬2227.417.99月上旬19.624.516中旬19.125.115.1下旬17.622.513.910月上旬15.219.911.4中旬12.817.09.8下旬11.615.88.711月上旬10.215.56.6中旬7.110.94.3下旬6.210.43.3812月上旬4.57.42.2中旬3.26.50.7下旬2.24.8-0.44、混凝土配合比设计情况采用“双掺”技术、优化配合比是降低混凝土内部水化热绝对温升，防止出现温度裂缝的重要途径。通过大量试验研究，掺入Ⅱ级以上粉煤灰可以在保证混凝土强度的条件下降低水化热强度，推迟水化高峰出现时间，有效避免相邻层混凝土不利温升组合。大体积砼配合比主要从粉煤灰掺量、锚体C30配合比设计、锚体C40砼的配合比设计及后浇段配合比设计，所有大体积砼的配合比的初凝时间在18小时以上。（1）、粉煤灰掺量对水化热的影响粉煤灰掺量可以降低砼中水化热，通过一定量的试验，我部测定粉煤灰掺量在各种水泥中水化热峰值的情况见表3中的内容。粉煤灰掺量对水化热的影响表3水泥类型(葛洲坝水泥厂)各种龄期产生的热量(KJ/Kg)粉煤灰掺量（％）1d3d7d42.5Ps189249272042.5Ps1752282531042.5Ps1522012282032.5Ps176220241032.5Ps1381771892032.5Ps1201681813032.5PsLH128176206032.5PsLH1121531832032.5PsLH9814316930注：试验所用的水泥均为葛洲坝水泥厂生产的矿渣硅酸盐水泥（Ps）和低热矿渣硅酸盐水泥（PsLH），粉煤灰为襄樊电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。（2）、C30大体积砼配合比的设计在满足强度设计及水化热峰值的前提下，我部锚体C30配合比原材料来源：9水泥——葛洲坝水泥厂生产的低热矿渣硅酸盐32.5水泥；砂——机制砂，使用附近一通石料场生产的机制砂；碎石——使用本工地自产的碎石；外加剂——浩源外加剂厂生产的FDN—9000；粉煤灰——采用襄樊天建公司生产的Ⅰ级粉煤灰。C30大体积砼每立方砼的材料用量（kg/m3）表4水泥砂石水外加剂粉煤灰29272910991484.12120试配情况：气温250C，坍落度18.5cm，7天强度为27.1Mpa,28天强度为45.7Mpa,砼的含砂率比较多，混凝土的粘聚性、保水性能都良好。（3）、后浇段砼配合比的设计由于混凝土具有一定的干缩性，后浇段混凝土直接将平面上的分块连接为一个整体。混凝土的干缩应力引起混凝土变形，严重的将产生干缩裂缝，为了防止后浇段与锚块、鞍部基础出现干缩裂缝，我部在后浇段使用微膨胀混凝土浇注。目前，我部对后浇段的配合比还没有进行设计，这此就不进行阐述。5、测量控制方案锚碇施工控制网是根据业主提供的GPS点进行加密而成的。由于锚碇施工测量要考虑精密地控制两条主缆的位置，因此加密控制点在每根主缆中心线上各设置了两点，通过严密平差确定了各加密点地平面坐标，共加设5个控制点，其中有两个分布在左侧主缆轴线上，分别布置在底座顶面和路基上，右侧两个控制点同样布置在右侧1605CA主缆中心线主缆中心线EDB路基160210图4重力式锚碇测量控制点布置图主缆轴线上，位置与右侧相同，另外一个布置在鞍部基础的桥轴线，具体如图4所示。具体操作方法：以1602点为站点，后视1605点，然后进行A、B、C、D、E等转点的放样；然后，利用所转的点后视1602点或1605点，进行校核转点的坐标。大桥的主缆在散索鞍中心点上，将主缆的索股按一定的技术要求扩散到每个槽口上，槽口的中心点坐标是按锚固系统坐标在设计文件中给出的，可根据坐标系的旋转计算公式，换算成大桥坐标系的坐标。后锚面上锚具中心的坐标同样是由设计文件中获得并进行换算得到的。锚碇混凝土施工测量主要控制各个前后锚面索股锚固槽口的位置。为了保证锚下垫板的安装精度要求，锚下垫板的测量：用测量仪器初步确定锚下垫板四个角的的位置并用型钢固定，在预应力管道安装完成后，在检测一下各个锚下垫板、管道的中心线。前锚面位一倾斜平面，