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纤维及膨胀剂对混凝土性能的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-09-13  浏览次数:69
核心提示:1 工程概况某电厂工程泵房沉箱共有3个, 沉箱尺寸为:19.2m30.1m10.6m(图1)。单个沉箱混凝土预制量1920m3, 单个质量约5000t。混凝
 1 工程概况
某电厂工程泵房沉箱共有3个, 沉箱尺寸为:
19.2m×30.1m×10.6m(图1)。单个沉箱混凝土预
制量1920m3
, 单个质量约5000t。混凝土抗渗等
级S8、强度等级C40。砼中添加WK-2聚丙烯纤
维0.7kg/m3。为提高砼的耐久性及抗裂防腐性,
砼中掺加7%~8%复合型膨胀剂( ZY) 。
沉箱要求在码头后方预制, 预制完成后通过
气囊出运上半潜驳拖运到安装地点进行安装。
沉箱平面图如下:
2 沉箱预制方案着重考虑的几个问题
预制、出运5000t沉箱目前在国内尚属首创,
没有现成的施工经验可以参照。本工程沉箱重量
大、构件尺寸大、内部构造复杂、质量要求和技
术含量高, 并且沉箱有较高抗渗要求, 中间不允
许留施工缝, 混凝土施工必须一次浇注到顶。针
对以上特点, 在编制预制施工方案时主要考虑、
着重解决以下几个重难点:
1) 钢筋一次绑扎到顶, 绑扎架立和连接的问题;
2) 模板用整体钢模板, 分二层拼装到顶, 施
工过程中的制作和安装精度以及支撑固定的问题;
3) 混凝土一次浇注时所要求的施工准备、浇
注工艺、顺序和质量控制的问题。
3 主要施工方法[1-4]
3.1 模板工程
模板工程作为本工程三大分项工程之一, 模
板体系及施工方法选用情况对工程的影响是至关
IntegralPrecastingof5000t Caissons
XUZhi-yu
1
,CHENShao-wen
2
(1.GuangdongGoldEastSeaEngineeringCompany,Shenzhen518001,China;
2.GuangdongGoldEastSeaGroupLtd.,Shantou515041,China)
Abstract: Pumphouseofpowerplant adopts5000t caissons, originatingtheprecastingandlaunchingofso
large-scaledcaissonsinChina.Theconstructionmeasuresofsuchcaissonsandmattersofattentionarepresented.
Keywords: 5000tcaisson;integral;construction
收稿日期: 2007-04-10
作者简介: 许志宇(1981—), 男, 助理工程师, 从事港口与航道工程施工技术管理工作。
5000t沉箱整体预制施工
许志宇1
, 陈绍文2
( 1.广东金东海集团工程公司, 广东深圳518001; 2.广东金东海集团有限公司, 广东汕头515041)
摘 要: 电厂泵房采用5000t沉箱, 如此大型的沉箱预制、出运在国内为首创。介绍沉箱的施工方法及注意事项。
关键词: 沉箱; 整体; 施工
中图分类号:TU753 文献标志码:B 文章编号:1002-4972(2007)10-0084-05
图1 沉箱平面图
2007年10月
第10期 总第408期
Oct. 2007
No. 10 Serial No. 408
水运工程
Port &WaterwayEngineering
· · · · · · 第10期
重要的。本工程单个箱体所需模板量较大, 工期
较紧, 模板工程是影响整个工程进度的关键因素。
3.1.1 模板型式
内、外模均采用框架整体大模板, 内、外模
通过对拉螺栓联系固定。
进水口模板采用独立框架结构。
3.1.2 沉箱模板分层
沉箱短边( 19.2m) 方向外钢模分2层设计及
安装, 底层高度5.30m, 第2层高度5.3m; 沉箱
长边( 30.1m) 方向前壁外钢模分2层设计及安
装, 每层高5.3m; 后壁外模分3层, 底层高度
3.1m, 第二层高度4.5m, 顶层高度3.0m。内钢
模分3层设计, 分别为2m、4.5m、3.0m。
3.1.3 模板结构
沉箱的内外模板采用钢模板。钢模板分块尺
寸根据沉箱的具体尺寸及起重能力决定, 详见模
板分块示意图( 图2) 。钢模板结构层组成, 面
板采用45mm钢板, 竖向∠63×5角钢及横向4mm
厚肋板; 面板上为横向[ 8槽钢, 槽钢后面为桁
架, 桁架用槽钢焊接组合, 每隔间距为700mm。
3.1.4 支撑固定系统
3.1.4.1 垂直方向
1) 外模板: 30.1m方向外钢模直接立于底胎
模钢筋混凝土上, 由工字钢承重。19.2m方向由
于没有工字钢可承重, 所以在底胎模里制作支撑
台座, 采用混凝土或槽钢凳。
2) 内模板: 由于沉箱混凝土有抗渗要求, 所
以不能采用传统的混凝土支墩办法支撑模板, 现
采用2层28钢筋凳做支撑, 支撑凳上下采用混
凝土垫块, 保证混凝土的抗渗要求。28钢筋凳
支撑示意图如下:
3.1.4.2 水平方向
1) 外模板:
①30.1m方向底部固定, 把模板桁架与底胎模
Ⅰ32工字钢进行焊接, 限制模板水平方向的移动。
②19.2m方向底部固定, 原则上同上述方法
一样, 但由于有的工字钢与模板桁架不在同一位
置, 必须采取辅助措施。具体方法如下:
在底胎模外码头上钻口埋 28钢筋二排, 二
排钢筋用斜筋连成桁架, 作为模板支撑点, 支撑
点间距定为700mm模板通过[ 8槽钢连在支撑点
上, 如图4。
2) 内模板: 内模板水平支撑用每片内模的独
立框架。
3) 内外模之间的固定: 内、外模之间通过设
置的模板安装限位钢筋进行对顶, 采用圆台镙母
进行对拉, 从而固定内、外模并达到保证内外模
的间距。
模板安装限位钢筋作法与内模钢筋支撑凳相同。
3.2 钢筋工程
在5000t 的沉箱预制施工中钢筋工程采用一
次绑扎到顶的施工工艺, 由于结构复杂、高度大、
图2 沉箱模板图
图4 模板水平方向支撑
图3 模板垂直方向支撑
× ×
× ×
许志宇, 陈绍文: 5000t沉箱整体预制施工 85
2007年水 运 工 程 · · 2007年水 运 工 程 · · 2007年水 运 工 程 钢筋数量多, 因此具有一定的施工难度。
3.2.1 底板钢筋绑扎
底板钢筋先于外模支立进行。
3.2.2 墙体钢筋绑扎
绑扎顺序: 钢筋框架→隔墙→外墙
1) 钢筋框架: 墙体钢筋由于墙体太高, 达
10.6 m, 钢筋绑扎难度较大, 同时要考虑钢筋的固
定, 采用先绑钢筋框架, 利用钢筋框架作为钢筋
绑扎定位及固定, 具体作法如下:
在墙体交接处及墙体每6 m处, 墙体内外2
层6根纵向钢筋先绑扎, 用8箍筋和18斜筋绑
成钢筋柱, 在高度每隔5 m处水平方向用同样方
法绑钢筋梁, 连成框架( 图5, 6) 。
2)钢筋绑扎及加固: 通过在钢筋框架上定出
钢筋的位置, 逐条进行绑扎固定。
钢筋绑扎一定数量后及时绑扎剪刀撑钢筋进
行加固连片, 剪刀撑钢筋连续到顶, 与主筋采用
全绑, 局部电焊, 增强钢筋整体性。
在钢筋绑到5 m及10 m处用16钢丝绳将外
侧钢筋笼与地坪的地锚上连接并收紧, 防止钢筋
笼倾倒。注意钢丝绳与地面角度不可小于30°。
3.2.3 预埋件安装
本沉箱结构复杂、预埋件和预留孔洞较多,
为此安排专人负责此项工作, 在钢筋绑扎和模板
安装时随时跟进预埋件的安放工作。做到每一个
预埋件安放位置准确, 固定牢靠, 不会因为混凝
土浇注而移位。
尽管沉箱构造复杂、体积庞大, 钢筋数量较
多, 还是以较快的进度、较高的质量, 做到了钢
筋骨架一次成型。
3.3 砼工程
本工程沉箱, 特别是泵房沉箱, 兼备体积大
及孔多、预留钢筋、预埋件多的特点, 因此配制
的混凝土不仅要达到其抗压强度, 而且要满足抗
裂、抗渗、耐久性能等方面要求, 并要和易性好,
便于施工。
3.3.1 砼配合比设计
1) 混凝土初凝时间的确定: 底板每上升50 cm,
一 层 的 混 凝 土 量 为289 m
3
, 2台 泵 车 的 工 效 以
121 m
3
/h 计, 则所需要的时间为2.46 h, 考虑其他
因素及缓凝剂作用的影响, 混凝土初凝时间定为
3.0 h。
2)砼配合比设计应满足的要求:
①设计要求: 抗渗等级S8, 强度等级C40;
②施工要求: 塌落度为160~180 mm( 泵送) 、
每立方混凝土水泥用量不超过400 kg, 最大水灰
比0.50~0.55。
3)外加剂的作用
①WK- 2聚丙烯纤维: 0.7 kg/m
3
;
②复合型膨胀剂( ZY) : 7%~8%;
③高效缓凝减水剂: 3%。
3.3.2 砼供应
本工程采用商品砼, 由深圳港龙砼公司提供,
砼由2套生产能力为150 m
3的搅拌设备拌制, 27
辆9 m
3砼拌和车运输, 现场设2台砼泵车。
3.3.3 混凝土浇注工艺
1) 混凝土浇注分层分区: 混凝土浇注在立面
上分层, 每层高度35~50 cm, 平面上根据沉箱内
格仓布置, 进行分排分格, 以沉箱轴线为界, 分
为2个浇注工作区, 每个区由1台混凝土布料杆
布料。分区示意见图7。
图7 混凝土浇注分区示意
86
· · · · · · 第10期
沉箱底板由于其平面尺寸较大, 厚度达1.10m,
本次浇注厚度0.5m, 浇注时应采用台阶法推进;
浇注方向为垂直于沉箱轴线方向, 即由两侧墙体
对称地向中间浇注。
①底板: 原则上由外墙部分连续向内浇筑
( 图7) 。
②墙体: 由外墙向隔墙( 图8) 浇注。
2) 混凝土下料高度控制: 按规定混凝土下料
倾落高度不能大于2m, 否则混凝土会产生离析。
由于泵房沉箱外墙体宽度较大( 外侧墙厚度为
110cm) , 考虑布料杆可直接插入墙体下料, 就可
满足混凝土倾落高度不超过2m的规定。
3) 混凝土浇注速度: 以混凝土初凝时间3h
计算, 底板混凝土台阶推进长度为沉箱总宽的一
半计算, 其混凝土所需供应最大速度约120m3
/h
左右; 沉箱墙体混凝土浇注速度,考虑到模板及其
支撑承受的侧压力方面的影响, 以每小时上升1
层( 每层厚度约50cm) 计算, 其混凝土所需供应
速度约50m3
/h。
3.3.4 混凝土浇注速度度计算
本次一个沉箱浇注量达1920m3
, 浇注时间
长, 如何控制混凝土浇注速度是很重要的。
混凝土拌制、运输及浇注速度:
1) 混凝土搅拌站供应能力测算。
混凝土搅拌站每小时搅拌量300m3
, 实际出
料按250m3计算; 每车次平均8m3
, 共需238车。
混凝土泵车效率110m3
/h, 2台泵车110m3
/h×
2=220m3
/h, 底板浇注按工效55%计算, 220m3
/h×
0.55=121m3
/h, 墙浇注按工效25%计算, 220m3
/h×
0.25=55 m3
/h, 浇注强度均小于搅拌站供应量
250m3
, 同时大于理论要求浇注速度。
2) 底板浇注速度计算。
底板每0.5m高度混凝土量为298.56m3
, 浇注
1层底板需要时间为2.46h, 小于混凝土初凝时间
3.0h。
3) 外、侧、隔墙浇注速度计算。
底板以上外、侧、隔墙每0.5m高混凝土量
85m3
, 50m3
/h×2h=100m3
>( 85m3
) , 即2h可以浇
注1层混凝土, 浇注速度能满足混凝土凝结时间。
4) 混凝土搅拌站运料车。
每台运输车容量V1=9m3
, 车平均行驶速度
S0=50km/h, 往返距离L1=24km, 每台运输车总计
停歇时间T1=20min, N1=Q1/(60V1) (60L1/S0+T1)
=7.23( 台) , 即需要运料车8台, 按三班倒需投
入27台, 其中3台备用。
3.3.5 混凝土振捣
采用加长型插入式振捣棒捣振; 捣振时应与
混凝土浇注分层相应, 分层分区振捣; 振捣方法
是快速插入, 缓慢提起, 上下抽动, 每次振动时
间20~30s, 振动点按梅花形布置, 间距约0.3m。
插入式振捣器振捣顺序从近模板处开始, 先外后
内, 移动间距不应大于振捣器有效半径的1.5倍,
作用半径采用250~300mm。振捣器至模板的距离
不应大于振捣器的有效半径的1/2, 本工程不大于
150, 并应尽量避免碰撞钢筋、模板、芯管、吊
环、预埋件等。振捣器应插入下层混凝土中不少
于50mm。由于本次浇注砼面积大, 为防漏振,
振捣时采用定人定点, 特别注意分区交接点防止
漏振或过振。
3.3.6 混凝土养护
混凝土浇注完成后, 及早( 终凝后) 洒水养
护, 墙顶暴露部分采用麻袋覆盖。沉箱顶布设洒
水管, 由专人负责洒水养护, 保持湿润; 混凝土
养护时间应符合规范和设计规定, 本工程不少于
14d。
按规范规定连续浇注厚大结构时, 砼抗压强
度试块每100m3取1组, 不足100m3 者也应取1
组; 抗渗试件6个1组。
3.3.7 注意事项
1) 混凝土供应的连续性。
2) 混凝土浇筑指挥人员与泵车操作人员的配
图8 浇注顺序
许志宇, 陈绍文: 5000t沉箱整体预制施工 87
2007年 水 运 工 程 · · · · 2007年 水 运 工 程 · · 2007年 水 运 工 程
表2 人员配备
序号 工 种 人 数 备 注
1 管理人员 34 三班作业
2 砼下料工 20 三班作业
3 木工 6 三班作业
4 钢筋工 6 三班作业
5 杂工 16 三班作业
6 电工 9 三班作业
7 砼振捣工 50 三班作业
8 振捣协助工 50 三班作业
9 汽车司机 6 三班作业
10 后勤人员 8 三班作业
合。
3) 混凝土下料的分层控制, 下料均匀及浇筑
方向明确。
4) 混凝土振捣防止漏振或过振, 特别注意分
区交接处的振捣。
5) 模板、钢筋浇筑前检查。
6) 浇筑前的所有准备工作( 人员、机具、照明) 。
7) 天气及供电的资料收集。
4 砼浇注管理细则
4.1 布置
浇筑砼分两个工作面, 第一工作面在码头边
1
#泵车, 第二工作面在沉箱尾2
#泵车。备用泵车
现场待命。工作人员分3班施工。
4.2 浇筑过程细则
4.2.1 联络与观测
1) 与搅拌站人员保持移动电话联系。
2) 沿路引导砼运输车。
3) 与沉箱顶上相应管理人员对讲机联系。
4) 适时观测检查内木模情况。
5) 监控在砼浇筑过程中, 沉箱四面垂直度变
形情况, 做好测量记录, 如发现变形量偏大, 要
及时反映给总指挥。
4.2.2 搅拌站出料控制
派专人按合同不定时抽检泵车重量及各项技
术参数。记录抽检的车号、总重、皮重, 判断与
配合比容度是否有偏差, 并做好记录。
4.2.3 砼浇筑
1) 在砼浇筑前清洗被油污染的钢筋, 清理底
部的残渣;
2) 严格控制下灰厚度在50cm以内;
3) 在振捣时, 振捣的持续时间应能保证砼获
得足够的振实程度;
4) 振动棒移动距离不应大于20cm×1.5倍=
30cm;
5) 在振捣过程中应掌握振捣棒垂直入灰, 振
捣过程中振捣棒严禁碰振钢筋。
6) 振动棒上做好深度记号, 以免振捣器扦入
下层砼深度过大或偏小, 而影响下层砼质量, 与
上、下层联结段砼密实度。
7) 浇筑沉箱砼顶段时, 应采用二次振捣及二
次抹面, 如有泌水现象, 应予排除。
4.2.4 砼输送管
砼浇筑过程中砼输送管的搬运要严格按现场
指挥员指令执行, 确保快速、准确。
5 施工机具及人员组织
5.1 主要机械设备
5.2 人员配置
共配205人( 表2) 。
6 结语
5000t 级沉箱预制属国内首创, 在无施工经
验条件下, 作到精细施工安排, 合理施工组织,
保证沉箱施工安全和质量要求。
参考文献:
[1] JTJ221-98. 港口工程质量检验评定标准[S].
[2] JTJ290-98. 重力式码头设计与施工规范[S].
[3] JTJ270-98. 水运工程混凝土试验规程[S].
[4] JTJ268-96. 水运工程混凝土施工规范[S].
序号 名称 规格 数量 备注
1 混凝土泵车 45m 2
2 塔吊 125t·m 1
3 门吊 20t 1
4
5
汽车吊
砼搅拌车
25t
9m3
1
27 3台备用
表1 主要机械设备
88
 
 
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