承台施工方案.docx
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承台施工方案
目录
1、工程概况2
2、承台施工工艺流程2
3、基坑开挖与垫层制作2
4、钢筋安装4
5、模板安装5
5.1模板总体布置5
5.2模板荷载计算5
5.3对拉螺栓间距和直径的选定6
5.4模板及围楞验算6
5.5模板施工7
6、混凝土浇筑8
6.1混凝土施工裂缝控制8
6.2混凝土泵车和搅拌运输车数量10
6.3混凝土浇筑方法10
7、基坑回填11
7.1基坑回填条件11
7.2基坑填筑方法11
8、质量、进度保证措施11
8.1质量检测11
8.2质量保证措施12
8.3进度保证措施12
9、安全保证措施12
10、文明施工与环境保护13
承台施工方案
1、工程概况
本工程为矩形承台,承台尺寸不一,主线高架8.2×8.2×2.5m承台75个,10×10×3.5m承台4个,Pm349、Pm404辅墩4.5×4.5×2.0m承台3个,其他辅墩5.2×2.2×2.0m承台14个,主线高架承台共计96个。
2对匝道4.5×4.5×2.0m承台26个,匝道桥台4个。
承台采用C30砼,桥台采用C40砼。
跨宏兴路和跨源兴路变截面箱梁4个中墩承台基坑开挖深度为4.8m,其他承台基坑开挖深度均为3~4m。
2、承台施工工艺流程
图1承台施工工艺流程图
3、基坑开挖与垫层制作
开挖深度在4m以下源兴路以北的承台采用直接放坡开挖施工,见《承台放坡施工示意图》。
钻孔桩施工完毕后,基坑采用放坡开挖,工作面宽度为0.5~1m,坡度根据土质和开挖情况确定,粉质土、粘土1:
0.33~1:
0:
75,砂土1:
1。
在挖土前把承台开挖边线用灰线打出,这样可以控制开挖工作量。
采用挖掘机挖土,挖至基坑底以上30cm时,采用人工清理基底,注意不要超挖。
若出现超挖时不得用土回填,必须要用碎石或素砼铺填。
四周挖截面20×20cm的排水沟,角部设集水坑,及时排水,保持基底干燥。
承台开挖的余土及时清理,不得堆放在基坑边缘。
承台开挖到标高以后,应经过监理复核后方可进行素砼封底。
承台基坑底部浇筑10cmC15素砼垫层,并以此作为承台底模。
浇筑的底模尺寸应比承台面各宽出20cm,并注意其标高和平整度。
另保证钻孔桩有效桩头15cm进入承台。
图2放坡开挖承台基坑示意图
开挖深度在4m以下源兴路以南的承台,位于既有道路10m宽的分隔带内,开挖时采用木桩和模板进行边坡防护,保护既有道路。
开挖前精确放样,开挖一段(约5m)到达设计标高后,立即用挖掘机垂直打入木桩(钢管),要求桩尖打入承台底1.5~2m,桩间距为0.75m,然后在桩间土坡侧铺上木板连接成整体。
开挖后立即进行承台施工,做到随挖、随清、随加固。
具体见下图。
图3木桩支护承台基坑示意图
跨宏兴路和跨源兴路变截面箱梁4个中墩承台基坑开挖深度为4.8m,采用钢板桩防护,见《钢板桩防护施工承台示意图》所示。
图4钢板桩防护施工承台示意图
对地下水丰富的地段承台,采用轻型井点或大口井进行基坑降水。
图5基坑开挖实例图
4、钢筋安装
进场钢筋除检查外观质量外,还须按规定进行分批验收,并取样送检,检验合格后方可用于工程中。
钢筋表面保持洁净,如有油污锈蚀等应清除。
承台钢筋在钢筋加工场内集中下料并加工成型,人工抬至基坑边,人工接力缓慢放入基坑内,现场绑扎成型。
凿桩完成,桩主筋纠正到位后,将垫层清扫干净,弹出控制线。
根据设计要求桩顶钢筋锚入承台内1m,对一些不足的要用电焊接长到标准要求。
承台钢筋骨架绑扎直接在素砼层上进行,在绑扎时注意砼保护层厚度,在面层和底层钢筋之间设置适当的架立钢筋,以防止人员踩压或浇筑压力使钢筋骨架变形,确保面层钢筋不下挠。
钢筋绑扎后,对规格、数量、排距、尺寸、标高、连接方式、保护层厚度进行检查,确保符合设计和规范要求。
按设计图纸要求对立柱、承台、钻孔桩的防雷钢筋进行连接,并做好明显标记。
安装立柱预埋钢筋时,伸入承台内的长度必须符合设计规定,保证固定位置。
立柱外露的钢筋用箍筋绑扎成型,并与承台面层钢筋点焊牢固,以确保立柱主筋位置的准确。
混凝土浇筑前需对立柱预埋主筋位置及立柱纵横向中心距离进行复测,确认准确无误后方可进行混凝土浇筑。
在承台周边预埋部分立柱施工固定模板的钢筋拉环。
承台钢筋混凝土保护层厚度的保证措施:
(1)严格检查钢筋的外形尺寸,不得超出允许偏差;
(2)确保钢筋骨架安装定位准确、绑扎牢固,防止局部钢筋紧靠模板;
(3)按设计保护层厚度计算钢筋净保护层,然后制作保护层垫块,适当加密设置保护层垫块,竖立钢筋可采用带有铁丝的垫块,绑在钢筋骨架外侧,保护层垫块不得遗漏或太稀,脱落;
(4)振捣砼时,避免振动器撞击钢筋,使钢筋位移;
(5)已产生露筋的可采用砂浆抹平,为保证修复砂浆与原砼结合可靠,原砼要凿毛、修边并用水冲洗湿润,用铁刷子刷净,并在表面保持湿润的情况下修补,重要部位露筋,要通过有关单位协商后,确定修补方案。
钢筋安装完毕,由有关人员组织隐蔽工程验收,并做好验收记录,交监理复查,由监理在隐蔽工程验收单上签字后方可进行下道工序施工。
5、模板安装
5.1模板总体布置
采用12mm厚竹胶板作面板,100×100方木(杉木)作纵肋,纵肋间距25cm,2根φ48×3.5钢管为横肋,横肋间距60cm,钢管中间夹对拉螺栓,对拉螺栓间距和直径根据计算选定。
模板外部用圆木支撑固定。
5.2模板荷载计算
根据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2011)考虑以下荷载:
(1)新浇筑砼对侧面模板的压力;
(2)倾倒混凝土时产生的水平荷载。
5.2.1新浇筑砼对侧面模板的压力p1
承台拟用混凝土泵车或溜槽浇筑,插入式振捣器,浇筑速度v=0.75m/h;
混凝土温度T=30℃;
初凝时间t0=200/(T+15)
=200/(30+15)=4.4(h);
有效压头h=t0v=4.4×0.75=3.3(m)>H,取h=H,H为承台高度;
掺外加剂K1=1.2;砼坍落度控制在8~12cm,K2=1.0;
新浇筑砼容重γ=24KN/m3;
以3.5m高承台为例:
p1=0.22γt0K1K2v0.5=0.22×24×4.4×1.2×1.0×0.750.5=24.1(KPa)
p1=γh=24×3.5=84(KPa)
取两者小者p1=24.1KPa。
5.2.2倾倒混凝土时产生的水平荷载p2
砼由溜槽或泵车导管输出,倾倒混凝土时产生的水平荷载p2=2KPa。
5.2.3荷载组合(容许应力法)
计算强度用p=p1+p2=24.1+2=26.1KPa。
验算刚度用p=p1=24.1KPa。
5.3对拉螺栓间距和直径的选定
对拉螺栓竖向间距S2与横肋间距同为60cm,横向间距S1选为50cm,则对拉螺栓拉力为N=S1×S2×p=0.6×0.5×26.1=7.8KN。
由文献[3]P187表8-28得,φ12对拉螺栓容许拉力[N]=12.9KN>N=7.8KN,故选用φ12对拉螺栓,间距60cm×50cm可满足要求。
5.4模板及围楞验算
5.4.1竹胶板验算
竹胶板侧模支承在竖向纵肋上,取1米板宽按跨度L=0.25m的三跨连续梁计算,侧压力化为线荷载q=26.1×1=26.1KN/m(强度验算),q=24.1×1=24.1KN/m(刚度验算)。
由文献[4]P75表2-5得,竹胶板(合格品)纵向静曲弹性模量E=6×103MPa,静曲强度[σ]=70MPa。
12mm厚竹胶板惯性矩I=1/12×1000×123=144000(mm4),截面抵抗矩W=I/y=144000/(12/2)=24000(mm3)。
强度验算:
M=0.1qL2=0.1×26.1×0.252=0.163(KN·m)
σ=M/W=163000/24000=6.79(MPa)<[σ]=70MPa(通过)。
刚度验算:
f=0.677qL4/(100EI)
=0.677×24.1×2504/(100×6×103×144000)
=0.74(mm)<[f]=L/250=250/250=1.0mm(通过)。
5.4.2内楞纵肋验算
内楞竖向纵肋用100×100方木(杉木)承受模板作用的荷载,按以横肋为支点跨度为60cm的简支梁计算,受均布荷载q=26.1×0.25=6.53KN/m(强度验算),q=24.1×0.25=6.03KN/m(刚度验算)。
文献[3]P176表8-6,杉木E=9×103MPa,[σ]=11MPa。
100×100方木惯性矩I=1/12×100×1003=8.33×106(mm4),截面抵抗矩W=I/y=8.333×106/(100/2)=1.667×105(mm3)。
强度验算:
M=qL2/8=6.53×0.62/8=0.294(KN·m)
σ=M/W=294000/(1.667×105)=1.76(MPa)<[σ]=11MPa(通过)。
刚度验算:
f=5qL4/(384EI)
=5×6.03×6004/(384×9×103×8.33×106)
=0.14(mm)<[f]=L/250=600/250=2.4mm(通过)。
5.4.3外楞横肋验算
外楞横肋采用2根φ48×3.5钢管,按以对拉螺栓点为支点跨度为50cm的三跨连续梁计算,每跨跨中均作用方木传来的集中力P=26.1×0.5×0.6=7.83KN(强度验算),P=24.1×0.5×0.6=7.23KN(刚度验算)。
文献[3]P188表8-29,2根φ48×3.5钢管E=2.1×105Mpa,I=1.219×105×2=2.438×105mm4,W=5.08×103×2=1.016×104mm3。
强度验算:
M=0.175PL=0.175×7.83×0.5=0.685(KN·m)
σ=M/W=685000/(1.016×104)=67.4(MPa)<[σ]=145MPa(通过)。
刚度验算:
f=1.146PL3/(100EI)
=1.146×7230×5003/(100×2.1×105×2.438×105)
=0.20(mm)<[f]=L/250=500/250=2.0mm(通过)。
5.5模板施工
模板安装前应对模板尺寸进行检查,模板表面均匀涂刷脱模剂,安装时要坚实牢固,以免振捣混凝土时引起跑模漏浆;安装位置要符合结构设计要求。
主墩承台模板安装前应整合成块,人工配合汽车吊一次拼装成型,支架采用钢管脚手架,支架的搭设和模板支撑要牢固稳定,确保砼浇筑过程模板不变形、不移位。
承台立模按垫层上控制线。
为防止模板接缝漏浆板,采用胶带纸对模板接缝进行封堵。
在模板安装好后,组织人员对模板的稳定性、垂直度和表面平整度、支撑、螺杆间距、模板的几何尺寸、拼缝、连接牢固程度等进行自检,并做好复核的书面记录。
图6承台施工实例图
6、混凝土浇筑
6.1混凝土施工裂缝控制
6.1.1混凝土温度的计算
①混凝土浇筑温度:
Tj=Tc+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3+……+An)
式中:
Tc—混凝土拌合温度(℃),按多次测量资料,在没有冷却措施的条件下,有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5~7℃,无日照时混凝土拌合温度比当时温度高2~3℃,按3℃计;
Tq—混凝土浇筑时的室外温度(考虑最夏季不利情况以30℃计);
A1、A2、A3……An—温度损失系数,A1—混凝土装、卸,每次A=0.032(装车、出料二次);A2—混凝土运输时,A=θt查文献[5]P33表3-4得6m3滚动式搅拌车运输θ=0.0042,运输时间t约30分钟,A=0.0042×30=0.126;A3—浇捣过程中A=0.003t,浇捣时间t约240min,A=0.003×240=0.72;
Tj=33+(Tq-Tc)×(A1+A2+A3)=33+(30-33)×(0.032×2+0.126+0.72)
=33+(-3)×0.91=30.27℃
②混凝土的绝热温升:
T(t)=W×Q×(1-e-mt)/(C×r)
式中:
T(t)—在t龄期时混凝土的绝热温升(℃);
W—每m3混凝土的水泥用量(kg/m3),取350kg/m3;
Q—每公斤水泥28天的累计水化热(KJ/kg),Q=335kJ/kg;
C—混凝土比热0.97KJ/(kg·K);
r—混凝土容重2400kg/m3;
e—常数,2.71828;
m—与水泥品种、浇筑时温度有关,可查文献[5]P35表3-5;
t—混凝土龄期(d)。
混凝土最高绝热温升Th=W×Q/(C×r)=350×335/(0.97×2400)=50.37(℃)
③混凝土内部中心温度:
Tmax(t)=Tj+T1(t)
式中:
Tmax(t)—t龄期混凝土内部中心温度;
Tj—混凝土浇筑温度(℃);
ξ—不同浇筑块厚度的温降系数,查文献[5]P44表3-8得ξ=0.68;
T1(t)—混凝土内部水泥水化热的实际温升,T1(t)=T(t)×ξ。
T1=Th×ξ=50.37×0.68=34.25(℃)
混凝土最高温度的峰值一般出现在混凝土浇筑后的第3~5天,混凝土内部中心温度Tmax(3)=Tj+T1=30.27+34.25=64.52(℃)
从混凝土温度计算得知,在混凝土浇筑后第三天混凝土内部温度64.5℃,比室外温度(30℃)高出34.5℃,必须采用相应的措施,防止大体积钢筋混凝土承台因温差过大产生裂缝。
6.1.2控制砼的入模温度
施工选择在气温较低时(宜夜间)进行,水泥提前进仓降温,杜绝使用刚出厂的水泥。
粗细骨料应避免日光暴晒,粗骨料拌和前用水冲凉。
通过采取冷却措施使混凝土浇筑温度不超过25℃。
6.1.3砼原材料的选择
对混凝土质量控制指标提出如下要求:
(1)水泥:
采用低水化热的普通硅酸盐水泥,用量不大于350kg/m3;
(2)掺和料:
采用Ⅱ级粉煤灰,为水泥用量的15%左右,掺粉煤灰既可取代部分水泥用量,降低水化热,又可以改善混凝土的和易性,增加流动性,延迟混凝土终凝时间,对降低混凝土升温速率大有好处;(3)粗骨料:
碎石粒径5~25mm,选用连续级配;(4)外加剂:
高效缓凝剂,宜掺入适量UEA微膨胀剂;(5)混凝土在满足泵送要求的坍落度的前提下,最大限度控制水灰比。
6.1.4砼的养护
对混凝土浇筑后的内部最高温度与混凝土表面温差要控制在25℃内,以免因温差和混凝土的收缩产生裂缝。
为了减缓混凝土表面降温速率,防止过大的内外温差,在表面采用积水养护的方法,即在混凝土表面上用砖砌成浅水池,然后放人30cm深的水,起保温和养护双重作用,养护期7天以上。
或者混凝土表面保温采用2层草袋外罩塑料薄膜,养护时草袋上浇透水使混凝土表面湿润,保持混凝土表面的湿度,减少混凝土表面热扩散,降低内外温差。
拆模后,宜尽快回填土,用土体保温避免气温骤变时产生有害影响,亦可延缓降温速度,避免产生裂缝。
6.2混凝土泵车和搅拌运输车数量
最大承台厚3.5m,混凝土体积为10×10×3.5=350m3,采取分层浇筑,每层厚30cm,商品混凝土由搅拌车运输到现场所需时间为0.67h(包括装、运、卸等停歇时间),混凝土初凝时间考虑为2h。
混凝土浇筑强度为Q=Fh/(t1-t2),浇筑面积F=10×10=100m2,Q=100×0.3/(2-0.67)=22.6m3/h。
泵车台数按下式计算:
N=Qh/Qmaxη
式中N—泵车台数;
Qh—每小时计划混凝土浇筑量(取30m3/h);
Qmax—泵车额定最大输出量(选用70m3/h);
η—泵车工作效率系数,一般取0.5~0.7,基础施工取0.43。
N=30/(70×0.43)=1.0(台),取N=1台。
每台泵车须搅拌车台数可按下式计算:
n=Qmaxη(60L/v+T)/(60Q)
式中n—搅拌车台数;
Q—搅拌车容量(取8m3);
L—搅拌车往返一次行程(Km);
v—搅拌车平均车速(取30Km/h);
T—一个运行周期总停歇时间(min)。
60L/v+T=60×30/30+20=80(min)
n=70×0.43×80/(60×8)=5(台),1台泵车须配备5台混凝土搅拌运输车。
6.3混凝土浇筑方法
采用商品混凝土,搅拌车运送,使用泵送时混凝土坍落度控制在10±2cm,
泵车宜尽量靠近基坑,以扩大布料杆的浇筑半径。
混凝土泵(泵车)的受料斗周围宜有能够同时停放2辆混凝土搅拌运输车的场地,这样可轮流向泵或泵车供料,使调换供料时不至于停歇。
主墩承台混凝土采用1台汽车泵泵送入模,注意砼浇筑顺序,采用水平分层阶梯法施工,保证每层的浇筑厚度在30㎝左右。
在浇筑中严禁集中卸料浇筑,防止局部砼产生过高的温度,采用插入式振捣器振捣密实,振捣要紧跟混凝土的入模,防止漏振与过振。
上下层间隙时间必须尽量缩短,在振捣时要将振捣器的振动棒伸入到下层混凝土5~10cm。
混凝土入模时,其卸落高度不得大于2m,以保证混凝土不产生离析,振捣时间应以被振捣混凝土表面停止下沉,表面气泡不再显著发生为度。
为确保砼浇筑的连续性,现场备一台发电机及部分砼振动器。
施工中要随时抽样,测定混凝土坍落度并制作试块。
承台砼浇筑完毕后,对墩身钢筋以外部分的砼裸露面进行修整、抹平,待定浆后再抹第二遍并压光。
浇筑混凝土期间应派专人检查模板,钢筋和预埋件的情况。
7、基坑回填
7.1基坑回填条件
基坑回填应满足以下条件:
(1)承台混凝土强度达到设计强度的70%以上;
(2)承台结构通过隐蔽验收;
(3)立柱施工完成;
(4)清除淤泥、杂物,坑内积水抽干。
7.2基坑填筑方法
基坑回填分层进行,每层厚度不超过30~40cm,分层夯实或压实,要求填土经夯实后不得有翻浆、弹簧土现象;填土中不得含有淤泥、腐质土及有机物质;填土含水量不得超标。
8、质量、进度保证措施
8.1质量检测
(1)承台质量检验标准按《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008)10.7.7条规定,其允许偏差如下表:
混凝土承台允许偏差
项目
允许偏差(mm)
检验频率
检验方法
范围
点数
断面尺寸
长、宽
±20
每座
4
用钢尺量,长、宽各2点
承台厚度
0,+10
4
用钢尺量
顶面高程
±10
4
用水准仪测量四角
轴线偏位
15
4
用经纬仪测量,纵横各2点
预埋件位置
10
每件
2
经经纬仪放线,用钢尺量
(2)承台表面应无孔洞、露筋、缺棱掉角、蜂窝、麻面和宽度超过0.15mm的收缩裂缝。
8.2质量保证措施
(1)、建立质量保证体系,对工程施工质量全面负责。
(2)、严格按规范、规程和设计图纸施工。
(3)、每月召开一至两次质量总结会,将前段施工中存在的问题及时进行通报,提醒后段工作中应注意的问题。
(4)、承台施工前,技术员负责技术交底,将施工技术要求及注意事项以书面形式交与施工作业队,制定承台施工的质量检查表,各工序经过检查通过后方可进入下道工序施工。
(5)、将质量责任落实到岗、到人,实行全员岗位责任制,并与奖金挂钩。
(6)、质检员负责自检工作。
8.3进度保证措施
(1)、根据总工期的要求,合理安排承台的施工计划,计划制定时紧密结合地质、施工现场等工程情况。
(2)、提前做好材料与机械设备配件的购买合同的签订工作,保证施工期间材料供应充足,机械设备及配件完好。
(3)、加强现场施工组织指挥,做到指挥正确,工作高效、应变能力强。
9、安全保证措施
(1)、设置专职安全员,确保现场全天候有人值班。
(2)、增强职工安全意识,坚持“安全第一,预防为主"的方针。
(3)、基坑四周设置防护栏杆。
(4)、电源要有醒目的警告牌,非专业人员严禁动用。
(5)、电缆电线接头要规范、牢固。
(6)、启动电机要装降压启动装置与漏电保护器。
(7)、所有电器设备接线要进配电箱,设置防雨棚,严禁露天淋雨。
(8)、作业人员上班前严禁酗酒。
(9)、作业人员必须穿工作鞋、工作服、戴安全帽,高空作业必须系安全带,水上作业人员必须穿救生衣。
(10)、合理布置作业现场,做到整洁、有序、文明生产和生活。
10、文明施工与环境保护
(1)、认真贯彻文明施工的要求,推行现代管理方法,科学组织施工,做好施工现场的各项管理工作。
(2)、实行施工现场平面管理制度,各类临时施工设施、施工便道、加工场、堆物场和生活设施均按经审定的施工组织设计和总平面布置图实施。
(3)、工地主要出入口设置交通指令标志和警示灯,保证车辆和行人的安全。
(4)、加强土方施工管理,挖出的湿土先卸在场内暂堆,沥干后再驳运外弃,如湿土直接外运,则使用经专门改装的带密封车斗的自卸卡车装运湿土,防止湿土如泥浆沿途滴漏污染马路。
(5)、严格遵守国家及地方有关环境的法律规定,防止施工现场的环境污染。
(6)、设立专职的“环境保洁岗”,负责检查、清除出场车辆上的污泥,清扫受污染的马路,做好工地内外的环境保洁工作
(7)、确保施工期间,其发生的噪音不超过周围环境噪音的规定值。
(8)、教育施工人员养成良好的卫生习惯,不随地乱丢垃圾、杂物,保持工作和生活环境的整洁。
参考文献:
[1]中交第一公路工程局有限公司主编.公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2011)
[2]交通部公路规划设计院主编.公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025-86)
[3]周水兴等编著.路桥施工计算手册,第1版.北京:
人民交通出版社,2004.
[4]杜荣军编著.混凝土工程模板与支架技术,第1版.北京:
机械工业出版社,2005.
[5]叶琳昌,沈义编著.大体积混凝土施工,第1版.北京:
中国建筑出版社,1987.
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