某工程防護門被覆混凝土施工技術(shù)

XX工程防護門被覆混凝土施工技術(shù)**********摘要本文重點介紹了XX工程的防護門混凝土工程施工技術(shù)，重點對防護門混凝土施工的承載體系、混凝土施工的溫控措施等進行了重點介紹和說明，指出了防護門混凝土工程高質(zhì)量施工技術(shù)的關(guān)鍵所在。關(guān)鍵詞承載體系加固措施水化熱溫控監(jiān)控量測一、工程概況：××工程為目前國內(nèi)跨度、斷面最大的地下洞庫工程，開挖寬度為44.4m，高度為13.74m，其中門庫段（K0+455～K0+464.8和K0+476.5～K0+486）共計19.3米，結(jié)構(gòu)設(shè)計抗沖擊、防震要求高，抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)為S8級，鋼筋密集，二次被覆混凝土按復(fù)合式設(shè)計施工。其澆注成型的混凝土精度要求控制在±1cm以內(nèi)（局部要求控制在2mm）。其主要表現(xiàn)為：1、被覆混凝土臺架承載體系要求牢固、可靠。2、每次澆筑混凝土單體數(shù)量大。現(xiàn)澆施工，水泥水化熱不易散失，要保證在混凝土不開裂。3、外部自然條件差，由于施工現(xiàn)場處于亞熱帶海洋氣候，晝夜溫差大，天氣炎熱，最高氣溫達到40℃以上，夏季雨水多，洞庫里地下水發(fā)育。防護門平面圖防護門平面圖門庫加強段4a-4a結(jié)構(gòu)圖二、被覆混凝土施工承載體系的設(shè)計由于澆注混凝土厚度大，防護門主洞段用的1#臺架澆注混凝土的高度只有滿足1.5m，為了保證不跑模和不下沉，就必然考慮加固的問題，其主要方法和有效的措施是加固模板和臺架。因此，必須作好模板和臺架的加固設(shè)計，使其有效可行。1、1#臺架的改裝及加固設(shè)計防護門的主洞段施工是用1#臺架改造而成的，1#臺架過去澆注的混凝土僅僅為1.5m高，而防護門主體高度為2.55～9.40m不等，這就需要對1#臺架進行加固，加固的材料1#、2#防護門主洞段是采用普通扣件式鋼管腳手架，鋼管直徑48mm，壁厚3.5mm，每米重3.84kg，截面積（A1）4.89cm2，截面慣性矩（I1）12.19cm4，截面抵抗矩（W1）5.08cm3，回轉(zhuǎn)半徑（r1）1.58cm，抗拉、抗壓和抗彎容許應(yīng)力[σ]為16.67KN/cm2（170N/mm2）;抗剪容許應(yīng)力[τ]為9.81KN/cm2。其計算方法如下：2、1#防護門段主洞段（長度9.5米、K0+476.5～K0+486）：2.1、4a-4a加強段S1及防護門間4a-4a斷面S2,每延米面積：S1=94.37m2,S2=72.31m2加強段混凝土量為：V=94.37×（9.5-2.655-0.006）+72.31×0.006=645.83m23。2.2、B-B斷面（施工高度1.5米）計算長度12.51m面積：S=4.38m22，則體積V=4.38×12.51=54.79m3。2.3、B′-B′斷面拱部一部分，（施工高度1.5米）具體見擋頭板圖計算長度12.91m面積：S=3.17m，則體積V=3.17×12.91=41m32.4拱角施工到3.28米高，多出混凝土方量：V=13×6.84=88.9m3合計：按現(xiàn)施工方案1#門庫第一次澆筑被覆混凝土總方量為：V總=830.5m3。原I標(biāo)段1#臺架設(shè)計承載施工同等長度被覆混凝土數(shù)量為：494.5立方米左右，即超出臺架設(shè)計承重336立方米混凝土，因此該臺架部分支撐需加強。臺架具體加固設(shè)置見臺架加固圖。1#臺架加強腳手架平面圖采用的扣件式鋼管腳手架為空間結(jié)構(gòu)，縱向剛度遠遠大于橫向剛度，由于在構(gòu)造上局部加設(shè)了斜撐，限制了各個方向的側(cè)向位移。因此可大致視為“無側(cè)移多層剛架”進行力學(xué)分析。查《建筑結(jié)構(gòu)計算手冊》，無側(cè)移剛架的計算長度系數(shù)μ=0.77。腳手架立桿受軸壓作用，失穩(wěn)是腳手架的主要危險，腳手架鋼管按軸心受壓強度條件計算的承載能力為PN≤σn×A1=81.52KN（8.31t）?，F(xiàn)以步距1000mm和間距900mm計算（a=1.0m，b=0.9m）。立桿設(shè)計荷載計算安全系數(shù)K2取2.0K2N=AN[（σn+(η+1)σ）÷2-((σn+(η+1)σ)2÷4-σnσ)0.5]計算鋼管的截面特征：An=4.893×102mm2，i=15.78mml0=μa=0.77×900=693mmλ=l0÷i=693÷15.78=43.92歐拉臨界應(yīng)力：σ=π2E÷λ2=1074.47η=0.3×1÷（100×i）2=0.3÷（100×0.01578）2=0.12設(shè)計荷載N為：N=4.893×102÷2[（170+（1+0.12）×1074.47）÷2-((170+(1+0.12)×1074.47)2÷4-170×1074.47)0.5]=36.3KN≤PN=81.52KN符合，即在步距在900mm的情況下每根立桿只能承重3.56t。橫桿驗算按簡支梁檢算受彎強度。在計算時，將橫桿的荷載轉(zhuǎn)化為作用在2/3跨度上的集中垂直荷載P，其跨間最大彎距Mmax和支座最大反力P1（即連接扣件抗滑能力P1≤4903N）為：P1=0.67PMmax=0.222P×b≤W1[σ]=5.08×16.67=847N·m即P1=0.67P=2840.3N≤4903N符合根據(jù)現(xiàn)場實際考察得知，拱頂超挖回填混凝土主要集中在兩邊拱角到主洞中線方向6米的范圍內(nèi)，加強段拱部主洞中線至兩邊各8米，即16米基本無超挖，根據(jù)現(xiàn)第一步施工方案對臺架受力無影響。模板仍然采用原臺架模板，B-B斷面及通道以外臺架每個框內(nèi)加一排，沿洞庫方向每個框內(nèi)3根鋼管。由于斷面各有差別，B-B斷面及臺架通道部分需加強設(shè)置，具體布置見1#臺架加強鋼管腳手架平面圖。按現(xiàn)在施工方案將多出現(xiàn)臺架承重336m3。按以上計算：承重336×2.5=840t，全部加固臺架鋼管只需立桿支撐點：840÷3.56=236個。按1#臺架加強鋼管腳手架平面圖布置完全滿足要求。3、2#門庫段主洞（長度9.8米、K0+455～K0+464.8）：3.1、4a-4a加強段S1及門庫間4a-4a斷面S2,每延米面積：S1=94.37m2,S2=72.31m2則：加強段混凝土體積為：V=94.37×（9.8-2.655-1.506）+72.31×1.506=641.05m3。3.2、B-B斷面計算長度12.51m面積：S=4.38m22，則體積V=4.38×12.51=54.79m2。3.3、B′-B′斷面拱部一部分，具體見擋頭板圖計算長度12.91m面積：S=3.17m，則體積V=3.17×12.91=41m33.4、拱角施工到3.28米高，多出混凝土方量：V=13×6.84=88.9m3合計：2#門庫主洞段被覆混凝土總方量為：V總=825.7m2。2#門庫主洞段混凝土方量與1#門庫主洞段一致，故加固方案與1#門庫主洞段基本相同。三、模板安裝及其精度的控制防護門主洞段和門端擋墻的模板安裝及精度控制：防護門主洞段和門端擋墻豎直方向控制的方法是把標(biāo)高提高5cm，為了保證其下沉量，在臺架與地坪接觸處用50t的千斤頂反壓1#臺架的支撐點，并且對整個臺架進行了加固。防護門主洞段水平方向主要是控制前后擋墻，門端擋墻的水平方向主要是控制弧邊墻和直邊墻，這幾個部位施工時主要用的是小鋼模拼裝而成的，其精度的控制方法是在立模前，先放出模板的邊線，立模時，就按照邊線立上去。為了保證其精度，在立模時，在腳手架上吊上線錘或者拉垂直線，每立一塊模板都要量所立模板到線錘或者垂直線的距離，并用頂托加固好，立完后，經(jīng)過認真多次檢查，把模板的偏移量控制在允許的+2cm范圍內(nèi)，并且檢查是否加固好，使其在澆注混凝土?xí)r不跑模。加強段擋頭板圖門庫加強段4a-4a配筋圖門庫加強段4a-4a配筋圖防護門框鋼筋圖防護門框鋼筋圖四、防護門混凝土澆筑4.1、混凝土澆注的溫控措施防護門混凝土成品的質(zhì)量控制主要表現(xiàn)在混凝土澆注成型之后不出現(xiàn)裂紋、蜂窩、麻面和混凝土強度等質(zhì)量問題。項目部成立了專門的C50高強混凝土配合比試驗QC小組，經(jīng)過大量試驗工作，并根據(jù)該工程的特點和厚大體積混凝土施工技術(shù)要求，對試驗結(jié)果進行工作性能、經(jīng)濟性能及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等全面分析，找出了工作性佳，經(jīng)濟效益明顯的C50高強混凝土的施工配合比?；炷羶?nèi)部設(shè)置了冷凝管，通過循環(huán)水，使混凝土內(nèi)外的溫度大致一樣，保證混凝土不能因局部溫度過高而出現(xiàn)裂紋，1#防護門主洞段冷凝管布置圖2#防護門主洞段冷凝管布置圖2#防護門主洞段冷凝管布置圖4.2、混凝土的施工順序、1#防護門的混凝土施工1#防護門主拱段縱向長度為9.5米，防護門洞內(nèi)端和洞外端以防護門中心線為分界線基本上對稱?；炷练秩螡沧?，第一次是防護門主拱和4a-4a加強段，第二次是前后擋墻，第三次B-B和B’-B’斷面拱部。具體如圖所示：1#防護門混凝土澆注順序1#防護門混凝土澆注順序經(jīng)過1#防護門的施工，發(fā)現(xiàn)了一些問題：模板施工難度大，精度不好控制，一次性澆注混凝土方量太大，有973m3，水化熱大，在高溫環(huán)境下不能繼續(xù)下一步的施工，下一步施工平臺狹窄，不能多人施工，施工進展緩慢。、2#防護門的混凝土施工2#防護門主拱段縱向長度為9.8米，防護門洞內(nèi)端長度為6.544m，洞外端長度為3.256m，以防護門中心線為分界線他們不對稱。因此，2#防護門的混凝土分兩次澆注：第一次澆注洞內(nèi)端和后擋墻，第二次澆注洞外端、前擋墻和B-B和B’-B’斷面拱部。具體如圖所示：2#防護門混凝土澆注順序2#防護門混凝土澆注順序經(jīng)過2#防護門的施工，解決了1#防護門施工中遇到一些問題：由于是洞內(nèi)端和洞外端分開施工，模板施工的難度大大的減小，精度得到了很好的控制；一次性澆注混凝土方量也減少了，只有634m3；由于是洞內(nèi)端和洞外端分開施工，在施工洞外端時，施工平臺大，多人施工，施工進展很快，相對1#防護門2#防護門提前了30多天。五、施工監(jiān)測防護門主洞段的監(jiān)測是橫向和縱向均每5m設(shè)置一個點，這個點設(shè)在臺架相應(yīng)的頂部，吊一根細鐵絲。在澆注混凝土前用水準(zhǔn)儀在每根鐵絲上側(cè)一個點，算出這些點相對某個基點的高差，此時表中數(shù)據(jù)全為“0”，隨著混凝土的澆注，每過一段時間再測一個點，監(jiān)控測量數(shù)據(jù)如下表所示（以2#防護門混凝土澆筑為例）：2#防護門主洞段混凝土澆注第一天表一橫向縱向123456781（cm）0.10000000.12（cm）0.30000000.23（cm）0.10000000.12#防護門主洞段混凝土澆注第二天表二橫向縱向123456781（cm）0.20.100000.10.32（cm）0.40.200000.30.53（cm）0.20.100000.10.22#防護門主洞段混凝土澆注第三天表三橫向縱向123456781（cm）0.30.40.81.00.80.60.50.42（cm）0.50.81.11.61.51.00.70.63（cm）0.30.50.70.90.70.50.40.32#防護門主洞段混凝土澆注第四天表四橫向縱向123456781（cm）0.40.61.11.51.91.20.70.52（cm）0.81.01.52.83.0