新型桶式結(jié)構(gòu)冬季預(yù)制施工工藝

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摘要：隨著新型桶式結(jié)構(gòu)在連云港港徐圩港區(qū)直立式結(jié)構(gòu)防波堤工程中應(yīng)用成功，該新型結(jié)構(gòu)繼續(xù)推廣應(yīng)用于連云港港30萬噸級(jí)航道二期工程圍堤項(xiàng)目。本項(xiàng)目因工程體量大、工期緊張，須進(jìn)行冬季施工，本文主要介紹了新型桶式結(jié)構(gòu)的冬季預(yù)制施工工藝，詳細(xì)闡述新型桶式結(jié)構(gòu)冬季預(yù)制施工的關(guān)鍵點(diǎn)。各項(xiàng)措施工藝切實(shí)有效，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：桶式結(jié)構(gòu)；冬季預(yù)制施工

1工程概述

連云港港30萬噸級(jí)航道二期工程四區(qū)圍堤工程項(xiàng)目，位于連云港市徐圩港區(qū)內(nèi)東側(cè)，工程需制安桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)226個(gè)，分為4區(qū)1#正堤（1220.216m）、5#圍堤（1100m）和2#正堤（1241.019m）、6#圍堤（1286.298m），圍堤全長(zhǎng)約4850m（含150m斜坡堤銜接段）。預(yù)制施工在徐圩預(yù)制廠進(jìn)行。桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制部分由1個(gè)下桶體和2個(gè)上筒體組成：下桶體平面呈橢圓形，長(zhǎng)軸長(zhǎng)36.6m，短軸長(zhǎng)20m，高10～11.5m，無底有蓋，由兩道縱隔墻、三道橫隔墻分12個(gè)倉格，下桶體外壁厚30～40cm，隔墻厚30cm；下桶體頂部由預(yù)制蓋板和現(xiàn)澆蓋板組成，高0.5m～0.6m。兩個(gè)直徑同為8.9m的上圓筒體沿下桶體短軸線方向?qū)ΨQ布置，上筒體壁厚40cm，中間隔板相連，上筒體預(yù)制高度9～11m。（a）斷面及混凝土分層示意圖（b）俯視圖圖1桶式結(jié)構(gòu)桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制施工分5層進(jìn)行：下桶體分兩層，第一層5.50m，第二層施工到蓋板底部，鋼筋均在臺(tái)座上現(xiàn)場(chǎng)綁扎，獨(dú)立分層立模澆筑；下桶體頂部蓋板施工先安裝預(yù)制蓋板，后澆筑蓋板現(xiàn)澆層；上圓筒鋼筋在后方綁扎胎架上綁扎完成后，吊裝并與下桶體頂部預(yù)留鋼筋焊接連接，上筒體分2層澆筑，下層高5.5m。

2冬季施工的界定

《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》（JTS202-2011）規(guī)定日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時(shí)應(yīng)實(shí)行冬季施工。根據(jù)歷年的氣象統(tǒng)計(jì)，連云港地區(qū)從12月上旬到次年2月為冬季。冬季施工需做好氣象觀測(cè)，風(fēng)力不大于6級(jí)且最低溫度高于-8℃時(shí)方可進(jìn)行冬季施工。

3冬季施工的特點(diǎn)

3.1冬季混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)

冬季混凝土凝結(jié)受外部低溫環(huán)境影響較大，混凝土在低溫（0～4℃時(shí)）凝結(jié)用時(shí)為4倍常溫（15℃時(shí)）凝結(jié)用時(shí)，降溫至-0.3～-1.5℃時(shí)，混凝土中水開始凝結(jié)，降溫至-4℃時(shí)，混凝土水化反應(yīng)完全停止，強(qiáng)度不再增長(zhǎng)。在零下低溫條件中，混凝土中的孔隙水易結(jié)冰致使體積變大，將已硬化混凝土凍脹。

3.2冬季施工安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大

冬季低溫天氣易導(dǎo)致施工場(chǎng)地結(jié)冰影響通行安全，采用大功率電器等升溫取暖時(shí)易引發(fā)觸電等安全事故。冬季混凝土保溫養(yǎng)護(hù)如有疏忽易導(dǎo)致混凝土腫脹破壞、產(chǎn)生裂紋等質(zhì)量問題。因存在低溫、寒潮、大風(fēng)等諸多不利因素，冬季質(zhì)量安全事故多發(fā)，冬季混凝土質(zhì)量問題通常不易察覺且具有滯后性。

4冬季施工工藝控制

桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)預(yù)制冬季施工主要包括鋼筋的加工生產(chǎn)、冬季模板施工、冬季混凝土施工等環(huán)節(jié)。

4.1鋼筋的加工生產(chǎn)

4.1.1材料存放

根據(jù)冬季施工慢的特點(diǎn)，按略有富余原則安排鋼筋原材料堆存量，避免積壓。鋼筋原材料嚴(yán)格按規(guī)范的要求放置，所有原材料堆放在鋼筋棚內(nèi)，并用150mm*150mm墊木支墊，雨雪天氣及時(shí)進(jìn)行覆蓋，避免鋼筋銹蝕。

4.1.2鋼筋調(diào)直

根據(jù)最近20年連云港的氣象資料，徐圩地區(qū)的平均最低氣溫不低于-3℃，可正常對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直。

4.1.3鋼筋焊接

（1）在冬季低溫條件下進(jìn)行室外焊接施工時(shí)，氣溫不得低于-20℃，風(fēng)力大于3級(jí)時(shí)要有擋風(fēng)措施，根據(jù)歷年統(tǒng)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)，徐圩地區(qū)極端最低氣溫在-10℃，不影響焊接。鋼筋焊接過程中，做好擋風(fēng)擋雨措施，避免未冷卻的焊接接頭淋碰雨雪。增加閃光對(duì)焊調(diào)節(jié)長(zhǎng)度10%～20%，便于增大加熱范圍，增加熱量?jī)?chǔ)備，降低變壓器級(jí)數(shù)1～2級(jí)，確保閃光對(duì)焊順利進(jìn)行，焊接的預(yù)熱應(yīng)適當(dāng)提高接觸壓力和增加預(yù)熱間歇時(shí)間。（2）需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行鋼筋試焊試驗(yàn)，試驗(yàn)合格方可進(jìn)行正式焊接施工。電弧焊采取措施防止接頭區(qū)焊接時(shí)溫度差較大產(chǎn)生不良影響。電弧焊接時(shí)需略調(diào)高電流，并減慢焊接速度。在焊接過程中，宜短弧施焊以防斷弧，同時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生焊接燒傷，不應(yīng)在非焊接部位引弧以致鋼筋斷面受損。

4.2冬季模板施工

在桶體外模板的外側(cè)統(tǒng)一噴涂13cm厚保溫棉保溫板作為保溫層進(jìn)行保溫措施。在冬季模板拆除需同時(shí)滿足強(qiáng)度要求及內(nèi)外溫差要求。同條件試件抗壓強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%之前，不得拆除模板。同時(shí)提前測(cè)量混凝土與外部環(huán)境溫差，模板拆除時(shí)，兩者溫差應(yīng)低于15℃。

4.3冬季混凝土施工

4.3.1混凝土原材料的施工措施

碎石、黃砂等材料堆存要做好防止雨雪措施，及時(shí)檢查清掃，確保骨料中無積水、積雪、冰塊等。（1）水泥、粉煤灰、礦粉等摻合料充入水泥罐儲(chǔ)存，且水泥只能蓄熱，禁止加熱。（2）冬期混凝土施工時(shí)，對(duì)集料棚進(jìn)行封閉包裹及暖風(fēng)炮加熱，砂石料傳送帶覆蓋保溫，拌合用水采用電加熱，供水管道包裹保溫，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水、外加劑及砂石料加入攪拌機(jī)時(shí)的溫度。

4.3.2混凝土配比控制

為保證混凝土的強(qiáng)度，在冬季混凝土澆筑施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，試驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土配合比作適當(dāng)調(diào)整。（1）根據(jù)低水膠比和較小坍落度等原則，進(jìn)行配合比選定試驗(yàn)以確定冬季混凝土施工配合比。（2）禁止隨意改動(dòng)冬季混凝土配合比，混凝土澆筑施工盡量選擇在白天氣溫較高時(shí)（9:00～16:00）進(jìn)行。

4.3.3混凝土拌制

（1）混凝土使用攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，拌制過程盡可能地減少混凝土的熱量損失，混凝土攪拌時(shí)間不得少于3分鐘，攪拌時(shí)先使水和砂、石料攪拌一定時(shí)間，然后再投放水泥，混凝土溫度在拌制出機(jī)時(shí)應(yīng)高于10℃，澆灌入模時(shí)應(yīng)高于5℃。（2）混凝土拌制時(shí)提前對(duì)部分原材料進(jìn)行加熱，隨機(jī)檢查各原材料加熱溫度，以滿足混凝土拌和物攪拌合成后所需要的溫度。嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和坍落度。如拌制混凝土塌損變小或出現(xiàn)速凝，應(yīng)及時(shí)對(duì)拌合材料溫度進(jìn)行檢查并通過加熱調(diào)整。（3）混凝土采用冬季施工配合比，報(bào)監(jiān)理審核驗(yàn)證后投入冬季施工，為保證冬季混凝土施工強(qiáng)度增長(zhǎng)，采用防凍型減水劑。

4.3.4混凝土澆筑

（1）在混凝土澆筑前，應(yīng)提前檢查并清理鋼筋模板。桶式基礎(chǔ)混凝土澆筑時(shí)，采用帶膠帆布對(duì)模板四周包裹，擋風(fēng)保暖。提前做好設(shè)備檢修，保障設(shè)備完好，在混凝土澆筑過程中，做好運(yùn)輸通道保障，使混凝土盡快入模。混凝土按規(guī)定分層布料振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制分層間隔時(shí)間。（2）現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁向混凝土中加水進(jìn)行二次攪拌，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)混凝土出料溫度及入模溫度。（3）混凝土分層澆注的過程不得中斷，盡量減少混凝土散熱面。倒入模板的混凝土及時(shí)振搗密實(shí)，及時(shí)將混凝土表層泌水淘干,防止結(jié)冰受凍。（4）混凝土澆筑盡量安排在氣溫較高（9:00～16:00）時(shí)進(jìn)行，避免夜間低溫施工。

4.3.5桶式基礎(chǔ)構(gòu)件養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土養(yǎng)護(hù)期在每個(gè)隔倉內(nèi)放置暖風(fēng)炮，桶體底部四周設(shè)置保溫布圍擋，桶壁頂部覆蓋加絨帆布，減少熱量散失。桶體面層采用土工布覆蓋保溫。并在混凝土養(yǎng)護(hù)期間實(shí)時(shí)測(cè)定調(diào)整混凝土養(yǎng)護(hù)溫度，確保隔倉內(nèi)溫度不低于10℃；待混凝土強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%時(shí)拆除模板。（2）預(yù)制蓋板采用450g/m2土工布覆蓋保溫。（3）除按常規(guī)要求留置標(biāo)養(yǎng)試件外，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)、拆模要求和桶體移動(dòng)出運(yùn)等需求，增加同條件養(yǎng)護(hù)試件不少于3組。

5總結(jié)

新型桶式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)冬季預(yù)制施工工藝是在結(jié)合工程所在地冬季氣候特點(diǎn)的情況下，從原材料保護(hù)、施工過程保溫、成品（半成品）養(yǎng)護(hù)等方面入手，不斷修正并完善的，2017年12月中旬至2018年2月底，共預(yù)制桶式結(jié)構(gòu)31個(gè)，質(zhì)量?jī)?yōu)良，水上安裝反應(yīng)氣密性良好，完全符合設(shè)計(jì)要求，為完成工程總體工期提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]高自兵,丁海龍,杭建忠.桶式結(jié)構(gòu)預(yù)制施工工藝[J].中國港灣建設(shè),2016(3)64-68.

作者：李苗 陳永義 單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司