大体积超密集砼施工技术

大体积超密集钢筋砼结构施工技术一、概述在超密集配筋钢筋混凝土结构中，由于钢筋的配置十分密集，钢筋净间距小，钢筋层数多，混凝土的浇灌和振捣都十分困难，不得不在很大程度上减小骨料粒径和增大混凝土的坍落度，而这又势必造成混凝土收缩应力增大，对大体积混凝土结构非常不利，所以通过试验和工程实践深入研究和总结大体积超密集配筋混凝土结构的施工技术十分必要，可以避免此类结构施工中极易出现的如混凝土外表及内部温度应力裂缝、混凝土内部不密实、混凝土离析等各种质量问题，为保证此类结构混凝土工程质量有着重要的意义。本文是在云南沾化50万吨/年合成氨项目煤气化装置气化框架38m结构层大体积超密集配筋厚板（兼气化炉基础）结构施工的经验基础上，在同类型同规模的贵州天福50万吨/年合成氨项目煤气化装置气化框架38m结构层大体积超密集配筋厚板（气化炉基础）结构的施工过程中就其施工工艺、方法、质量保证措施及预案进一步总结完善，而形成的大体积超密集配筋结构的施工技术。气化框架38m结构层混凝土总量811.07m3，E-F/6-7轴厚板作为气化炉的设备基础，是本层结构施工的重点，也是整个气化框架施工的核心。该厚板区域（兼气化炉基础）轴线尺寸14m×14m，板厚3.0m,混凝土总方量359.2m3。在这359.2m3的混凝土中配置了近300吨的钢筋，在柱头、厚板下部、厚板上部和环梁处配筋十分密集，属大体积密配筋混凝土。这使混凝土的浇筑和振捣都变得非常困难。因此施工中必须采取诸多特殊技术措施。二、施工准备1天气准备混凝土结构关键部位的施工尤其是体积混凝土结构的施工必须注意天气状况，应选择无雨雪的天气施工，这对保证混凝土的连续浇灌十分重要。应派专人到地方气象局落实施工期间天气详细资料，选择良好天气（无雨或零星小雨、无9级以上阵风、温度不超过35摄氏度）段进行施工。2材料准备厚板周边下部，柱头、和环梁的上、下部钢筋非常密集，钢筋纵横交叉间距不足50mm,又是多排钢筋组合，厚度达到600mm，特别是环梁处，环向筋与板钢筋是斜向交叉，造成上排钢筋将下排钢筋网片空洞堵住，从垂直方向看，钢筋几乎没有空隙。混凝土下料和振捣都非常困难。在这种情况下必须先从混凝土配制上进行优化选择，才能保证浇筑质量。本工程厚板浇筑采用两种配比的C40混凝土，即厚板、柱头、环梁的底部600mm高度范围内的混凝土，选用由粗骨料粒径5－10mm的碎石配制的细石混凝土，600mm以上至板面部分选用由粗骨料粒径10－30mm的碎石配制的高流动性混凝土。细石混凝土的坍落度控制在180－200mm内，缓凝时间6－8小时，粗骨料混凝土的坍落度控制在160－190mm内，缓凝时间仍按6－8小时配制，混凝土的扩展度宜控制在600mm内，以保证混凝土具有良好的流动性，为振捣密实打下基础。为减小水化热，增加和易性，混凝土中掺加Ⅰ级粉煤灰，掺量由试验室通过试配确定。为了提高混凝土的流动性，以适应本工程密集钢筋混凝土的施工要求，掺加水洗砂，砂的含泥量严格控制在1%范围以内。两种特殊的配合比均已到具有相应资质和经验的化验室进行反复试配，最终确定最佳配合比。在施工中将严格按配比执行。水泥选择选用宣威市宇恒水泥有限公司生产的p.o52.5级普通硅酸盐水泥。水泥用量及进场时间见附表。砂石选择a由于当地没有天然砂，搅拌混凝土用砂多采用机制砂，用当地大青石经机械破碎后筛分制成粒径小于3.75mm的岩石颗粒。砂中不得含有软质岩和风化岩的颗粒。本次浇筑用砂选用Ⅱ区中砂，经现场取样送检，合格后才能使用。b为获得混凝土良好的流动性，混凝土的砂料中还需掺入一定比例的水洗砂以增加混凝土的流动性。水洗砂曲靖地区不生产，将从距昆明市90公里的禄丰县水洗砂厂调运以满足浇筑需求。C混凝土用碎石也是用当地出产岩石经破碎、筛分而制成，本工程泵送混凝土用碎石选用两种粒径分别为5-10mm和10－30mm级配碎石。碎石的针片状颗粒含量、含泥量、坚固性应符合规范要求。d砂石材料用量及进场时间见附表。外加剂选择此厚板结构厚度达3.0m，平面尺寸较大达到14ｍ×14m,混凝土用量359.2m3,必须分层浇筑，为防止出现第二层砼浇筑时第一层砼已开始凝固的现象发生，在施工过程中要配备足够的混凝土搅拌运输机械，以保证混凝土单位时间内浇筑量。因本层结构除气化炉基础区域外，其它区域的混凝土也需同时浇筑不能留施工缝，所以尚应采取其它措施延长水泥初凝时间，保证混凝土浇筑质量。混凝土中掺入水泥用量1ー2％（最终掺量按试验室配比）的复合型高效缓凝减水剂，以延长混凝土初凝时间，减少用水量，改善混凝土和易性。同时为了减少混凝土硬化中出现的温升和干缩裂缝，还应掺入适量的粉煤灰和微膨胀剂。具体掺量由配合比试验确定。粉煤灰掺量不宜过量，避免出现泛浆现象。注：开罐前备足全部砂、石料、粉煤灰、外加剂。由于水泥储罐储量仅70t，制定如下水泥保证供应措施：⑴与供应商签定水泥特别供应协议；⑵将340吨p.o52.5普硅水泥提前生产出来，存入厂内专门储仓，专供本工程使用；⑶混凝土浇筑期间三辆散装水泥罐车专供本工程使用，两开一备。⑷开始施工前，派专人驻厂监督执行。⑸开始浇筑前，除罐装满外，再来两罐车水泥（70吨）备用。3机具准备混凝土搅拌设备气化框架38m结构层混凝土浇筑期间使用两座混凝土搅拌站，我单位原有搅拌站命名为1＃搅拌站。配备JW750型搅拌机两台，该搅拌机为涡桨强制式搅拌机，进料容积1200L，出料容积750L，搅拌电机功率30KW，混凝土搅拌时间1.5－2.0min，生产率35m3/h。两台共同工作每小时标称出料70m3，实际出料量可达每小时30m3。再租用搅拌站设施一套布置在气化框架东南侧。命名为2＃搅拌站。配备有50型强制式混凝土搅拌机两台，出料容积500L，搅拌电机功率24KW，混凝土搅拌时间1.5－2.0min，生产率23m3/h。两台共同工作每小时标称出料46m3，实际出料量可达每小时20m3以上。搅拌设备搅拌能力完全能够满足混凝土连续施工的要求。混凝土原材料输送设备a水泥供应形式为散装，储存于搅拌站两边的水泥罐中，1＃搅拌站两水泥罐容量70吨，2＃搅拌站两水泥罐容量80吨，水泥上料采用两台螺旋式水泥泵自动上料，由搅拌站自动电子称量系统自动称量投料。b砂石供料系统1＃搅拌站采用一套JP-400型自动配料机供料，该配料机四个料仓和皮带输送机以及称量系统均独立设置，料仓总容积30m3。可以同时装四种不同的砂石材料，能按照要求配制多种不同配比的混凝土，这对我们在一个构件中浇筑两种混凝土是非常有利的。2＃搅拌站配料机料仓总容积16m3。该配料系统有三个储料仓，可配制两种细骨料的混凝土。c配料机砂石上料使用一台ZL50型装载机上料。作业能力：在作业半径50m内每小时上料80m3。现场备用一台ZL50型装载机。d水泥投料、砂石投料和搅拌控制都集成安装于搅拌站中央控制室中，通过高度自动化的中央控制台进行统一管理和指挥。混凝土输送及振捣设备a1＃搅拌站混凝土输送使用一台HBT80型输送泵安装于混凝土搅拌站下方，输送管事先安装两套，每套均配120m长、直径150mm泵管，两台泵管均单独安装就位至38m结构楼面上。这样，当一台出现故障无法工作时，只需将备用输送泵移至搅拌机下口的下料槽就可以保证混凝土连续浇筑（更换设备、管道的时间不超过30分钟）。当输送泵管发生堵塞现象30分钟仍无法排除时，接通另一条输送管线。HBT80型输送泵为卧式双动最大液压泵压力32MPa，输送能力80m3/h，理论输送压力80－130MPa，骨料最大粒径40mm，输送距离水平350m、垂直80m。2＃搅拌站混凝土输送使用一台HBT60型输送泵。该泵混凝土输送能力可达60m3/h，骨料最大粒径40mm，输送距离水平250m、垂直55m。根据该泵位置经测算混凝土输送至气化框架38m结构层可能会遇到困难，当不能顺利输送时，采用在气化框架东面角再增设一台HBT60型输送泵，进行接力传递式输送方法，三开一备，备用一台HBT60型输送泵。备用泵必须在混凝土浇捣前到位，并试运转正常。当2＃搅拌站原有输送泵提前试打成功时，现场采用二开一备输送泵。混凝土输送预案：提前制作两个混凝土料斗，每个盛灰容量1.5m3，一旦出现意外情况时，采用现场已有的250t履带吊配两个1.5m3灰斗（灰斗事先自制好）进行混凝土的水平和垂直运输。确保混凝土浇筑连续进行。b混凝土振捣设备混凝土振捣设备使用插入式震动棒。2.8m厚板配筋密集，在柱头和环梁上部垂直插入振捣棒比较困难，只能从外侧斜向插入振捣钢筋，靠钢筋的连带震动和混凝土良好的流动性实现混凝土振捣密实。考虑到从侧面下棒时极容易出现卡棒现象，使震动棒受损不能使用。针对这个现象，现场需配备足够数量的震动棒以备更换。同时对于厚板底筋钢筋间隙相对较小的位置的振捣，还应配备小直径的震动棒。综合上述情况现场配备棒头直径50mm的HZ-50型震动棒25根，棒头直径35mm的HZ-35型震动棒10根。辅助保障设备为了保证混凝土的顺利浇筑，除了配备足够的混凝土搅拌、运输、浇筑设备外，还应采取措施保证这些设备的正常运转，不至于因为设备故障中断混凝土浇筑，造成质量事故。现场辅助设施使用：QTZ-40自升式塔式起重机，最大最小起重量4/0.8吨，工作半径50m，用于临时吊运混凝土、布管、运输振捣设备、模板等；QY50型液压汽车吊，主臂长32m，最大起重量50吨，最大工作幅度29m处起重量0.6吨。用于设备更换与维修、地面及楼层管道拆除与安装等；易损备品备件搅拌机用各类皮带，不同规格各一套；搅拌站提料斗用钢丝绳不同规格各一套；输送泵密封圈两套；空压机一台（0.6m3,压强0.1MPa）输送泵软管一套。4劳动力准备混凝土浇捣作业按两班倒，每班作业12小时。每班安排一名砼工技师。劳动力组织一览表序号工种总人数其中备注白班夜班1机运工1055装载机、塔吊、汽车吊、砼运输车司机各2人，起重工1人2砼搅拌班201010搅拌站操作6人、外加剂添加4人3钢筋班422负责已安装钢筋的校正及绑扎钢筋4木工班121212负责模板校正及安装模板5砼工班281414负责混凝土浇筑、振捣与压实6综合班1688负责泵管安装与拆除、辅助材料调运、铁件安装7后勤保障201010负责所有施工机械维护与保养、通讯联络、送饭送水、司机、医师、照明接线、灯具移位等注：砼工班和砼搅拌班每个白班和夜班均分为两个小组在两个不同的区域同时施工。5浇捣条件①天气情况经咨询满足混凝土浇捣需要；②混凝土配合比已经有资质和经验的实验室试配确定，并出具3天强度报告。③所有施工机具设备、备用机具设备全部进入施工现场，并经试运转正常。④机具设备的易损配件已进场到位。⑤模板支撑脚手架经过各方验收。⑥砂、石骨料、外加剂、粉煤灰等全部进场。⑦工人尤其是混凝土工经过充分交底，已清楚施工全过程。⑧各级管理人员到位，并明确各自职责。⑨各工种工人及劳动力人数全部到位并符合方案要求，并经身体检查，确认可以进行高空作业。⑩水泥连续进场保证措施落实，特别供应协议书已签定。⑪水、电供应业主方已与城市供电部门联络沟通，可确保在混凝土浇捣全过程中不会发生意外中断。⑫各种通讯设施完备畅通。三、混凝土浇筑1混凝土输送泵及框架外泵管平面布置图及38m结构平面浇筑顺序图见下页。D56789EFHBT80型输送泵HBT60型输送泵第二路泵管（水平段长88米）第一路泵管备用泵管施工前接好输送泵及框架外输送管平面布置图二路泵管用于框架浇筑一路泵管用于厚板浇筑38m结构平面浇筑顺序示意图56789FED52路泵管浇至7轴线时，配合1路泵管集中浇注厚板，完成后再向9轴方向浇筑。2混凝土配料计量水泥、砂、石骨料投料计量采用电子自动计量，施工前应校核其准确性。外加剂、粉煤灰投放采用事先称量准确折算成容量，制作适宜大小的木盒，并做出标记用于计量投料。3混凝土浇筑方法3.1模板安装方法气化炉基础在柱头和环梁处钢筋密集，能从上方插入振动棒进行振捣的孔很少，这就需要考虑从其侧面插入振动棒进行振捣。所以在气化炉基础装模时，四个柱头位置和环梁内侧模板只安