关键工序质量控制措施

崇启长江公路大桥（江苏段）跨江大桥工程施工项目CQ-A1标关键工序质量控制措施编制单位：中交第三航务工程局崇启CQ-A1标项目经理部主编人：韩振飞（工程师）参编人员：王华南（助理工程师）林烁（助理工程师）陆宁海（技师）审核人：汤涛（高级工程师）编报日期：2009年3月10日1结构耐久性的施工控制本工程结构的耐久性保证是一项系统工程，设计作充分的耐久性设计和施工控制严格达到设计耐久性要求是工程耐久性保证的两个支柱。本工程耐久性设计包括钢筋砼结构和钢管桩等2种结构，钢筋砼结构包括混凝土性能和混凝土保护层等2点，钢管桩采取了涂层防腐和阴极保护相结合的方案。以往施工实践表明，施工过程对工程耐久性影响主要是施工预埋件的处理。1.1钢筋砼结构耐久性施工保证（1）混凝土工程本标段混凝土耐久性性能要求为：结构部位最低砼强度等级抗氯离子渗透性能Cl-扩散系数10-12m2/s(12w)钢管桩填芯C35水下≤3.0承台C35≤2.5墩身和支座垫石C45≤1.5同时承台和标高10m以下的墩身混凝土添加适量钢筋阻锈剂。对于混凝土工程我们采取以下措施保证耐久性：○1混凝土正式拌和前，必须先进行试拌，保证混凝土的设计强度不小于结构设计强度，并至少高于耐久性要求的最低强度一个等级；抗氯离子渗透的性能Cl-扩散系数不大于耐久性最低要求的80%。对于承台砼和墩身10m标高以下砼，掺加钢筋阻锈剂进行试拌，在结构混凝土中掺加阻锈剂。○2混凝土拌和时保证原材料的质量满足招标规范要求和我局企业的规范要求，拌和物的和易性满足施工要求。○3每次混凝土浇注完成，除留出常规抗压强度试块外，还留置抗氯离子渗透试验的试块，及时对混凝土的抗氯离子渗透性能进行检测。（2）混凝土保护层控制本工程各结构净保护层厚度为：结构类别部位净保护层厚度（mm）现浇墩身钢筋75承台钢筋90保证保护层厚度的施工措施如下：○1垫块全部采用高强砂浆定制保护层垫块，垫块高于相应部位保护层厚度2~3mm。高强砂浆垫块在我局有限公司所属崇明航环预制厂采用定制模具进行生产。该预制厂近年一直在研究垫块预制工艺，已形成系列商品，商品预制垫块形状合理、稳定，强度高，得到上海市港口工程质量监督站的高度评价和广泛推荐，在海洋工程中应用广泛。○2钢筋制作和绑扎时，所有结构钢筋、架立钢筋都必须保证保护层的厚度，底层架立钢筋下必须垫止水垫块。○3钢筋绑扎时，扎丝一律向内侧弯进，禁止扎丝伸入保护层。1.2钢管桩的防腐和施工保护钢管桩的防腐设计为涂层防腐和阴极保护相结合。钢管桩外表面伸入承台内的距桩顶0.8m范围不需进行防腐涂装，在距桩顶0.8m~30m范围内，涂敷加强型双层环氧粉末涂层，厚度不小于800μm桩身其余部位涂敷普通单层环氧粉末涂层，厚度不小于300μm。钢管桩内表面在制作、运输、安装阶段进行临时防腐。钢管桩的阴极保护方案委托专业单位进行详细设计实施。（1）钢管桩涂层施工与保护○1钢管桩涂层施工在工厂内进行，以保证涂层施工质量。钢管桩在节段卷制后，内侧涂刷环氧油漆进行临时防腐。○2钢管桩落驳前、吊桩前、沉桩后、结构施工前要反复对钢管桩的防腐结构进行检查，如发现破损，要及时修复。○3钢管桩的起吊采用高强尼龙吊绳，不得使用钢丝绳，以避免对钢管桩的涂层造成破坏。○4钢管桩在起吊过程中要轻起轻放，禁止与其他钢管桩及结构碰撞，造成防腐涂层破坏。钢管桩在驳船上运输时，采用软方木垫桩，按照设计的垫桩点摆放软方木，桩与桩之间采用软木隔开，防止破坏涂层。（2）钢管桩阴极保护施工○1钢管桩的阴极保护由我局有限公司所属上海港湾工程设计研究院进行设计，采取牺牲阳极工艺。该院外海钢结构的防腐设计阴极保护设计○2严格控制阳极块的质量，严格检查阳极块的保护电位、重量、尺寸、焊缝长度和禁锢螺栓扭矩等满足设计和招标技术规范要求。○3牺牲阳极在该区域其他分项工程完成后安装，避免施工船只碰撞安装好的阳极块。○4阳极块安装前测量钢管桩的自然电位，阳极块安装后及时测量保护电位，测定牺牲阳极的保护效果。（3）严格控制所有其他铁件不与钢管桩直接接触。钢套箱底板上桩伸入的孔洞封孔时，封孔钢板与钢管桩间设置绝缘橡胶，绝缘橡胶的厚度要保证绝缘电阻的大小符合要求。1.3施工预埋件留置和处理方案（1）在结构上尽量少留置施工预埋件，而采取其他施工措施，如增加模板整体刚度、利用设计预留孔等。（2）对施工预埋件的处理要求为：至少距混凝土表面50mm深处，将其拆卸或截断，且不损伤混凝土。钢筋截面打磨粗化后，涂覆无机磷酸盐富锌涂层80μm，屏蔽钢筋头截面，对钢筋头周围混凝土冲洗干净，再涂覆无机渗透结晶型防护剂3次，去掉钢筋头屏蔽物，对钢筋头及其周围混凝土区域涂刷环氧腻子至混凝土表面。按此要求，我们所有施工预埋件统一采用可拆卸性套筒螺栓进行固定，如下图所示。已浇筑结构混凝土1253461――精制螺丝套筒，埋设于结构砼中，埋设深度≥50mm2――精制螺杆，施工完成后取出3――硬橡胶圈，与螺杆（构件2）热熔胶结，表面涂脱模剂，用于螺杆拧出时保护结构混凝土表面4――橡胶垫块，保护结构混凝土表面5――施工用的临时锚固钢板6――螺帽2超长桩沉桩控制2.1优选打桩船根据招标文件技术规范406.06-1-（3）c条的要求，用于本标段沉桩船的架高H≥L（桩长）+H1（桩锤及替打高度）+H2（吊锤滑轮组高度）+H3（富裕高度）-H4（施工水深），85m以上架高的打桩船可满足本工程的沉桩需要。我们对本工程桩基分析后认为，本工程沉桩时打桩船需要较多时间横流停泊，作业时船身稳定将是保证沉桩顺利的关键，为此我们为本工程选用我局有限公司新造的三航桩15#打桩船，该船配6t和10t海军锚4只和2只，锚力强大，抛锚后船身稳固，在东海大桥工程、杭州湾大桥工程、洋山港工程等外海大风浪条件的工程中承担大量大直径桩基沉桩作业，施工质量优良。2.2优选打桩锤当选用规格较小的打桩锤时，需使用更大的油档，加大落锤高度，增加锤芯冲击力和锤的爆炸力，从而桩顶受到的冲击荷载峰值增大，桩身受损几率大大增加。因此本工程我们选用规格较大的D160柴油锤，使用较低油档打桩，这是保护桩身质量和保证沉桩顺利的重要措施。2.3桩顶部加固如上节所述，沉桩时桩顶受集中荷载，损坏几率远大于桩身其他部位。钢管桩施工中最常见的破坏是桩顶屈曲破坏。针对这种情况，我们将同设计商议，在桩顶伸入承台的部分加焊一圈保护环，增大桩顶部位的壁厚，对桩顶进行加固。2.4保证沉桩中钢管桩直线受力本工程中选用的钢管桩直径为Φ1500mm，较东海大桥的Φ1500mm钢管桩抗弯能力小，桩长近80m，桩长细比大此，如何保证钢管桩在龙口内呈直线承受锤击是沉桩工艺中的关键。打桩船设置抱桩背板，该抱桩背板有两个弧形活动臂可固定在桩身上，同时抱桩背板带有跑道，可沿桩架龙口的导杆移动。当俯打桩或仰打桩桩身呈倾斜状态承受锤击下沉时，抱桩背板能与桩身同步下沉，同时抱桩背板又作为桩身的一个支点，限制了桩身的弯曲变形，使桩整体在接受锤击时保持直线状态，从而保证沉桩质量。3承台和墩身实体段现浇大体积混凝土裂缝控制本工程承台结构厚度达3m，墩身下段宽3m、厚4m，46~48#墩更整体为实体结构，且所用混凝土强度高，水泥用量大，属大体积混凝土浇筑范围。大体积混凝土浇筑时，拌合物发热量大，中心温度高，混凝土内外温差大，温度应力造成混凝土裂缝，是工程中常见的施工失败案例。针对大体积混凝土的破坏机理，我们采取措施减少混凝土的发热量，降低混凝土的中心温度，提高混凝土浇筑后的表面温度，来保证大体积混凝土的施工质量。3.1混凝土拌合物原材料控制（1）胶凝材料本工程结构防腐要求高，混凝土抗氯离子渗透指标要求严格，为此我们选用了第三代高性能混凝土拌合胶凝材料——抗氯盐硅酸盐水泥。（2）骨料细骨料采用中砂和中粗砂，粗骨料采用5~25级配的坚硬碎石，加强骨料的骨架结构，减小骨料的比表面，从而减少胶凝材料用量，从而降低混凝土拌合物浇筑过程中的发热量。严格控制粗细骨料含泥量和泥块含量符合招标技术规范要求，控制粗骨料的针片状颗粒含量，混凝土拌合物浇筑后出现薄弱点，从而在该处首先开裂。（3）外加剂选用高效减水剂作为外加剂，减少混凝土拌合的用水量，从而减少水泥用量，降低拌合物浇筑后的发热。3.2混凝土拌合和输送（1）混凝土配合比设计优选混凝土配合比设计，在保证泵送施工要求下尽量降低混凝土流动性，减少混凝土拌合用水量，从而减少水泥用量。加速混凝土拌合物的后期强度增长，从而降低拌合物的前期强度，推迟混凝土浇筑后的发热高峰，降低混凝土浇筑后中心温度的峰值。（2）拌合时间符合高性能混凝土拌合时间的规定要求，避免拌合不均使混凝土拌合物浇筑后出现薄弱点。（3）入仓温度控制避免在夏季中午时分进行大体积混凝土的浇筑。夏季拌合混凝土时，粗细骨料用棚盖遮阳，避免太阳照射使骨料温度升高。拌合用水采用冷水。砼拌合船的泵送管采用太阳反射板包覆，混凝土浇筑前用冷水冷却泵送管，减少混凝土拌合物输送过程中的温度升高。3.3混凝土浇筑混凝土浇筑时要均匀入仓和充分振捣，避免混凝土浇筑不均匀而出现薄弱位置。3.4设置循环水管，降低中心温度对控制裂缝最有效的措施是降低中心温度，将采取设置循环水管、用循环水冷却的方法来降低大体积混凝土浇筑后的中心温度。3.5养护加强大体积混凝土的养护，可将少混凝土的表面温降，从而降低其内外温差，有效防止裂缝的产生，我们对于本工程的混凝土养护非常重视，在14.5.2节有专节进行描述。4混凝土结构表观质量和墩身垂直度控制4.1混凝土结构表观质量控制（1）模板制作模板按照设计图纸进行制作，确保背楞和围楞的间距符合要求。围楞与面板采用木螺栓连接，木螺栓顶入面板后与面板齐整。围楞与背楞以螺栓连接。模板四周的背楞与板面齐整并刨平整，以保证模板之间顺滑连接。（2）模板支立和维修模板支架严格按模板设计图施工，保证强度和刚度，避免混凝土浇筑过程中模板倾折或变形。严格控制模板之间的错牙。模板之间设置橡胶止浆材料并利用模板压紧，防止施工中漏浆。混凝土强度达到规定时方才拆除模板，模板拆除轻拿轻放，拆下的模板及时检查整修并堆放平整。面板磨损后用腻子修补的模板严禁用作结构外表面模板。（3）砼配置和施工砼拌合材料严格控制含泥量，保证拌合时间，防止砼拌合物不均匀而出现的色差。砼浇筑时入仓均匀，严禁用振捣代替平仓，造成色泽不均匀。模板处的振捣位置控制与模板的距离适当，掌握振捣时间，防止振捣不够混凝土表面出现气泡和过振造成混凝土表面的水线砂线等。混凝土浇筑后及时养护，保证混凝土表面湿润，使混凝土表面呈自然青色。（4）表面修补和接缝处理严格控制施工质量，防止混凝土表面出现大面积的粗糙、不平整、蜂窝和其他不良外观。对混凝土表面的细小缺陷和施工预埋件留下的孔洞在拆除模板后及时进行修补。表面修补的孔洞凿除必须先放线，然后用切割机切边，然后才能凿孔洞，防止孔洞毛边。修补混凝土或砂浆按高于原结构一个等级配置，拌合物中添加胶水增加粘结力，并用白水泥调整其颜色与周围混凝土颜色接近。施工接缝的良好处理也是混凝土外观质量的重点，在14.5.1中我们将专节进行描述。4.2墩身垂直度控制本标段工程墩身垂直度不仅是表观质量的重要内容，也是墩身受力状况符合设计的保证。（1）整体测量控制施工前首先对墩柱做整体的测量控制，完善和布设墩柱测量控制网，进行定位测量，准确地在墩柱承台上放样墩柱轴线，并做好标记；模板安装后，在模板轴线位置亦做好标记以备施工过程中随时对轴线位置进行复核。施工完成后，对墩身的整体结构尺寸进行全面的复核，以确定各项偏差。（2）施工过程的监测和调整按照《公路工程质量检验评定标准》，桥墩垂直度不大于3/1000，且最大不超过20mm。施工过程中将全过程对墩身垂直度进行监测，垂直度监测采用吊重锤的方法和光学垂准仪。吊垂球监测选择墩身四边中心作为观测点。首先根据墩身承台上的轴线位置进行墩身下段混凝土的浇筑，以后每次混凝土浇筑后，就及时将墩身四边中心线弹于已浇筑墩身上。墩身再向上浇筑时可以用该中心线作垂直度控制的依据。在四边外模中心位置采用钢丝、滑轮等吊挂垂球进行垂直度观测。对于垂球的观