某工程防護(hù)門被覆混凝土施工技術(shù)

XX工程防護(hù)門被覆混凝土施工技術(shù)**********摘要本文重點(diǎn)介紹了XX工程的防護(hù)門混凝土工程施工技術(shù)，重點(diǎn)對(duì)防護(hù)門混凝土施工的承載體系、混凝土施工的溫控措施等進(jìn)行了重點(diǎn)介紹和說明，指出了防護(hù)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(cè)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(jì)19.3米，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗沖擊、防震要求高，抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)為S8級(jí)，鋼筋密集，二次被覆混凝土按復(fù)合式設(shè)計(jì)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(tái)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?，F(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(chǎng)處于亞熱帶海洋氣候，晝夜溫差大，天氣炎熱，最高氣溫達(dá)到40℃以上，夏季雨水多，洞庫里地下水發(fā)育。防護(hù)門平面圖防護(hù)門平面圖門庫加強(qiáng)段4a-4a結(jié)構(gòu)圖二、被覆混凝土施工承載體系的設(shè)計(jì)由于澆注混凝土厚度大，防護(hù)門主洞段用的1#臺(tái)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(tái)架。因此，必須作好模板和臺(tái)架的加固設(shè)計(jì)，使其有效可行。1、1#臺(tái)架的改裝及加固設(shè)計(jì)防護(hù)門的主洞段施工是用1#臺(tái)架改造而成的，1#臺(tái)架過去澆注的混凝土僅僅為1.5m高，而防護(hù)門主體高度為2.55～9.40m不等，這就需要對(duì)1#臺(tái)架進(jìn)行加固，加固的材料1#、2#防護(hù)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(jì)算方法如下：2、1#防護(hù)門段主洞段（長(zhǎng)度9.5米、K0+476.5～K0+486）：2.1、4a-4a加強(qiáng)段S1及防護(hù)門間4a-4a斷面S2,每延米面積：S1=94.37m2,S2=72.31m2加強(qiáng)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(jì)算長(zhǎng)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(jì)算長(zhǎng)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(jì)：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(tái)架設(shè)計(jì)承載施工同等長(zhǎng)度被覆混凝土數(shù)量為：494.5立方米左右，即超出臺(tái)架設(shè)計(jì)承重336立方米混凝土，因此該臺(tái)架部分支撐需加強(qiáng)。臺(tái)架具體加固設(shè)置見臺(tái)架加固圖。1#臺(tái)架加強(qiáng)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(gè)方向的側(cè)向位移。因此可大致視為“無側(cè)移多層剛架”進(jìn)行力學(xué)分析。查《建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》，無側(cè)移剛架的計(jì)算長(zhǎng)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(xiǎn)，腳手架鋼管按軸心受壓強(qiáng)度條件計(jì)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(jì)算（a=1.0m，b=0.9m）。立桿設(shè)計(jì)荷載計(jì)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(jì)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(jì)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(yàn)算按簡(jiǎn)支梁檢算受彎強(qiáng)度。在計(jì)算時(shí)，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(chǎng)實(shí)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(qiáng)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(duì)臺(tái)架受力無影響。模板仍然采用原臺(tái)架模板，B-B斷面及通道以外臺(tái)架每個(gè)框內(nèi)加一排，沿洞庫方向每個(gè)框內(nèi)3根鋼管。由于斷面各有差別，B-B斷面及臺(tái)架通道部分需加強(qiáng)設(shè)置，具體布置見1#臺(tái)架加強(qiáng)鋼管腳手架平面圖。按現(xiàn)在施工方案將多出現(xiàn)臺(tái)架承重336m3。按以上計(jì)算：承重336×2.5=840t，全部加固臺(tái)架鋼管只需立桿支撐點(diǎn)：840÷3.56=236個(gè)。按1#臺(tái)架加強(qiáng)鋼管腳手架平面圖布置完全滿足要求。3、2#門庫段主洞（長(zhǎng)度9.8米、K0+455～K0+464.8）：3.1、4a-4a加強(qiáng)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(qiáng)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(jì)算長(zhǎng)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(jì)算長(zhǎng)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(jì)：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(hù)門主洞段和門端擋墻的模板安裝及精度控制：防護(hù)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(tái)架與地坪接觸處用50t的千斤頂反壓1#臺(tái)架的支撐點(diǎn)，并且對(duì)整個(gè)臺(tái)架進(jìn)行了加固。防護(hù)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(gè)部位施工時(shí)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(shí)，就按照邊線立上去。為了保證其精度，在立模時(shí)，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(rèn)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(qiáng)段擋頭板圖門庫加強(qiáng)段4a-4a配筋圖門庫加強(qiáng)段4a-4a配筋圖防護(hù)門框鋼筋圖防護(hù)門框鋼筋圖四、防護(hù)門混凝土澆筑4.1、混凝土澆注的溫控措施防護(hù)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(qiáng)度等質(zhì)量問題。項(xiàng)目部成立了專門的C50高強(qiáng)混凝土配合比試驗(yàn)QC小組，經(jīng)過大量試驗(yàn)工作，并根據(jù)該工程的特點(diǎn)和厚大體積混凝土施工技術(shù)要求，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行工作性能、經(jīng)濟(jì)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(jì)效益明顯的C50高強(qiáng)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(hù)門主洞段冷凝管布置圖2#防護(hù)門主洞段冷凝管布置圖2#防護(hù)門主洞段冷凝管布置圖4.2、混凝土的施工順序、1#防護(hù)門的混凝土施工1#防護(hù)門主拱段縱向長(zhǎng)度為9.5米，防護(hù)門洞內(nèi)端和洞外端以防護(hù)門中心線為分界線基本上對(duì)稱?；炷练秩螡沧?，第一次是防護(hù)門主拱和4a-4a加強(qiáng)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(hù)門混凝土澆注順序1#防護(hù)門混凝土澆注順序經(jīng)過1#防護(hù)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(tái)狹窄，不能多人施工，施工進(jìn)展緩慢。、2#防護(hù)門的混凝土施工2#防護(hù)門主拱段縱向長(zhǎng)度為9.8米，防護(hù)門洞內(nèi)端長(zhǎng)度為6.544m，洞外端長(zhǎng)度為3.256m，以防護(hù)門中心線為分界線他們不對(duì)稱。因此，2#防護(hù)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(hù)門混凝土澆注順序2#防護(hù)門混凝土澆注順序經(jīng)過2#防護(hù)門的施工，解決了1#防護(hù)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(shí)，施工平臺(tái)大，多人施工，施工進(jìn)展很快，相對(duì)1#防護(hù)門2#防護(hù)門提前了30多天。五、施工監(jiān)測(cè)防護(hù)門主洞段的監(jiān)測(cè)是橫向和縱向均每5m設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)設(shè)在臺(tái)架相應(yīng)的頂部，吊一根細(xì)鐵絲。在澆注混凝土前用水準(zhǔn)儀在每根鐵絲上側(cè)一個(gè)點(diǎn)，算出這些點(diǎn)相對(duì)某個(gè)基點(diǎn)的高差，此時(shí)表中數(shù)據(jù)全為“0”，隨著混凝土的澆注，每過一段時(shí)間再測(cè)一個(gè)點(diǎn)，監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示（以2#防護(hù)門混凝土澆筑為例）：2#防護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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