新型桶式結構冬季預制施工工藝

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摘要：隨著新型桶式結構在連云港港徐圩港區直立式結構防波堤工程中應用成功，該新型結構繼續推廣應用于連云港港30萬噸級航道二期工程圍堤項目。本項目因工程體量大、工期緊張，須進行冬季施工，本文主要介紹了新型桶式結構的冬季預制施工工藝，詳細闡述新型桶式結構冬季預制施工的關鍵點。各項措施工藝切實有效，達到了預期效果。

關鍵詞：桶式結構；冬季預制施工

1工程概述

連云港港30萬噸級航道二期工程四區圍堤工程項目，位于連云港市徐圩港區內東側，工程需制安桶式基礎結構226個，分為4區1#正堤（1220.216m）、5#圍堤（1100m）和2#正堤（1241.019m）、6#圍堤（1286.298m），圍堤全長約4850m（含150m斜坡堤銜接段）。預制施工在徐圩預制廠進行。桶式基礎結構預制部分由1個下桶體和2個上筒體組成：下桶體平面呈橢圓形，長軸長36.6m，短軸長20m，高10～11.5m，無底有蓋，由兩道縱隔墻、三道橫隔墻分12個倉格，下桶體外壁厚30～40cm，隔墻厚30cm；下桶體頂部由預制蓋板和現澆蓋板組成，高0.5m～0.6m。兩個直徑同為8.9m的上圓筒體沿下桶體短軸線方向對稱布置，上筒體壁厚40cm，中間隔板相連，上筒體預制高度9～11m。（a）斷面及混凝土分層示意圖（b）俯視圖圖1桶式結構桶式基礎結構預制施工分5層進行：下桶體分兩層，第一層5.50m，第二層施工到蓋板底部，鋼筋均在臺座上現場綁扎，獨立分層立模澆筑；下桶體頂部蓋板施工先安裝預制蓋板，后澆筑蓋板現澆層；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

《水運工程混凝土施工規范》（JTS202-2011）規定日平均氣溫連續5天穩定低于5℃時應實行冬季施工。根據歷年的氣象統計，連云港地區從12月上旬到次年2月為冬季。冬季施工需做好氣象觀測，風力不大于6級且最低溫度高于-8℃時方可進行冬季施工。

3冬季施工的特點

3.1冬季混凝土凝結時間長

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

3.2冬季施工安全、質量風險大

冬季低溫天氣易導致施工場地結冰影響通行安全，采用大功率電器等升溫取暖時易引發觸電等安全事故。冬季混凝土保溫養護如有疏忽易導致混凝土腫脹破壞、產生裂紋等質量問題。因存在低溫、寒潮、大風等諸多不利因素，冬季質量安全事故多發，冬季混凝土質量問題通常不易察覺且具有滯后性。

4冬季施工工藝控制

桶式基礎結構預制冬季施工主要包括鋼筋的加工生產、冬季模板施工、冬季混凝土施工等環節。

4.1鋼筋的加工生產

4.1.1材料存放

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

4.1.2鋼筋調直

根據最近20年連云港的氣象資料，徐圩地區的平均最低氣溫不低于-3℃，可正常對鋼筋進行調直。

4.1.3鋼筋焊接

（1）在冬季低溫條件下進行室外焊接施工時，氣溫不得低于-20℃，風力大于3級時要有擋風措施，根據歷年統計及經驗，徐圩地區極端最低氣溫在-10℃，不影響焊接。鋼筋焊接過程中，做好擋風擋雨措施，避免未冷卻的焊接接頭淋碰雨雪。增加閃光對焊調節長度10%～20%，便于增大加熱范圍，增加熱量儲備，降低變壓器級數1～2級，確保閃光對焊順利進行，焊接的預熱應適當提高接觸壓力和增加預熱間歇時間。（2）需根據現場情況進行鋼筋試焊試驗，試驗合格方可進行正式焊接施工。電弧焊采取措施防止接頭區焊接時溫度差較大產生不良影響。電弧焊接時需略調高電流，并減慢焊接速度。在焊接過程中，宜短弧施焊以防斷弧，同時應避免產生焊接燒傷，不應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統一噴涂13cm厚保溫棉保溫板作為保溫層進行保溫措施。在冬季模板拆除需同時滿足強度要求及內外溫差要求。同條件試件抗壓強度未達到設計強度50%之前，不得拆除模板。同時提前測量混凝土與外部環境溫差，模板拆除時，兩者溫差應低于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存，且水泥只能蓄熱，禁止加熱。（2）冬期混凝土施工時，對集料棚進行封閉包裹及暖風炮加熱，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，實時監測水、外加劑及砂石料加入攪拌機時的溫度。

4.3.2混凝土配比控制

為保證混凝土的強度，在冬季混凝土澆筑施工時，根據現場實際情況，試驗室應及時對混凝土配合比作適當調整。（1）根據低水膠比和較小坍落度等原則，進行配合比選定試驗以確定冬季混凝土施工配合比。（2）禁止隨意改動冬季混凝土配合比，混凝土澆筑施工盡量選擇在白天氣溫較高時（9:00～16:00）進行。

4.3.3混凝土拌制

（1）混凝土使用攪拌機進行拌制，拌制過程盡可能地減少混凝土的熱量損失，混凝土攪拌時間不得少于3分鐘，攪拌時先使水和砂、石料攪拌一定時間，然后再投放水泥，混凝土溫度在拌制出機時應高于10℃，澆灌入模時應高于5℃。（2）混凝土拌制時提前對部分原材料進行加熱，隨機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速凝，應及時對拌合材料溫度進行檢查并通過加熱調整。（3）混凝土采用冬季施工配合比，報監理審核驗證后投入冬季施工，為保證冬季混凝土施工強度增長，采用防凍型減水劑。

4.3.4混凝土澆筑

（1）在混凝土澆筑前，應提前檢查并清理鋼筋模板。桶式基礎混凝土澆筑時，采用帶膠帆布對模板四周包裹，擋風保暖。提前做好設備檢修，保障設備完好，在混凝土澆筑過程中，做好運輸通道保障，使混凝土盡快入模。混凝土按規定分層布料振搗密實，嚴格控制分層間隔時間。（2）現場嚴禁向混凝土中加水進行二次攪拌，實時監測現場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振搗密實，及時將混凝土表層泌水淘干,防止結冰受凍。（4）混凝土澆筑盡量安排在氣溫較高（9:00～16:00）時進行，避免夜間低溫施工。

4.3.5桶式基礎構件養護

（1）混凝土養護期在每個隔倉內放置暖風炮，桶體底部四周設置保溫布圍擋，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。并在混凝土養護期間實時測定調整混凝土養護溫度，確保隔倉內溫度不低于10℃；待混凝土強度和齡期達到設計值的50%時拆除模板。（2）預制蓋板采用450g/m2土工布覆蓋保溫。（3）除按常規要求留置標養試件外，需根據現場養護、拆模要求和桶體移動出運等需求，增加同條件養護試件不少于3組。

5總結

新型桶式基礎結構冬季預制施工工藝是在結合工程所在地冬季氣候特點的情況下，從原材料保護、施工過程保溫、成品（半成品）養護等方面入手，不斷修正并完善的，2017年12月中旬至2018年2月底，共預制桶式結構31個，質量優良，水上安裝反應氣密性良好，完全符合設計要求，為完成工程總體工期提供了保障。

參考文獻：

[1]中交第三航務工程勘察設計院有限公司.連云港港30萬噸級航道二期工程圍堤（含出裝碼頭及潮位站）施工項目（LYG-302-WD4標段）施工圖設計說明[Z].2017.

[2]高自兵,丁海龍,杭建忠.桶式結構預制施工工藝[J].中國港灣建設,2016(3)64-68.

作者：李苗 陳永義 單位：中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司