拱脚墩施工方案

北碚缙云文化体育中心工程

拱脚墩施工方案

编 制： 毛云峰

重庆渝康建设（集团）有限公司 北碚区缙云文化体育中心项目经理部

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钢管混凝土泵送顶升施工专项方案

2011年7月5日

拱脚墩施工方案

一、拱脚墩概况

1、本工程共有4个拱脚墩，分布于体育场外圈东南、西南、东北、西北角。每个拱脚墩上部有三个钢桁架预埋圆钢板件，由多颗锚栓组成。 如下图示：

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钢管混凝土泵送顶升施工专项方案

2、钢筋种类为三级钢，直径主要有Ф12、Ф20、Ф25三种规格。 3、支墩主要形式有两种，分为原槽嵌岩承台和桩基承台，根据受力大小分为拱脚墩1a、1b、2a、2b。如下图示：

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拱脚墩基础1a平面图拱脚墩基础1a(1-1剖)

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拱脚墩基础2a平面图A拱脚墩基础2a（1-1剖）

4、混凝土强度等级为C30 。

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二、基础开挖

1、拱脚墩1a、1b位于原生岩石位置，设计要求采用原槽浇筑，不得破坏岩石层，根据我司施工经验，结合设计图，按施工图尺寸每方加大50㎝（钢筋安装施工需要）进行精确放线，用风镐机凿打成形。

2、由于该拱脚墩已按原设计图施工，由于钢结构预埋位置设计调整，拱脚墩位置、角度、大小发生变更，超挖部分用C30混凝土填充，以保证原槽浇筑。

3、拱脚墩2a、2b的开挖，待拱脚墩桩水平推力试验完成合格后，按施工图尺寸底部每方加大50㎝，1：1放坡进行精确放线，用机械开挖，待底座钢筋安装完成后，进行240砖模砌筑，回填夯实。

三、钢筋施工

1、钢筋应有出厂质量证明书、试验报告单，钢筋表面或每捆（盘）钢

筋均应有标志。进场时应按炉罐（批）号、规格、数量、品种分批检验。检验内容包括查对标志、规格、品种检查，并按现行国家有关标准的规定抽取试样作力学性能试验，合格后方可使用。 2、钢筋在加工过程中，如发现脆断，焊接性能不良或力学性能显著不

正常等现象，应根据现行国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验，杜绝不合格钢材用于本工程。

3、由于每个支墩顶部斜坡面有3块钢结构支撑预埋件，呈三角形布置，

钢板厚度40㎜，钢板下部抗剪件高度200㎜，造成斜坡面钢筋保护层过大，为了保证斜坡面混凝土不开裂，在斜坡面增加一层网片钢筋Ф12@200,双向布置，锚入下部。

四、模板工程

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1、模板采用15㎜九层胶合木板、木方采用40×90㎜，钢管采用Ф48

×3.2㎜普通钢管，螺杆采用Ф12自制高强丝杆，永久性埋在混凝土中，如下图示：

2、模板计算书 支墩模板计算书

一、工程属性 新浇混凝土墙名称 混凝土墙的计算高度(mm) 二、荷载组合

混凝土重力密度γc(kN/m3) 24 外加剂影响修正系数β1 1.2 新浇混凝土初凝时间t0(h) 4 拱脚墩 6000 新浇混凝土墙墙厚(mm) 混凝土墙的计算长度(mm) 5500 6300 混凝土坍落度影响修正系数1.15 β2 混凝土浇筑速度V(m/h) 1.5 混凝土侧压力计算位置处至6 新浇混凝土顶面总高度H(m) 倾倒混凝土时对垂直面面板0.5 页脚内容

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荷载标准值Q3k(kN/m2) 新浇混凝土对模板的侧压力标准值G4k＝min[0.22γct0β1β2v1/2，γcH]＝min[0.22×24×4×1.2×1.15×1.51/2，24×6]＝min[35.7，144]＝35.7kN/m2

承载能力极限状态设计值S承＝0.9max[1.2G4k+1.4Q3k，1.35G4k+1.4×0.7Q3k]＝0.9max[1.2×35.7+1.4×0.5，1.35×35.7+1.4×0.7×0.5]＝0.9max[43.54，48.69]＝0.9×48.69＝43.82kN/m2

正常使用极限状态设计值S正＝G4k＝35.7 kN/m2 三、面板布置 小梁布置方式 小梁间距(mm) 主梁间距(mm) 对拉螺栓横向间距(mm) 水平 200 300 300 下部模板悬臂高度(mm) 小梁一端悬臂长(mm) 主梁一端悬臂长(mm) 对拉螺栓竖向间距(mm) 0 0 150 800

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模板设计立面图

四、面板验算 面板类型 面板抗弯强度设计值[f](N/mm2) 墙截面宽度可取任意宽度，为便于验算主梁，取b＝0.35m，W＝bh2/6＝350×152/6＝13125mm3，I＝bh3/12＝350×153/12＝98437.5mm4

覆面木胶合板 面板厚度(mm) 15 面板弹性模量E(N/mm2) 15 10000

1、强度验算

q＝bS承＝0.35×43.82＝15.34kN/m

面板弯矩图(kN·m)

Mmax＝0.08kN·m

σ＝Mmax/W＝0.08×106/13125＝5.84N/mm2≤[f]＝15N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算

q＝bS正＝0.35×35.7=12.5kN/m

面板变形图(mm)

ν＝0.27mm≤[ν]＝l/400＝200/400＝0.5mm

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满足要求！ 五、小梁验算 小梁类型 小梁抗弯强度设计值[f](N/mm2) 小梁截面抵抗矩W(cm3) 54 小梁截面惯性矩I(cm4) 243 矩形木楞 15.44 小梁材料规格(mm) 小梁弹性模量E(N/mm2) 40×90 9350

1、强度验算

q＝bS承＝0.2×43.82＝8.76kN/m

小梁弯矩图(kN·m)

小梁剪力图(kN)

Mmax＝0.18kN·m

σ＝Mmax/W＝0.18×106/54000＝3.24N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2

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满足要求！ 2、挠度验算

q＝bS正＝0.2×35.7=7.14kN/m

小梁变形图(mm)

ν＝0.13mm≤[ν]＝l/400＝200/400＝0.5mm 满足要求！ 3、支座反力计算

R1=1.76kN，R2=...R30=3.53kN，R31=1.76kN 六、主梁验算 主梁类型 主梁抗弯强度设计值[f](N/mm2) 主梁截面抵抗矩W(cm3) 9.46 主梁截面惯性矩I(cm4) 22.72 双钢管 205 主梁材料规格(mm) 主梁弹性模量E(N/mm2) Ф48×3.2 206000

1、强度验算

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主梁弯矩图(kN·m)

Mmax＝1.13kN·m

σ＝Mmax/W＝1.13×106/9460＝119.42N/mm2≤[f]＝205N/mm2 满足要求！ 2、挠度验算

主梁变形图(mm)

ν＝0.68mm≤[ν]＝l/400＝300/400＝0.75mm 满足要求！ 七、对拉螺栓验算 对拉螺栓类型 M12 轴向拉力设计值Ntb(kN) 14 对拉螺栓横向验算间距m＝max[300，300/2+200]＝350mm 对拉螺栓竖向验算间距n＝max[800，800/2+250]＝800mm N＝0.95mnS承＝0.95×0.35×0.8×43.82＝11.66kN≤Ntb＝14kN 满足要求！

五、混凝土工程（编制专项大体积混凝土施工方案）

1、在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑块体内部温升和温度应力的变化而容易导致混凝土发生裂缝。控制混凝土浇筑块体内部因水泥水化热引起的温升及养护过程中混凝土内外温差和降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝，是大体积混凝土施工技术的关键问

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题。选择合理的浇筑方式以及进行精心的养护是混凝土质量保证措施的重中之重。

2、原材料控制 （1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为42.5#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。

（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。 （3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

（4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

（5）外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，减水剂可降低水化热峰值，每立方米混凝土用量2kg，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。 3、混凝土配合比控制

（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。

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（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。

4、浇筑施工

规范要求混凝土块体内外温度差不宜超过25℃的规范要求。因此施工方采取分层连续浇筑的方法（即始终沿一个方向推进浇筑），每层混凝土的摊铺厚度不宜超过500mm。这种浇筑方法是目前大体积混凝土施工中普遍采用的方法，一方面便于振捣密实，容易保证混凝土的浇筑密实度，另一方面可利用混凝土层面散热，错开各部分混凝土水化热峰值，降低混凝土块体温升。但分层浇筑的层面间隔时间要严格控制在混凝土的初凝时间以内，避免施工缝的形成。

加强混凝土的振捣。混凝土初凝后且终凝前，还应进行二次振捣，二次收光，防止混凝土塑性裂缝的发生。

5、测温与养护

大体积混凝土的测温与养护是至关重要的环节，施工方应该采取有效的测温及养护措施。确保混凝土的内外温差及降温速度满足温控指标的要求。

考虑到七月份，大气温度较低（约25~38℃），而混凝土内部最高温度预计将达到50℃左右，故建议采用循环水冷却及表面关水养护的技术措施，形成混凝土内外、混凝土表面与环境、环境与大气温度之间三个合理的温度梯度（25℃以内）。

1、 循环水管埋设：循环水管采用φ48mm的普通钢管，壁厚3.5㎜，整个基础布设两层冷却水管，每层间距为1m，同层水管间距小于或等于1m，距周边约为1.0m。冷却水流量控制在约10L/min。采用循环水泵配合工作。

2、 测温：埋设φ48mm普通钢管，埋设点成对角线（边角、中间、边角三点）分布。测温点分布为每根钢管的上、中、下部位（底部严密封闭，顶部高于混凝土蓄水液面300㎜）。测温可用细线掉着普通温度计进行。测温时间应从浇筑完后12h开始，每2h一次，到混凝土内部中心温度与环境温度不超过20℃可停止测温。见下图示：

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拱脚墩基础冷却管、测温孔布置图

3、 混凝土表面养护：应在混凝土浇筑完3h后开始，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，再覆盖湿麻袋或草袋，周边要覆盖严密，当混凝土终凝后，混凝土浇筑后12~15h内可在混凝土表面蓄水10-20cm进行养护，再在水面上用彩条布进行覆盖。蓄水不宜过早，过早会引起混凝土“起皮”现象，影响混凝土表面观感质量。养护时间应保持在14d以上。

安排专人负责对混凝土进行养护，发现温度异常，马上采取相应措施保证环境温度。

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